JP2697139B2 - 三次元成形装置 - Google Patents
三次元成形装置Info
- Publication number
- JP2697139B2 JP2697139B2 JP12868889A JP12868889A JP2697139B2 JP 2697139 B2 JP2697139 B2 JP 2697139B2 JP 12868889 A JP12868889 A JP 12868889A JP 12868889 A JP12868889 A JP 12868889A JP 2697139 B2 JP2697139 B2 JP 2697139B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- inkjet
- resin
- dimensional
- photocurable resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三次元成形装置に関するものであって、と
りわけ光硬化性樹脂をインクジェット方式によって噴出
し、光照射によって硬化させ、これを積層することによ
って、目的とする三次元成形品を製造する三次元成形装
置に関するものである。
りわけ光硬化性樹脂をインクジェット方式によって噴出
し、光照射によって硬化させ、これを積層することによ
って、目的とする三次元成形品を製造する三次元成形装
置に関するものである。
従来、第３図に示されるような、三次元成形を行う装
置が存する。
置が存する。
CADで作られた三次元モデルが幾層もの薄い断面体に
スライスされる。このデータに従って制御コンピュータ
111により、XY方向移動制御装置112とＺ方向移動装置11
3とが作動して、同時にレーザー光源114よりレーザー光
線が照射されて、樹脂タンク115内の光硬化性樹脂116の
液体表面117を走査して、制御コンピュータ111の情報に
基づく断面形状が描かれる。タンク115内のテーブル118
上で、レーザー光線が当たった光硬化性樹脂116は、液
体から固体に変化して硬化する。これによって一層分の
断面体が作り出される。制御コンピュータ111によって
テーブル118は一層分の厚さに相当する距離だけ降下
し、次に形成された一層目に続いて上記と同様の操作に
よって新たな層が作り出される。このように連続的に作
り出された幾層もの薄い断面体が積層されて硬化物119
が成形される。
スライスされる。このデータに従って制御コンピュータ
111により、XY方向移動制御装置112とＺ方向移動装置11
3とが作動して、同時にレーザー光源114よりレーザー光
線が照射されて、樹脂タンク115内の光硬化性樹脂116の
液体表面117を走査して、制御コンピュータ111の情報に
基づく断面形状が描かれる。タンク115内のテーブル118
上で、レーザー光線が当たった光硬化性樹脂116は、液
体から固体に変化して硬化する。これによって一層分の
断面体が作り出される。制御コンピュータ111によって
テーブル118は一層分の厚さに相当する距離だけ降下
し、次に形成された一層目に続いて上記と同様の操作に
よって新たな層が作り出される。このように連続的に作
り出された幾層もの薄い断面体が積層されて硬化物119
が成形される。
しかしながら、この様式の装置は、光硬化性樹脂が液
状でタンクに入っていて、これにレーザー光線を照射し
て硬化させるといった構造を採っているため、一種類の
光硬化性樹脂でしか成形することができない。仮に成形
途中で、他の種類乃至他色の光硬化性樹脂に変更しよう
とすれば、タンク内の光硬化性樹脂をすべて入れ換える
必要があり、洗浄等の操作を施さなければならないた
め、時間と費用が必要以上にかかる。また樹脂の重合の
制御をすることも非常に困難である。
状でタンクに入っていて、これにレーザー光線を照射し
て硬化させるといった構造を採っているため、一種類の
光硬化性樹脂でしか成形することができない。仮に成形
途中で、他の種類乃至他色の光硬化性樹脂に変更しよう
とすれば、タンク内の光硬化性樹脂をすべて入れ換える
必要があり、洗浄等の操作を施さなければならないた
め、時間と費用が必要以上にかかる。また樹脂の重合の
制御をすることも非常に困難である。
そこで、異なる種類の樹脂から成る成形物や複数色の
成形物、任意の混合色の成形物を成形するように第４図
に示した三次元成形装置が考えられている。この種の三
次元成形装置は、基本的に、三次元モデルの形成、デー
タの送り出しを行うホストコンピュータ11、ホストコン
ピュータ11からのデータを取り込み、そのデータに従い
各部位を制御する駆動制御部12、当該駆動制御部12から
の制御信号に従って光硬化性樹脂の噴出方向を制御する
ためのXY方向移動制御装置13、旋回移動制御装置14及び
Ｚ方向移動制御装置15、インクジェットヘッド16〜21、
樹脂用タンク22〜24、ポンプ25〜30、成形ステージ31及
び樹脂硬化用光源32から構成されている。そしてこの装
置における動作を説明すれば、ホストコンピュータ11で
形成された三次元モデルが、幾層もの薄い断面体にスラ
イスされ、おのおのの断面が座標データ化され、カラー
三次元モデルの場合には同時にモデル色に従って色がカ
ラーデータ化される。このデータが駆動制御部12に転送
されると、当該データに従い、XY方向移動制御装置13、
旋回移動制御装置14及びＺ方向移動制御装置15が作動
し、インクジェットヘッド16〜21と、これより上側に位
置した成形ステージ31が所定の位置へ移動する。移動
後、ホストコンピュータ11から駆動制御部12を介してイ
ンクジェットヘッド16及び21、或いは17及び20、或いは
18及び19、もしくは16、17、20及び21、或いは17、18、
19及び20又はすべてのインクジェットヘッドへ指令が出
され、ポンプを介して対応するタンク22〜24に入ってい
る光硬化性樹脂が吐出される。当該タンク22〜24にはそ
れぞれ異なる種類の、或いは異なる色の光硬化性樹脂を
収容しており、その結果、複数の種類の樹脂から成る成
形物の成形や任意のカラー化が可能である。インクジェ
ットヘッドから吐出された光硬化性樹脂の液滴は一層ご
とに成形ステージ31上に積層され、しかる後に光源32の
照射によって、当該樹脂が硬化される。下方位置のイン
クジェットヘッド16〜18と側方位置のインクジェットヘ
ッド19〜21とからの上記した吐出の繰り返しによって多
種類の樹脂から成る成形物、又は多色の或いは任意の混
合色の成形物が形成される。
成形物、任意の混合色の成形物を成形するように第４図
に示した三次元成形装置が考えられている。この種の三
次元成形装置は、基本的に、三次元モデルの形成、デー
タの送り出しを行うホストコンピュータ11、ホストコン
ピュータ11からのデータを取り込み、そのデータに従い
各部位を制御する駆動制御部12、当該駆動制御部12から
の制御信号に従って光硬化性樹脂の噴出方向を制御する
ためのXY方向移動制御装置13、旋回移動制御装置14及び
Ｚ方向移動制御装置15、インクジェットヘッド16〜21、
樹脂用タンク22〜24、ポンプ25〜30、成形ステージ31及
び樹脂硬化用光源32から構成されている。そしてこの装
置における動作を説明すれば、ホストコンピュータ11で
形成された三次元モデルが、幾層もの薄い断面体にスラ
イスされ、おのおのの断面が座標データ化され、カラー
三次元モデルの場合には同時にモデル色に従って色がカ
ラーデータ化される。このデータが駆動制御部12に転送
されると、当該データに従い、XY方向移動制御装置13、
旋回移動制御装置14及びＺ方向移動制御装置15が作動
し、インクジェットヘッド16〜21と、これより上側に位
置した成形ステージ31が所定の位置へ移動する。移動
後、ホストコンピュータ11から駆動制御部12を介してイ
ンクジェットヘッド16及び21、或いは17及び20、或いは
18及び19、もしくは16、17、20及び21、或いは17、18、
19及び20又はすべてのインクジェットヘッドへ指令が出
され、ポンプを介して対応するタンク22〜24に入ってい
る光硬化性樹脂が吐出される。当該タンク22〜24にはそ
れぞれ異なる種類の、或いは異なる色の光硬化性樹脂を
収容しており、その結果、複数の種類の樹脂から成る成
形物の成形や任意のカラー化が可能である。インクジェ
ットヘッドから吐出された光硬化性樹脂の液滴は一層ご
とに成形ステージ31上に積層され、しかる後に光源32の
照射によって、当該樹脂が硬化される。下方位置のイン
クジェットヘッド16〜18と側方位置のインクジェットヘ
ッド19〜21とからの上記した吐出の繰り返しによって多
種類の樹脂から成る成形物、又は多色の或いは任意の混
合色の成形物が形成される。
しかしながら、この三次元成形装置においては、円筒
形、椀形等のものを成形する場合、ステージ31のＺ軸方
向の駆動、インクジェットヘッド16〜18のXY平面上の駆
動、インクジェットヘッド19〜21自体のXY平面に平行な
面上での旋回駆動と四種の位置制御が必要で、機構が複
雑となり、またホストコンピュータ11の処理時間が多く
必要となり、座標データ化時間が増大し、ひいては成形
時間の増大につながる。
形、椀形等のものを成形する場合、ステージ31のＺ軸方
向の駆動、インクジェットヘッド16〜18のXY平面上の駆
動、インクジェットヘッド19〜21自体のXY平面に平行な
面上での旋回駆動と四種の位置制御が必要で、機構が複
雑となり、またホストコンピュータ11の処理時間が多く
必要となり、座標データ化時間が増大し、ひいては成形
時間の増大につながる。
そこで本発明は、上記の問題点を解決するために創出
されたものであり、位置制御を簡略化するとともに、座
標データ処理時間を短縮し、ブロック成形のみならず、
筒状成形をも短時間で行うことのできる三次元成形装置
を提供することにある。
されたものであり、位置制御を簡略化するとともに、座
標データ処理時間を短縮し、ブロック成形のみならず、
筒状成形をも短時間で行うことのできる三次元成形装置
を提供することにある。
この目的を達成するために本発明の三次元成形装置
は、ステージと、当該ステージに向けて光硬化性樹脂液
滴を吐出するインクジェットと、当該インクジェットか
ら前記ステージ面に向けて吐出される樹脂を硬化させる
光源とを備え、前記ステージの面内で、当該ステージと
前記インクジェットとを相対に移動させる第一の駆動手
段と、この第一駆動手段による移動平面に垂直な方向で
当該ステージをインクジェットに対して移動させる第二
の駆動手段と、当該ステージをその面内で回転駆動させ
る第三の駆動手段とを有するように構成されている。
は、ステージと、当該ステージに向けて光硬化性樹脂液
滴を吐出するインクジェットと、当該インクジェットか
ら前記ステージ面に向けて吐出される樹脂を硬化させる
光源とを備え、前記ステージの面内で、当該ステージと
前記インクジェットとを相対に移動させる第一の駆動手
段と、この第一駆動手段による移動平面に垂直な方向で
当該ステージをインクジェットに対して移動させる第二
の駆動手段と、当該ステージをその面内で回転駆動させ
る第三の駆動手段とを有するように構成されている。
上記の構成を有する本発明の三次元成形装置は、第
一、第二、第三の駆動手段をそれぞれ操作しながらら光
硬化性樹脂液滴を外部入力されたデータに従って、イン
ジュジェットヘッドからステージに向けて吐出し、光源
からの光照射によって樹脂を硬化させることにより樹脂
成形品が得られる。この場合、ブロック形状、箱型形状
のみならず、当該ステージが回転し、これに同期して樹
脂が積層されるので、円筒状或いは椀状の成形品も簡易
な制御手段により得られる。
一、第二、第三の駆動手段をそれぞれ操作しながらら光
硬化性樹脂液滴を外部入力されたデータに従って、イン
ジュジェットヘッドからステージに向けて吐出し、光源
からの光照射によって樹脂を硬化させることにより樹脂
成形品が得られる。この場合、ブロック形状、箱型形状
のみならず、当該ステージが回転し、これに同期して樹
脂が積層されるので、円筒状或いは椀状の成形品も簡易
な制御手段により得られる。
本発明によれば、三次元成形装置のステージが回転す
るため、インクジェットヘッドを駆動させる制御機構が
簡略化され、装置の軽量小型化、コストの低減、また処
理時間の短縮に伴う迅速な成形が可能な三次元成形装置
を提供できる。
るため、インクジェットヘッドを駆動させる制御機構が
簡略化され、装置の軽量小型化、コストの低減、また処
理時間の短縮に伴う迅速な成形が可能な三次元成形装置
を提供できる。
以下に本発明を図面に基づき、詳細に説明する。
本発明の三次元成形装置は、第１図に示すように、基
本的に上記に説明したインクジェット式の三次元成形装
置の構成部位を有するが、更に成形ステージがステージ
平面に垂直な軸線を中心に回転するように構成されてい
る。
本的に上記に説明したインクジェット式の三次元成形装
置の構成部位を有するが、更に成形ステージがステージ
平面に垂直な軸線を中心に回転するように構成されてい
る。
その動作は、概ね上記に説明したインクジェット式三
次元成形装置の動作と同じであるが、ホストコンピュー
タ11・駆動制御部12からの指示により、旋回移動・Ｚ方
向移動制御装置34を介して第二駆動手段と第三駆動手段
とを兼ね備えたステージ駆動装置33がステージ31を回転
するとともにＺ方向に移動させる。このときステージ31
が回転するので、インクジェットヘッド19〜21は移動す
る必要がない。またステージ31が回転するから、インク
ジェットヘッド16〜18の位置制御は、第一駆動手段によ
ってＸ方向、Ｙ方向のいずれか一軸上だけの制御で足り
る。
次元成形装置の動作と同じであるが、ホストコンピュー
タ11・駆動制御部12からの指示により、旋回移動・Ｚ方
向移動制御装置34を介して第二駆動手段と第三駆動手段
とを兼ね備えたステージ駆動装置33がステージ31を回転
するとともにＺ方向に移動させる。このときステージ31
が回転するので、インクジェットヘッド19〜21は移動す
る必要がない。またステージ31が回転するから、インク
ジェットヘッド16〜18の位置制御は、第一駆動手段によ
ってＸ方向、Ｙ方向のいずれか一軸上だけの制御で足り
る。
本発明は以上に詳述した実施例に限定されるものでは
なく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を
加えることができる。例えば、上記実施例では、インク
ジェットヘッド19〜21を併用しているが、本発明の達成
のためには特にこれらは必須ではない。ただ、これらイ
ンクジェットヘッド19〜21が併用される場合に、これら
ヘッドを駆動させなくてすむ点で効果は大きいといえ
る。
なく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を
加えることができる。例えば、上記実施例では、インク
ジェットヘッド19〜21を併用しているが、本発明の達成
のためには特にこれらは必須ではない。ただ、これらイ
ンクジェットヘッド19〜21が併用される場合に、これら
ヘッドを駆動させなくてすむ点で効果は大きいといえ
る。
第１図は本発明の装置の全体的概略図、第２図はステー
ジ近傍の部分拡大図、第３図は従来の三次元成形装置の
概略図、第４図は従来のインクジェット式三次元成形装
置の概略図である。 31……ステージ 33……ステージ駆動装置 34……旋回移動・Ｚ方向移動制御装置
ジ近傍の部分拡大図、第３図は従来の三次元成形装置の
概略図、第４図は従来のインクジェット式三次元成形装
置の概略図である。 31……ステージ 33……ステージ駆動装置 34……旋回移動・Ｚ方向移動制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】ステージと、当該ステージに向けて光硬化
性樹脂液滴を吐出するインクジェットと、当該インクジ
ェットから前記ステージ面に向けて吐出される樹脂を硬
化させる光源とを備え、 前記ステージの面内で、当該ステージと前記インクジェ
ットとを相対に移動させる第一の駆動手段と、この第一
駆動手段による移動平面に垂直な方向で当該ステージを
インクジェットに対して移動させる第二の駆動手段と、
当該ステージをその面内で回転駆動させる第三の駆動手
段とを有することを特徴とする三次元成形装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12868889A JP2697139B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 三次元成形装置 |
| GB9011461A GB2233928B (en) | 1989-05-23 | 1990-05-22 | Apparatus and method for forming three-dimensional article |
| US07/527,286 US5059266A (en) | 1989-05-23 | 1990-05-23 | Apparatus and method for forming three-dimensional article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12868889A JP2697139B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 三次元成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307732A JPH02307732A (ja) | 1990-12-20 |
| JP2697139B2 true JP2697139B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=14990967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12868889A Expired - Lifetime JP2697139B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-24 | 三次元成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697139B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9604412B2 (en) * | 2013-07-12 | 2017-03-28 | Xerox Corporation | Digital manufacturing system for printing three-dimensional objects on a rotating surface |
| WO2015107789A1 (ja) | 2014-01-16 | 2015-07-23 | コニカミノルタ株式会社 | 二次元画像形成装置、三次元造形装置、二次元画像形成方法および三次元造形方法 |
| JP7310332B2 (ja) * | 2018-07-19 | 2023-07-19 | 株式会社リコー | 立体造形装置 |
-
1989
- 1989-05-24 JP JP12868889A patent/JP2697139B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02307732A (ja) | 1990-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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