JPH0985838A - 三次元形状造形物の製造方法 - Google Patents
三次元形状造形物の製造方法Info
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Abstract
不要となるだけでなく、サポートを除去する工程も不要
となり、しかも、サポートの除去跡が残らないような三
次元形状造形物の製造方法を提供する。 【解決手段】 光硬化性樹脂に光を照射して光硬化層を
形成し、この光硬化層を重ね合わせることにより、吊り
下がり部分を有する三次元形状造形物を製造する方法に
おいて、前記光硬化層の重ね合わせ途中で前記吊り下が
り部分の上方の層が形成された後に、この上方の層を通
してその下方の光硬化性樹脂に光を照射することにより
前記上方の層の下方に吊り下がり部分を一体形成するよ
うにすることを特徴とする。前記上方の層には、吊り下
がり部分形成のための光ビームの透過を容易にする孔を
設けておくようにする。また、前記上方の層には、吊り
下がり部分形成のための光ビームの透過を容易にする薄
肉部を設けておくようにするとよい。
Description
物の製造方法に関し、詳しくは、光の照射によって硬化
する光硬化性樹脂を用いて、立体的な三次元形状を有す
る物品を成形製造する方法に関するものである。
を製造する方法は、複雑な三次元形状を、成形型や特別
な加工工具等を用いることなく、簡単かつ正確に形成す
ることができる方法として、各種の製品モデルや立体模
型の製造等に利用することが考えられている。具体的に
は、例えば、特開昭61−114817号公報、特開昭
63−141724号公報、特開昭60−247515
号公報などに開示された方法がある。特開昭61−11
4817号公報記載の方法は、光硬化性樹脂液の中に沈
めた昇降自在な成形台を、樹脂液の液面直下に配置し
て、液面にレーザ光を照射し、成形台の上の樹脂液層を
光硬化させて光硬化層を形成し、つぎに、成形台を少し
沈めた後、前記同様の作業を行うという工程を繰り返す
ことにより、光硬化層を積み重ねていく。その他の方法
も、細部の工程は異なっているが、光硬化性樹脂を光硬
化させて光硬化層を形成し、この光硬化層を積み重ねて
三次元形状の造形物を得る点では共通している。
は、従来、光硬化層を下から上へ順次積み上げることに
より造形するようにしていた。そのため、例えば図10
にみるように、三次元形状造形物10が本体上方部分1
2に吊り下がり部分13を有する場合、この吊り下がり
部分13は中空に浮いた形になるので、これを下から支
えるサポート20をその左右に位置する本体下方部分1
1と同時に下から積み上げ形成し、その上に吊り下がり
部分13をその左右に位置する本体下方部分11と同時
に積み上げ形成するようにしていた。吊り下がり部分1
3を形成したのちに本体上方部分12を、本体下方部分
11と吊り下がり部分13の上方に一体形成すれば所望
の造形物10が完成する。図11は上記各工程を具体的
に示している。
では、前記サポートを形成する工程が必要であるだけで
なく、このサポートを除去する工程も必要であり、しか
も、サポートの除去跡が造形物に残ると言う問題もあっ
た。そこで、この発明の課題は、このような問題の生じ
にくい三次元形状造形物の製造方法を提供することにあ
る。
の発明にかかる三次元形状造形物の成形方法のうち、請
求項1記載の方法は、光硬化性樹脂に光を照射して光硬
化層を形成し、この光硬化層を重ね合わせることによ
り、吊り下がり部分を有する三次元形状造形物を製造す
る方法において、前記光硬化層の重ね合わせ途中で前記
吊り下がり部分の上方の層が形成された後に、この上方
の層を通してその下方の光硬化性樹脂に光を照射するこ
とにより前記上方の層の下方に吊り下がり部分を一体形
成するようにすることを特徴とする。
法において、前記上方の層には、吊り下がり部分形成の
ための光ビームの透過を容易にする孔を設けておくよう
にする。請求項3記載の方法は、請求項1記載の方法に
おいて、前記上方の層には、吊り下がり部分形成のため
の光ビームの透過を容易にする薄肉部を設けておくよう
にする。
形成された後に、この上方の層の下方に吊り下がり部分
を一体形成するようにするので、従来のごときサポート
の形成を省くことができる。
くともその一部に、吊り下がり部分が存在するものに適
用される。光硬化性樹脂の供給方法、光の照射方法、光
硬化層の形成方法など、三次元形状造形物を成形するた
めの基本的な技術は、従来知られているような通常の方
法や装置がそのまま適用できる。ただ、光硬化層の重ね
合わせ方法については、吊り下がり部分の取り付け手順
について以下の変更がなされるのである。すなわち、従
来は吊り下がり部分を支えるサポートも同時に形成する
ため、サポート用の光硬化層を下から積み上げていった
のであるが、本発明では、この積み上げを省き、光硬化
層の重ね合わせ途中で、すなわち、前述の例で言えば本
体下方部分12の積み上げ形成を終え、引き続き前記吊
り下がり部分の上方の層が形成された後に、この上方の
層を通してその下方の光硬化性樹脂に光を照射すること
により前記上方の層の下方に吊り下がり部分を一体形成
するようにするのである。
造形物の製造方法でも用いられている各種の光硬化性樹
脂が用いられる。具体的には、ウレタン系、ウレタン−
アクリレート系、エポキシ系、エポキシ−アクリレート
系などの光硬化性樹脂が挙げられる。造形物を成形する
には、まず、造形物を構成する複数の光硬化層毎の平面
形状を決める。光硬化層は、造形物の全体形状を、垂直
方向に一定間隔毎に分割して、それぞれの水平断面を平
面形状として、水平断面の上下間隔を厚みとするものに
なる。このような光硬化層毎の平面形状は、通常、造形
物の全体外形をCAD装置などで電子情報化し、この電
子情報から、各光硬化層毎の平面形状データを演算して
作製する。光硬化層毎の平面形状が決まれば、この平面
形状に対応して、各光硬化層を形成するための光の照射
領域が決まり、この光の照射領域の情報を、レーザ光の
走査制御装置などに入力すれば、造形物に必要な形状の
光硬化層が形成できる。
に挙げて、この発明の実施例につき、図を参照しながら
以下に説明する。図2は本発明の工程の概要を示してい
る。工程Aでまず造形物10の下方部分11と上方部分
12の第1層121を積み上げ形成し、つぎに工程Bで
前記第1層(吊り下がり部分13の上方の層)121の
下方に吊り下がり部分13を一体形成し、最後に工程C
で第1層121の上方に本体上方部分12のうちの残る
部分を積み上げ方式で一体形成する。
ンク40中には光硬化性樹脂液30が蓄えられている。
成形台50を光硬化性樹脂液30に少しだけ浸し、その
上から光ビーム60を照射して成形台50の上に造形物
10の本体下方部分11の第1層111となる光硬化層
を形成する(A1)。そののち、成形台50を少し下げ
て次の光硬化層を順次積み上げ形成することを繰り返す
ことにより、所定高さの本体下方部分11を成形し、さ
らにその上に、本体上方部分12の第1層121となる
光硬化層を一体形成する(A2)。これで工程Aが終了
する。
のようにして形成された本体上方部分第1層121が形
成されたあと、今度は成形台50を少し上げて、前記第
1層121の下方の光硬化性樹脂液30に第1層をとお
して光ビーム60を照射し、本体上方部分第1層121
の下方に吊り下がり部分13の第1層131となる光硬
化層を一体形成する(B1)。そののち、成形台50を
少し上げて次の光硬化層を前記第1層131の下方に一
体形成し(B2)、これを繰り返すことにより所望の高
さと形状を有する吊り下がり部分13を前記本体上方部
分第1層121の下方に一体形成する(B3)。図4の
(1) 〜(4) は吊り下がり部分13を形成する工程の流れ
の詳細を示している。これで工程Bが終了する。
り下がり部分13が本体上方部分第1層121の下方に
一体形成されたあと、今度は成形台50を、本体上方部
分第1層121が光硬化性樹脂液30の液面より少し下
になる位置まで下げてから本体上方部分第1層121上
の光硬化性樹脂液30に光ビーム60を照射して本体上
方部分第2層となる光硬化層を形成し(C1)、そのの
ち、成形台50を少し下げて次の光硬化層を順次積み上
げ形成することを繰り返すことにより、所定高さの本体
上方部分12を完成する(C2)。そして、成形台50
を引き上げて造形物10を得る(C3)。これで工程C
が終了する。
いては、すでに形成された光硬化層に光ビームを照射し
た場合、光照射エネルギーが一定量を越えると、光ビー
ムはこの光硬化層を透過して、その下方の光硬化性樹脂
を光硬化させる。吊り下がり部分13はこの現象を利用
して形成するのである。そして例えば、エネルギー密度
E1 の光ビームを照射して得られる光硬化層の厚みをt
1 、エネルギー密度E 2 の光ビームを照射して得られる
光硬化層の厚みをt2 、エネルギー密度E3 の光ビーム
を照射して得られる光硬化層の厚みをt3 とすると、エ
ネルギー密度E 1 、E2 、E3 の大小関係がE1 <E2
<E3 なるとき、それぞれから得られる光硬化層の厚み
の関係はt1 <t2 <t3 となるので、得ようとする光
硬化層の厚みは光ビームのエネルギー密度を調整するこ
とで決定することが出来る。なお、エネルギー密度E1
の光ビームを照射して得られた光硬化層にエネルギー密
度E1 の光ビームを照射してもその下方には光硬化層が
できないが、エネルギー密度E2 の光ビームを照射する
とΔt2 (<t2 )なる厚みの光硬化層が形成でき、エ
ネルギー密度E3 の光ビームを照射するとΔt3 (<t
3 )なる厚みの光硬化層が形成できる。ここに、Δt2
<Δt3 である。
がり部分13形成箇所に孔121aを多数形成すること
により、光ビームが第1層121を容易に透過するよう
にした状態を示している。この場合は図7に示すよう
に、光ビームの通常と強いエネルギー密度e、Eの大小
関係をe<Eとすると、光ビームは孔121aのある部
分ではエネルギー密度eで照射し、孔121aのない部
分ではエネルギー密度Eで照射することで、光硬化層の
厚みが均等になるようにする。本体上方部分第1層12
1の上に次の光硬化層を形成する前に、図8に示すよう
に成形台50を少し下げて孔121aの中に光硬化性樹
脂液を充填し、通常のエネルギー密度eで充填された光
硬化性樹脂を硬化させたあと、その上に次の光硬化層を
形成するようにすると良い。
がり部分13形成箇所を薄肉部121bにしておくこと
により、光ビームが第1層121を容易に透過するよう
にした状態を示している。第1層121の通常の厚みD
1 を0.2mmとすると、薄肉部121bの厚みD2 は
例えば0.1mm程度にする。必要に応じ、第2層形成
前にこの薄肉部121bの厚みを戻しておくと良い。
の層が形成された後に、この上方の層の下方に吊り下が
り部分を一体形成するようにするので、従来のごときサ
ポートの形成を省くことができるため、サポートを形成
する工程が不要となるだけでなく、このサポートを除去
する工程も不要となり、しかも、造形物にはサポートの
除去跡が残らないと言う利点がある。
層に孔や薄肉部を設けることができるので、光ビームの
照射エネルギーを節約することが出来る。
発明の方法で得る一実施例の第2工程を示す説明図。
図。
1層に孔を形成した状態を示す説明図。
射方法を示す説明図。
1層に部分的に薄肉部を形成した状態を示す説明図。
図。
Claims (3)
- 【請求項1】 光硬化性樹脂に光を照射して光硬化層を
形成し、この光硬化層を重ね合わせることにより、吊り
下がり部分を有する三次元形状造形物を製造する方法に
おいて、前記光硬化層の重ね合わせ途中で前記吊り下が
り部分の上方の層が形成された後に、この上方の層を通
してその下方の光硬化性樹脂に光を照射することにより
前記上方の層の下方に吊り下がり部分を一体形成するよ
うにすることを特徴とする三次元形状造形物の製造方
法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法において、前記上方
の層には、吊り下がり部分形成のための光ビームの透過
を容易にする孔を設けておくようにする三次元形状造形
物の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の方法において、前記上方
の層には、吊り下がり部分形成のための光ビームの透過
を容易にする薄肉部を設けておくようにする三次元形状
造形物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07247633A JP3121243B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 三次元形状造形物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07247633A JP3121243B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 三次元形状造形物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0985838A true JPH0985838A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3121243B2 JP3121243B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=17166414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07247633A Expired - Fee Related JP3121243B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 三次元形状造形物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3121243B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109420761A (zh) * | 2017-08-28 | 2019-03-05 | 深圳市银宝山新科技股份有限公司 | 悬空结构金属件的3d打印方法 |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP07247633A patent/JP3121243B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109420761A (zh) * | 2017-08-28 | 2019-03-05 | 深圳市银宝山新科技股份有限公司 | 悬空结构金属件的3d打印方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3121243B2 (ja) | 2000-12-25 |
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