JPH1016067A - 光造形装置 - Google Patents
光造形装置Info
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- JPH1016067A JPH1016067A JP8167081A JP16708196A JPH1016067A JP H1016067 A JPH1016067 A JP H1016067A JP 8167081 A JP8167081 A JP 8167081A JP 16708196 A JP16708196 A JP 16708196A JP H1016067 A JPH1016067 A JP H1016067A
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- Japan
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- squeegee
- resin
- face
- liq
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
- B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
- B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
- B29K2995/0037—Other properties
- B29K2995/0072—Roughness, e.g. anti-slip
- B29K2995/0073—Roughness, e.g. anti-slip smooth
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光造形において、高精度に光造形する装置を提
供する。 【解決手段】既硬化層の上に未硬化樹脂を均一の厚さで
塗布するスキージ3が、初期位置に復帰するときに樹脂
液面から離れるように、復帰時のみにスキージ3の先端
を引き上げる手段あるいは樹脂液面を低下させる手段を
設けた光造形装置。
供する。 【解決手段】既硬化層の上に未硬化樹脂を均一の厚さで
塗布するスキージ3が、初期位置に復帰するときに樹脂
液面から離れるように、復帰時のみにスキージ3の先端
を引き上げる手段あるいは樹脂液面を低下させる手段を
設けた光造形装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光造形装置に関す
る。
る。
【0002】
【従来の技術】三次元CADデータから形状モデルを短
期に作成する技術として光造形技術が知られている。特
公平6−69726号、特公平6−69724号公報に
示されているように、CADの形状データを輪切りにし
て変換された等高線データにしたがって、UV硬化樹脂
にUVレーザを照射して、一層一層硬化積層を繰り返し
て造形するものである。
期に作成する技術として光造形技術が知られている。特
公平6−69726号、特公平6−69724号公報に
示されているように、CADの形状データを輪切りにし
て変換された等高線データにしたがって、UV硬化樹脂
にUVレーザを照射して、一層一層硬化積層を繰り返し
て造形するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光造形では所定のピッ
チで光硬化樹脂を硬化積層する。この所定のピッチで積
層するために、一層硬化させる毎に、硬化した層の上に
未硬化の樹脂を一定厚さで塗布することが必要である。
このため、未硬化樹脂を一旦厚く塗布しスキージで余剰
分をかき取ることが行われる。しかし、光硬化樹脂には
粘性があり、光硬化樹脂がスキージにまとわりつき、ス
キージにより規定すべき所望の未硬化層の厚さが得られ
ない。特に、同一の層でスキージが初めて遭遇既硬化層
の端部あるいは狭い硬化部位ではスキージの進行方向の
後ろ側にまとわりついた樹脂が、粘性のために該既硬化
部に付着し盛り上がる問題がある。この盛り上がりはス
キージの移動後なので平坦化されず、未硬化樹脂層が局
部的に所望値よりも厚く形成されてしまう問題がある。
未硬化樹脂層が厚く形成されると、造形品の表面精度が
低下することはもとより、その部位は厚く硬化させるの
で、次にスキージを動かしたときにスキージが硬化層に
当たってしまい、造形中のモデルを壊してしまう問題が
ある。
チで光硬化樹脂を硬化積層する。この所定のピッチで積
層するために、一層硬化させる毎に、硬化した層の上に
未硬化の樹脂を一定厚さで塗布することが必要である。
このため、未硬化樹脂を一旦厚く塗布しスキージで余剰
分をかき取ることが行われる。しかし、光硬化樹脂には
粘性があり、光硬化樹脂がスキージにまとわりつき、ス
キージにより規定すべき所望の未硬化層の厚さが得られ
ない。特に、同一の層でスキージが初めて遭遇既硬化層
の端部あるいは狭い硬化部位ではスキージの進行方向の
後ろ側にまとわりついた樹脂が、粘性のために該既硬化
部に付着し盛り上がる問題がある。この盛り上がりはス
キージの移動後なので平坦化されず、未硬化樹脂層が局
部的に所望値よりも厚く形成されてしまう問題がある。
未硬化樹脂層が厚く形成されると、造形品の表面精度が
低下することはもとより、その部位は厚く硬化させるの
で、次にスキージを動かしたときにスキージが硬化層に
当たってしまい、造形中のモデルを壊してしまう問題が
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は塗布した未硬化樹脂層の厚さを規定する第
1の方向に移動するときには、スキージの先端部の高さ
を大略露光硬化時の液面の高さに、スキージを初期位置
に復帰させるために反転する第2の方向に移動するとき
には、スキージ先端部の高さを第1の移動方向時の高さ
より高くするスキージ高さ制御手段を設ける、あるいは
未硬化樹脂液面の高さを第1の移動方向時の高さより低
くする液面高さ制御手段を設ける。
め、本発明は塗布した未硬化樹脂層の厚さを規定する第
1の方向に移動するときには、スキージの先端部の高さ
を大略露光硬化時の液面の高さに、スキージを初期位置
に復帰させるために反転する第2の方向に移動するとき
には、スキージ先端部の高さを第1の移動方向時の高さ
より高くするスキージ高さ制御手段を設ける、あるいは
未硬化樹脂液面の高さを第1の移動方向時の高さより低
くする液面高さ制御手段を設ける。
【0005】スキージを初期位置に復帰させるために反
転する第2の方向に移動するときに、スキージの高さが
上がる、あるいは液面が低下するので、スキージは液面
と離すことが出来る。これにより、初期位置に復帰する
ときの移動時に、樹脂のまとわりつきにより大きくかき
揚げられて付着していた未硬化樹脂のスキージ後部(第
2の方向には前部であるが、課題である厚さ規定する第
1の方向に対して後部)への付着を抑制できる。この結
果、塗布した未硬化樹脂層の厚さを規定する第1の方向
に移動するときに、既硬化層のスキージの入り側の端部
において、スキージ後方の付着樹脂を既硬化層の端部に
転載することにより生じていた盛り上がりを抑制でき、
均一の厚さで未硬化層を形成できる。
転する第2の方向に移動するときに、スキージの高さが
上がる、あるいは液面が低下するので、スキージは液面
と離すことが出来る。これにより、初期位置に復帰する
ときの移動時に、樹脂のまとわりつきにより大きくかき
揚げられて付着していた未硬化樹脂のスキージ後部(第
2の方向には前部であるが、課題である厚さ規定する第
1の方向に対して後部)への付着を抑制できる。この結
果、塗布した未硬化樹脂層の厚さを規定する第1の方向
に移動するときに、既硬化層のスキージの入り側の端部
において、スキージ後方の付着樹脂を既硬化層の端部に
転載することにより生じていた盛り上がりを抑制でき、
均一の厚さで未硬化層を形成できる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて説
明する。図1は本発明の一実施例の光造形装置の説明図
である。UV硬化樹脂1はUV硬化樹脂タンク2の中に
注入されている。スキージ3はUV硬化樹脂1の液面に
平行に設けられたスライドレール4上に載せられてお
り、スキージ駆動手段5によりスライドレール上をUV
硬化樹脂1の液表面に接して移動できる。6はスキージ
3の上下方向の移動手段であり、スキージ3の先端を液
面から離すように可動できる。光造形用ワークテーブル
7はワークテーブルZ軸移動手段8により、UV硬化樹
脂タンク2の中でUV硬化樹脂1の液面に平行を保ちつ
つZ軸(深さ)方向に移動制御される。UVレーザ光9
はレーザ発振器10に発し、ガルバノミラー(X軸、Y
軸)11を経てUV硬化樹脂1の液面に照射される。ガ
ルバノミラー11はガルバノミラー制御回路12により
制御され、レーザ光9がUV硬化樹脂1の液面を走査で
きる。スキージ駆動手段5、ガルバノミラー制御回路1
2、ワークテーブル移動手段8は光造形システム制御回
路13により制御されている。光造形システム制御回路
13は等高線描画データ14に従ってガルバノミラー制
御回路12を介してX、Y軸のガルバノミラー11を作
動させ、レーザビーム光9がUV硬化樹脂1の液面を走
査する。UV硬化樹脂1のレーザ光9を照射された部位
は直ちに硬化する。一層分の走査が完了すると、光造形
システム制御回路13は次の層の等高線描画データ1
4’を読み込むとともに、ワークテーブルZ軸移動手段
8を介してワークテーブル7を積層ピッチPだけさらに
深くUV硬化樹脂1の液面より沈める。
明する。図1は本発明の一実施例の光造形装置の説明図
である。UV硬化樹脂1はUV硬化樹脂タンク2の中に
注入されている。スキージ3はUV硬化樹脂1の液面に
平行に設けられたスライドレール4上に載せられてお
り、スキージ駆動手段5によりスライドレール上をUV
硬化樹脂1の液表面に接して移動できる。6はスキージ
3の上下方向の移動手段であり、スキージ3の先端を液
面から離すように可動できる。光造形用ワークテーブル
7はワークテーブルZ軸移動手段8により、UV硬化樹
脂タンク2の中でUV硬化樹脂1の液面に平行を保ちつ
つZ軸(深さ)方向に移動制御される。UVレーザ光9
はレーザ発振器10に発し、ガルバノミラー(X軸、Y
軸)11を経てUV硬化樹脂1の液面に照射される。ガ
ルバノミラー11はガルバノミラー制御回路12により
制御され、レーザ光9がUV硬化樹脂1の液面を走査で
きる。スキージ駆動手段5、ガルバノミラー制御回路1
2、ワークテーブル移動手段8は光造形システム制御回
路13により制御されている。光造形システム制御回路
13は等高線描画データ14に従ってガルバノミラー制
御回路12を介してX、Y軸のガルバノミラー11を作
動させ、レーザビーム光9がUV硬化樹脂1の液面を走
査する。UV硬化樹脂1のレーザ光9を照射された部位
は直ちに硬化する。一層分の走査が完了すると、光造形
システム制御回路13は次の層の等高線描画データ1
4’を読み込むとともに、ワークテーブルZ軸移動手段
8を介してワークテーブル7を積層ピッチPだけさらに
深くUV硬化樹脂1の液面より沈める。
【0007】このとき、スキージ3を初期位置に戻す。
同時にスキージ3を引き上げ、先端をUV硬化樹脂1の
液面から離す。スキージ3はUV樹脂1に接することな
く、初期位置に戻ることが出来、スキージ3の後面に樹
脂がかき揚げられて付着することがない。
同時にスキージ3を引き上げ、先端をUV硬化樹脂1の
液面から離す。スキージ3はUV樹脂1に接することな
く、初期位置に戻ることが出来、スキージ3の後面に樹
脂がかき揚げられて付着することがない。
【0008】ついで、スキージ3を元の高さに戻すとと
もに、を既硬化層の上に新たに未硬化のUV硬化樹脂の
層をかぶせる。その後、スキージ3を移動させることに
より、規定液面より厚く塗布された未硬化樹脂部は除去
される。図2は第n番目の層を硬化させた後、ワークテ
ーブル7をPだけ沈め、その上に、未硬化樹脂層15を
塗布した状態を示している。図3はスキージ3を移動さ
せながら、余剰樹脂16をかき取っている状態を示して
いる。
もに、を既硬化層の上に新たに未硬化のUV硬化樹脂の
層をかぶせる。その後、スキージ3を移動させることに
より、規定液面より厚く塗布された未硬化樹脂部は除去
される。図2は第n番目の層を硬化させた後、ワークテ
ーブル7をPだけ沈め、その上に、未硬化樹脂層15を
塗布した状態を示している。図3はスキージ3を移動さ
せながら、余剰樹脂16をかき取っている状態を示して
いる。
【0009】図4はスキージを引き上げないまま、スキ
ージを単に初期位置に戻した後、塗布した未硬化樹脂を
かき取る様子を示した図である。スキージ3は塗布した
未硬化樹脂15の余剰樹脂16をかき取っているが、ス
キージ3の移動後方に樹脂のまとわりつき17が大きく
生じている。このため、図5に示すように、塗布底面の
既硬化層の幅が狭い部18あるいは端部19では未硬化
樹脂が厚く塗布される。この結果、図6に示すように、
所定厚さ(基準線21)で硬化すべきところが、厚すぎ
る部が生じ、寸法精度の低下の問題となっている。ま
た、厚い部では次層でのスキージ動作の際にスキージ3
がぶつかり、造形中のモデルを壊してしまう問題もあ
る。
ージを単に初期位置に戻した後、塗布した未硬化樹脂を
かき取る様子を示した図である。スキージ3は塗布した
未硬化樹脂15の余剰樹脂16をかき取っているが、ス
キージ3の移動後方に樹脂のまとわりつき17が大きく
生じている。このため、図5に示すように、塗布底面の
既硬化層の幅が狭い部18あるいは端部19では未硬化
樹脂が厚く塗布される。この結果、図6に示すように、
所定厚さ(基準線21)で硬化すべきところが、厚すぎ
る部が生じ、寸法精度の低下の問題となっている。ま
た、厚い部では次層でのスキージ動作の際にスキージ3
がぶつかり、造形中のモデルを壊してしまう問題もあ
る。
【0010】図7はスキージ3を引き上げたときのスキ
ージ3と樹脂1の液面の関係を示した図である。塗布厚
さ規制時の動作方向(矢印A)のとき、スキージ3の先
端は樹脂液面に接しているが、初期位置に復帰移動の動
作方向(矢印B)のとき、スキージ3の先端は樹脂1の
液面から離れている。このため、初期位置に移動すると
きに樹脂の付着がない。図8は本発明の特徴であるスキ
ージ3を復帰位置に戻すときに引き上げて、スキージへ
の樹脂の付着が無いようにした後、厚さ規定のために不
要な樹脂を除去している様子を示した図である。未硬化
樹脂のスキージへの付着まとわりつき17’を抑制でき
た。
ージ3と樹脂1の液面の関係を示した図である。塗布厚
さ規制時の動作方向(矢印A)のとき、スキージ3の先
端は樹脂液面に接しているが、初期位置に復帰移動の動
作方向(矢印B)のとき、スキージ3の先端は樹脂1の
液面から離れている。このため、初期位置に移動すると
きに樹脂の付着がない。図8は本発明の特徴であるスキ
ージ3を復帰位置に戻すときに引き上げて、スキージへ
の樹脂の付着が無いようにした後、厚さ規定のために不
要な樹脂を除去している様子を示した図である。未硬化
樹脂のスキージへの付着まとわりつき17’を抑制でき
た。
【0011】図9に示すように、塗布底面の既硬化層の
幅が狭い部18あるいは端部19では未硬化樹脂が厚く
盛り上がって塗布されることが防止できた。こうして未
硬化樹脂を所定厚さで塗布したのち、次層の等高線デー
タに従ってレーザをスキャンし、塗布したUV硬化樹脂
を硬化させる。
幅が狭い部18あるいは端部19では未硬化樹脂が厚く
盛り上がって塗布されることが防止できた。こうして未
硬化樹脂を所定厚さで塗布したのち、次層の等高線デー
タに従ってレーザをスキャンし、塗布したUV硬化樹脂
を硬化させる。
【0012】図10に示すようにその硬化表面は平坦で
あり、寸法精度が良く、またスキージがぶつかる心配も
ない。この動作を繰り返すことにより、等高線の薄板を
積層するように、高精度に形状モデルを造形できる。
あり、寸法精度が良く、またスキージがぶつかる心配も
ない。この動作を繰り返すことにより、等高線の薄板を
積層するように、高精度に形状モデルを造形できる。
【0013】図11は本発明の他の実施例の説明図であ
る。スキージ3を初期位置の戻すとき、樹脂1とスキー
ジ3の先端が接しないように、樹脂タンク2にはカウン
タマスと上下移動制御手段20を設けている。図12に
示すように、スキージ3を初期位置にもどすときカウン
タマス20は引き上げられ、樹脂1の液面は低下する。
このため、スキージ3に樹脂が付着することはない。塗
布樹脂の余剰分を除去するときには図13に示すように
カウンタマス20を下げ、液面を規定位置の戻す。スキ
ージ3の先端は樹脂1の液面に接し、樹脂を均一に塗布
出来る。
る。スキージ3を初期位置の戻すとき、樹脂1とスキー
ジ3の先端が接しないように、樹脂タンク2にはカウン
タマスと上下移動制御手段20を設けている。図12に
示すように、スキージ3を初期位置にもどすときカウン
タマス20は引き上げられ、樹脂1の液面は低下する。
このため、スキージ3に樹脂が付着することはない。塗
布樹脂の余剰分を除去するときには図13に示すように
カウンタマス20を下げ、液面を規定位置の戻す。スキ
ージ3の先端は樹脂1の液面に接し、樹脂を均一に塗布
出来る。
【0014】以上の実施例ではスキージ3の上下動ある
いはカウンタマス20による液面の低下の構成を示した
が、本発明は実施例に限定されない、スキージを回転さ
せる、あるいはシリンダピストンにより液面を低下させ
る等、塗布均一化の前のスキージの初期位置にスキージ
を復帰させるときに、スキージの先端を樹脂の液面から
離す手段を設ける。
いはカウンタマス20による液面の低下の構成を示した
が、本発明は実施例に限定されない、スキージを回転さ
せる、あるいはシリンダピストンにより液面を低下させ
る等、塗布均一化の前のスキージの初期位置にスキージ
を復帰させるときに、スキージの先端を樹脂の液面から
離す手段を設ける。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、未硬化樹脂を所定厚さ
で塗布しようとしたときの未硬化樹脂のスキージ後部へ
の付着を抑制でき、スキージ後部に付着した樹脂が既硬
化層の端部に転載・付着することにより生じていた樹脂
の盛り上がりを抑制できる。このことにより、光造形モ
デルの表面の寸法精度を向上させることができる。ま
た、スキージが厚くなった部位へぶつかり、造形中にモ
デルを壊す問題も回避することができる。
で塗布しようとしたときの未硬化樹脂のスキージ後部へ
の付着を抑制でき、スキージ後部に付着した樹脂が既硬
化層の端部に転載・付着することにより生じていた樹脂
の盛り上がりを抑制できる。このことにより、光造形モ
デルの表面の寸法精度を向上させることができる。ま
た、スキージが厚くなった部位へぶつかり、造形中にモ
デルを壊す問題も回避することができる。
【図1】本発明の一実施例の説明図。
【図2】従来技術の動作説明図。
【図3】従来技術の動作説明図。
【図4】従来技術の動作説明図。
【図5】従来技術の動作説明図。
【図6】従来技術の動作説明図。
【図7】本発明の実施例の動作の説明図。
【図8】本発明の実施例の動作の説明図。
【図9】本発明の実施例の動作の説明図。
【図10】本発明の実施例の動作の説明図。
【図11】本発明の第二実施例の説明図。
【図12】本発明の第三実施例の動作の説明図。
【図13】本発明の第四実施例の動作の説明図。
1…UV硬化樹脂、 2…UV硬化樹脂タンク、 3…スキージ、 4…スライドレール、 5…スキージ駆動手段、 6…スキージ上下移動制御手段、 7…ワークテーブル、 8…Z軸移動手段、 9…UVレーザ光、 10…レーザ発振器、 11…ガルバノミラー、 12…ガルバノミラー制御回路、 13…光造形システム制御回路、 14…等高線描画データ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 典雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 小澤 雅彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 村中 昌幸 東京都千代田区神田駿河台四丁目6番地株 式会社日立製作所内
Claims (1)
- 【請求項1】UV硬化樹脂を容器に溜めるとともに、そ
の液面を形状データに従って露光硬化し、硬化層の上に
未硬化樹脂を一旦厚く形成し、その後、スキージを移動
させることにより所定の厚さに上記未硬化樹脂を除去し
て所定の厚さの未硬化樹脂層を形成し、上記未硬化樹脂
層を露光硬化させることを繰り返して逐次積層して形状
モデルを造形する光造形装置において、不要の未硬化樹
脂を除去する方向に移動するときには、上記スキージの
先端部の高さが大略露光硬化時の樹脂液面高さにあり、
上記スキージが初期位置に戻るときには、上記スキージ
の先端部の高さが液面より高くなるように、上記スキー
ジが初期位置に戻るときに、上記スキージを上昇させる
手段、あるいは上記未硬化樹脂の液面を低下させる手段
を設けたことを特徴とする光造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8167081A JPH1016067A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 光造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8167081A JPH1016067A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 光造形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1016067A true JPH1016067A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=15843058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8167081A Pending JPH1016067A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 光造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1016067A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110370646A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-25 | 杭州先临易加三维科技有限公司 | 3d打印方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP8167081A patent/JPH1016067A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110370646A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-25 | 杭州先临易加三维科技有限公司 | 3d打印方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN110370646B (zh) * | 2019-07-25 | 2022-03-15 | 杭州先临易加三维科技有限公司 | 3d打印方法、装置、电子设备及存储介质 |
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