JP5326140B2 - Stereolithography equipment - Google Patents
Stereolithography equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5326140B2 JP5326140B2 JP2009145333A JP2009145333A JP5326140B2 JP 5326140 B2 JP5326140 B2 JP 5326140B2 JP 2009145333 A JP2009145333 A JP 2009145333A JP 2009145333 A JP2009145333 A JP 2009145333A JP 5326140 B2 JP5326140 B2 JP 5326140B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- modeling
- balloon
- liquid tank
- liquid level
- modeling liquid
- 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 - Fee Related
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 184
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 34
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、液状の光硬化性樹脂に光を照射して光硬化させて、立体造形物を光学的に製造する光造形技術に係り、特に、光硬化性樹脂の液面を所定位置に調整する技術に関する。 The present invention relates to an optical modeling technique for optically producing a three-dimensional model by irradiating light to a liquid photocurable resin and photocuring it. In particular, the liquid level of the photocurable resin is adjusted to a predetermined position. Related to technology.
近年、三次元CADに入力されたデータに基づいて光硬化性樹脂を硬化させて立体造形物を製造する光造形装置が知られている。このような光造形技術は、設計の途中で外観デザインを検証するためのモデル、部品の機能性をチェックするためのモデル、鋳型を製作するための樹脂型、金型を製作するためのベースモデルなどのような複雑な立体造形物を容易に製造できることから注目を集めている。 2. Description of the Related Art In recent years, there has been known an optical modeling apparatus that manufactures a three-dimensional model by curing a photocurable resin based on data input to a three-dimensional CAD. This stereolithography technology is a model for verifying the appearance design in the middle of design, a model for checking the functionality of parts, a resin mold for producing molds, and a base model for producing molds. It attracts attention because it can easily manufacture complex three-dimensional objects such as.
光造形装置による立体造形物の製造には、一般に、造形液槽を用いた方法が採用されている。その手順は、造形液槽に液状の光硬化性樹脂を入れた後、第1に、造形液槽の液面に所望のパターンが得られるようにコンピュータで制御されたレーザー光を照射して光硬化による光硬化層を形成する。次いで第2に、その光硬化層を造形液槽内で下方に移動させて光硬化性樹脂を該光硬化層上に流動させ、該光硬化層の上に未硬化の光硬化性樹脂の層を形成する。第3に、その未硬化の光硬化性樹脂にレーザー光を照射して光硬化層を積層形成する。そして、これら第1〜第3の工程を所定の形状および寸法の立体造形物が得られるまで繰り返して該立体造形物を製造する。 Generally, a method using a modeling liquid tank is employed for manufacturing a three-dimensional modeled object by an optical modeling apparatus. The procedure is as follows. After the liquid photocurable resin is put into the modeling liquid tank, firstly, a laser beam controlled by a computer is irradiated so that a desired pattern is obtained on the liquid surface of the modeling liquid tank. A photocured layer is formed by curing. Next, secondly, the photocuring layer is moved downward in the modeling liquid tank so that the photocurable resin flows on the photocuring layer, and an uncured photocurable resin layer is formed on the photocuring layer. Form. Third, the uncured photocurable resin is irradiated with laser light to form a photocured layer. Then, the first to third steps are repeated until a three-dimensional object having a predetermined shape and size is obtained to manufacture the three-dimensional object.
造形液槽を用いた光造形装置では、高品位な立体造形物を得るために、造形中には、造形液槽の液面の高さを、常に一定に保つ必要がある。そこで従来の光造形装置では、光硬化性樹脂を入れた造形液槽に対して所定容積のブロックを上下動可能に設け、光硬化性樹脂へのブロックの沈み込み量を制御することにより、液面の高さを所定の位置に維持している。また、この他にも、造形液槽自体を上下動させることで液面の高さを所定の位置に維持する光造形装置が知られている。 In an optical modeling apparatus using a modeling liquid tank, in order to obtain a high-quality three-dimensional modeled object, it is necessary to always keep the liquid level of the modeling liquid tank constant during modeling. Therefore, in a conventional optical modeling apparatus, a predetermined volume of a block can be moved up and down with respect to a modeling liquid tank containing a photocurable resin, and the amount of block sinking into the photocurable resin is controlled, thereby providing a liquid. The height of the surface is maintained at a predetermined position. In addition to this, there is known an optical modeling apparatus that maintains the height of the liquid level at a predetermined position by moving the modeling liquid tank up and down.
しかしながら、造形液槽内でブロックを上下させる場合、該造形液槽内にブロックを納めるスペースを設ける必要があり、造形液槽の形状が複雑になり、また、ブロックを納めるスペースの分だけ造形液槽の容積が増える。造形液槽の容積が増えると、その分、光硬化性樹脂の量が多くなるためコストが増大する、という問題がある。
また、造形液槽自体を上下させる場合、造形液槽と光硬化性樹脂を合わせた重量は数百kg(例えば500kg)にも達するため、この重量を精度良く制御することは非常に困難で効率的ではない。
However, when the block is moved up and down in the modeling liquid tank, it is necessary to provide a space for storing the block in the modeling liquid tank, the shape of the modeling liquid tank becomes complicated, and the modeling liquid is equivalent to the space for storing the block. The tank volume increases. When the volume of the modeling liquid tank increases, there is a problem that the cost increases because the amount of the photocurable resin increases accordingly.
Moreover, when the modeling liquid tank itself is moved up and down, the combined weight of the modeling liquid tank and the photocurable resin reaches several hundred kg (for example, 500 kg), so it is very difficult and efficient to control this weight with high accuracy. Not right.
これらの従来の技術のほかに、造形液槽内に膨張又は縮小可能に密閉された容器を固定的に配置し、この容器に液体又は気体を供給して容器の体積を増減させることで、液面の高さを所定の位置に維持した光造形装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この光造形装置によれば、ブロック或いは造形液槽を上下動するための可動機構が不要であるため、装置コストが抑えられ、また、装置が簡単になる、という利点がある。 In addition to these conventional technologies, a liquid container is fixedly placed in a modeling liquid tank so that it can expand or contract, and liquid or gas is supplied to the container to increase or decrease the volume of the container. An optical modeling apparatus in which the height of a surface is maintained at a predetermined position has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to this stereolithography apparatus, since a movable mechanism for moving the block or the modeling liquid tank up and down is unnecessary, there is an advantage that the apparatus cost can be suppressed and the apparatus can be simplified.
しかしながら、造形液槽の中に容器を固定的に配置した場合、次のような問題がある。
すなわち、光硬化性樹脂の交換などのために造形液槽を洗浄する際、造形液槽に容器が固定されていると、固定箇所の洗浄が面倒であり、また、この固定箇所に古い光硬化性樹脂が残留し易くなる、という問題がある。
さらに、造形液槽の中で容器の真上のスペースは、この容器が直下に存在することで、製造可能な立体造形物の高さを制限してしまうため、立体造形物の高さによっては、この容器の真上のスペースがデットスペースになる、という問題がある。
However, when the container is fixedly arranged in the modeling liquid tank, there are the following problems.
That is, when cleaning the modeling liquid tank for replacement of the photocurable resin or the like, if the container is fixed to the modeling liquid tank, it is troublesome to clean the fixed part. There is a problem that the conductive resin tends to remain.
Furthermore, the space directly above the container in the modeling liquid tank limits the height of the three-dimensional modeled object that can be manufactured due to the presence of this container, so depending on the height of the three-dimensional modeled object There is a problem that the space directly above the container becomes a dead space.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、造形液槽の液面調整を可能にしつつ、造形液槽の洗浄作業が容易であり、また、造形液槽に無駄なスペースを少なくできる光造形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to easily adjust the liquid level of the modeling liquid tank, and it is easy to clean the modeling liquid tank, and less space is wasted in the modeling liquid tank. An object of the present invention is to provide a stereolithography apparatus that can be used.
上記目的を達成するために、本発明は、造形液槽に入った液状の光硬化性樹脂に光を照射して光硬化層を形成し、該光の照射を繰り返して光硬化層を積層形成して立体造形物を製造する光造形装置において、前記造形液槽の中に1又は複数のバルーンを入れ、前記バルーンの上を覆って浮上を規制する固定自在な規制部材を設け、或いは、前記バルーンに浮上を規制する重りを設け、前記規制部材の下で、或いは、前記造形液槽の床面の上で前記バルーンを膨張或いは縮小させて前記造形液槽の液面を調整することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention forms a photocured layer by irradiating light onto a liquid photocurable resin that has entered a modeling liquid tank, and repeatedly forms the photocured layer by irradiating the light. Then, in the stereolithography apparatus for manufacturing a three-dimensional model, one or a plurality of balloons are placed in the modeling liquid tank, and a fixed regulating member that covers the balloon and regulates the floating is provided, or The balloon is provided with a weight for restricting ascent, and the liquid level of the modeling liquid tank is adjusted by inflating or reducing the balloon under the regulating member or on the floor surface of the modeling liquid tank. And
また本発明は、上記光造形装置において、前記規制部材の固定位置を、前記造形液槽の複数の深さ位置に調整する調整手段を備えることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that in the above-mentioned optical modeling apparatus, there is provided adjusting means for adjusting a fixed position of the regulating member to a plurality of depth positions of the modeling liquid tank.
また本発明は、上記光造形装置において、前記規制部材に、下側に入り込んだ気泡を上側に逃がす貫通部を形成したことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the above-described stereolithography apparatus, a penetrating portion is formed in the restricting member so as to allow bubbles that have entered the lower side to escape upward.
本発明によれば、造形液槽の中に入れたバルーンを、該バルーンを覆う固定自在な規制部材、或いは、重りにより浮上を規制する構成としたため、造形液槽の洗浄時にバルーンを容易に取り出すことができ洗浄作業が容易となる。
また、造形液槽内では、バルーンが規制部材の下、或いは、造形液槽の床面の上に配置されるため、バルーンの上のスペースを造形スペースに使用することができ、造形液槽内の無駄なスペースを少なくできる。
According to the present invention, since the balloon placed in the modeling liquid tank is configured to be restricted by a fixed regulating member that covers the balloon or the weight, the balloon is easily taken out when the modeling liquid tank is washed. Can be cleaned easily.
In the modeling liquid tank, since the balloon is disposed under the regulating member or on the floor surface of the modeling liquid tank, the space above the balloon can be used as a modeling space. Less wasted space.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1は、本実施形態に係る光造形装置100の外観構成を示す図である。
この図に示すように、光造形装置100は、大別して、液状の光硬化性樹脂2(図2)が満たされる造形液槽10と、当該光硬化性樹脂2に対して上方から光を照射する光照射装置20とを備えている。上記造形液槽10の内部には、造形テーブル11が昇降機構25により昇降可能に配置されている。
造形テーブル11は、立体造形物を製造する際に、図2に示すように、造形液槽10に入った液状の光硬化性樹脂2の液面12から所定距離dだけ引き下げられた位置に配置され、当該造形テーブル11の面上に、立体造形物の1層分に相当する液状の光硬化性樹脂層、すなわち、未硬化の光硬化性樹脂層を形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of an
As shown in this figure, the
As shown in FIG. 2, the modeling table 11 is disposed at a position that is lowered by a predetermined distance d from the
光造形装置100が立体造形物を製造する際には、図示せぬ制御コンピュータにより制御された光照射装置20が造形液槽10の液面12に対して光を照射することで光硬化性樹脂層を光硬化させて、立体造形物の1層分に相当する光硬化層を形成する。その後、造形テーブル11を更に所定距離dだけ引き下げて、先に形成した光硬化層の上面に1層分の未硬化の光硬化性樹脂層を形成し、上記と同様に、光照射装置20が液面に光を照射することで、先に形成した光硬化層の上に新たに1層分の光硬化層を積層形成する。各光硬化層を形成する際には、製造対象の立体造形物の造形データに基づいて光照射装置20が所定パターンの光を液面に照射することで各光硬化層が所定パターンに形成され、かかる光硬化層を積層形成することで目的の立体造形物が製造される。上記造形データは、立体造形物を複数にスライスしたときの各スライス体のCADデータに基づいて生成される。
立体造形物の造形動作中においては、造形液槽10の液面12が略基準液面に位置するように液面調整が行われる。この液面調整について次に説明する。
When the
During the modeling operation of the three-dimensional modeled object, the liquid level is adjusted so that the
図2は、造形液槽10の液面調整のための構成を模式的に示す図である。
造形液槽10は略矩形の箱型を成し、液状の光硬化性樹脂2が入れられている。また、造形液槽10には、空気の供給或いは排出により膨張或いは縮小するバルーン30が入れられるとともに、このバルーン30の浮上を規制する規制部材としての規制板31が固定されており、液面下でバルーン30が膨張或いは縮小することで、造形液槽10の液面12の調整が行われる。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration for liquid level adjustment of the
The
バルーン30は、例えばLLEDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)等の樹脂製のフィルムを素材として形成された密封袋体であり、例えば130μm〜250μm程度の破裂が生じ難く、なおかつ、膨張及び縮小を妨げない程度の厚みを有している。
また、バルーン30は、造形液槽10の上面視略中央に配置されており、バルーン30の膨張或いは縮小により生じる液面12の波打ちが静定する時間の短縮化が図られている。すなわち、バルーン30を膨張或いは縮小して液面12の調整動作を行った場合でも、液面12が速やかに静定するので、立体造形物の製造時間の短縮化が図れる。
バルーン30が造形液槽10の床面10Aに沿って広がるシート状に形成されていると、さらに液面静定までの時間を短縮することができる。また、バルーン30をシート状とすることで高さが抑えられるため、造形液槽10のコンパクト化が図られる。
The
Further, the
If the
規制板31は、造形液槽10の両側の内側面間に横架される板材であり、バルーン30の浮力に抗する剛性を有している。このような規制板31としては、例えば5mm程度の厚みのアルミニウム板を用いることができる。
また規制板31には、表裏に貫通する貫通部として10mm程度の径の貫通孔32が約400mmピッチで格子状に形成されている。これらの貫通孔32が設けられることで、造形液槽10に液状の光硬化性樹脂2を入れたときに規制板31の下側に入った空気が溜まることなく速やかに上側に逃がすことができる。このように規制板31の下に空気が溜まることがないから、立体造形物を製造している最中に、規制板31に溜まっていた空気が浮上して製造品質が損なわれることがない。
The
Further, in the
造形液槽10への規制板31の固定構造について説明すると、造形液槽10の内側面には、規制板31の表裏を挟み込むようにして位置決め固定する上下一対の規制板挟持部材33A、33Bが設けられている。規制板挟持部材33A、33Bが規制板31を挟持するため、規制板31の上下動が規制されることとなり、バルーン30を膨張或いは縮小したときにガタが生じることがなく、該ガタによる液面12の乱れが防止される。
The fixing structure of the
ここで、造形液槽10の中に規制板31を固定すると、この規制板31の固定位置によって造形液槽10の実効的な深さが規定され、造形可能な立体造形物の高さが制限されてしまう。そこで、造形液槽10の内側面には、上記一対の規制板挟持部材33A、33Bが深さ方向に沿って複数位置(図示例では3箇所)に設けられており、規制板31の固定位置を多段階に調整可能にしている。これにより、図3に示すように、目的の立体造形物の高さに応じて造形液槽10の実効的な深さLを可変できる。また、各深さLに合わせて造形液槽10を個別に製造する必要もない。
Here, when the
このとき、図3(C)、図3(B)に示すように、規制板31を浅い位置に固定して実効的な深さLを浅くするほど、規制板31の下側に、立体造形物の製造スペースに使用できない無駄なスペースが増える。そこで、規制板31の下の容積に応じてバルーン30の数を増やし、これらを重ねて配置することで、規制板31の下の容積に占めるバルーン30の容積が増えるため、この無駄なスペースに充填される光硬化性樹脂2の容量を抑えることができる。これに加え、本実施形態の造形液槽10ではブロックや容器を配置する分の無駄なスペースも無いため、従来よりも光硬化性樹脂2を使い切ることができる。さらに、光硬化性樹脂2を交換する際には、より使い切ってから交換できるため交換作業が容易になる。なお、複数のバルーン30を規制板31の下に横並びに配置して、規制板31の下の無駄なスペースをバルーン30で埋めても良い。
At this time, as shown in FIG. 3C and FIG. 3B, the three-dimensional modeling is performed on the lower side of the
光造形装置100は、バルーン30の膨張及び縮小を制御するための構成として、図1に示すように、コンピュータ50を備え、また図2に示すように、液面センサ40と、ポンプ41と、供給用電磁弁42と、排出用電磁弁43と、圧力計44とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
液面センサ40は、液面12の位置を検出してコンピュータ50に出力する。この液面センサ40には、赤色半導体レーザーを用いた光学式のセンサが用いられる。また、本実施形態では、液面12の高さを基準液面に対して許容値(例えば±8μm)の精度で調整すべく、液面センサ40には2μmの分解能のものが用いられている。
ポンプ41は、コンピュータ50の制御によって駆動され、バルーン30に接続されたホース45に空気を送り込む。このポンプ41には、単位時間あたり所定風量(例えば18リットル/min)の電磁式のエアーポンプが用いられる。
The
The pump 41 is driven by the control of the
供給用電磁弁42は、ホース45の途中に設けられ、コンピュータ50の制御の下、ポンプ41の駆動時に開いてポンプ41からバルーン30へ空気の流通を可能にし、ポンプ41の停止時に伴って閉じてバルーン30からの空気の流出を遮断する。
排出用電磁弁43は、ホース45から分岐して端部が開放した分岐経路45Aの途中に設けられ、コンピュータ50の制御によって開いてバルーン30の空気を排出する。
圧力計44は、ホース45の途中に設けられ、バルーン30の内部圧力を検出し、コンピュータ50に出力する。
The
The discharge
The
なお複数のバルーン30を造形液槽10に入れる場合には、ホース45を分岐させて各バルーン30に接続するとともに、ポンプ41が供給する空気をいずれかのバルーン30に選択的に送り込むための電磁弁を各バルーン30の分岐路に設ける構成としてもよい。
またバルーン30ごとに、ポンプ41、供給用電磁弁42、排出用電磁弁43及び圧力計44を設けて、それぞれのバルーン30の膨張及び縮小を互いに独立して制御する構成とすることで、液面調整の精度を高めることもできる。
When a plurality of
In addition, a pump 41, a
コンピュータ50は、液面センサ40及び圧力計44の検出信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部51と、これら液面センサ40及び圧力計44の検出結果に基づいて、ポンプ41、供給用電磁弁42及び排出用電磁弁43のそれぞれを制御するI/O制御部52とを備えている。
さらに詳述すると、I/O制御部52は、液面センサ40の検出結果に基づいて、液面12が基準液面から許容値(例えば±8μm)以上移動したことを検知すると、液面12の移動を許容値以内にすべく、ポンプ41を駆動して供給用電磁弁42を開いてバルーン30を膨張させ、或いは、排出用電磁弁43を開いてバルーン30を縮小させる。
The
More specifically, when the I /
図4は、バルーン30への空気供給/排出時間と液面12の上下動量との関係を示す図であり、図4(A)は空気供給時間と液面上昇量との関係を示し、図4(B)は空気排気時間と液面下降量との関係を示す。なお、同図に示す値は、室温23℃、湿度45%及びバルーン圧力4Paの条件下で得られた実験値である。
同図に示すように、バルーン30への空気供給/排出時間と液面12の上下動量との間には相関があり、また空気供給/排出時間をms単位で制御することで、液面12をμm単位で制御できることが分かる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the air supply / discharge time to the
As shown in the figure, there is a correlation between the air supply / discharge time to the
この図4に示す空気供給/排出時間と液面12の上下動量との関係は、データ化されてコンピュータ50に予め入力されている。コンピュータ50は、液面12を調整する場合、この図4に示す関係に基づいて、液面12の移動が基準液面に対して許容値(例えば±8μm)以内になる空気供給/排出時間を決定し、この空気供給/排出時間だけ供給用電磁弁42/排出用電磁弁43を開いてバルーン30への空気供給/排出を行う。
次いで、コンピュータ50は、液面センサ40の検出結果に基づいて、液面12が基準液面から許容値以内の位置に移動したか否かを判断する。液面12が基準液面から許容値以内であればコンピュータ50は液面調整動作を終了する。また液面12が基準液面から許容値以内でなければ、コンピュータ50は、再度、図4に示す関係に基づいて空気供給/排出時間を決定し、同様にしてバルーン30への空気供給/排出を行い、係る動作を、液面12が基準液面から許容値以内なるまで繰り返す。
The relationship between the air supply / discharge time and the amount of vertical movement of the
Next, the
なお、コンピュータ50は、バルーン30に空気を供給する間、圧力計44によりバルーン30の圧力を監視し、空気供給時間に達する前であっても、バルーン30の圧力が所定の最大圧力に達したときに空気の供給を停止する。そして、複数のバルーン30が造形液槽10に入っている場合には、所定の最大圧力に達していない他のバルーン30に空気を供給することで、液面調整を行う。
The
図5は、液面調整に要する時間の実験結果を示す図であり、図5(A)はバルーン30を用いた本実施形態の液面調整の実験結果を示し、図5(B)はブロックを用いた従来の液面調整の実験結果を示す。この実験結果は、基準液面から±8μm以上離れた液面12を基準液面から±8μm以内に移動させる液面調整処理を1200回前後行い、各液面調整処理に要した液面調整時間をプロットしたものである。
この図に示されるように、液面調整にバルーン30を用いた場合、従来のブロックを用いた場合に比べ、液面調整時間の平均が短縮される。さらに、バルーン30を用いた場合には、ほぼ5秒以内に液面調整が完了するのに対し、従来のブロックを用いた場合には、液面調整に5秒〜10秒以上を要することが多くなる。このように液面調整時間が短縮化されることで立体物造形に要する時間の短縮化が図られる。
FIG. 5 is a diagram showing experimental results of the time required for liquid level adjustment, FIG. 5 (A) shows the experimental results of liquid level adjustment of the present embodiment using the
As shown in this figure, when the
バルーン30を用いた場合に液面調整時間が短縮する理由について考察すると、ブロックを用いる場合には、通常、造形に邪魔にならないように造形液槽10の隅の方でブロックを上下させるため、上下動時に液面12に生じる波が不均一になり静定までの時間が長くなるのに対し、バルーン30を用いた場合には、造形液槽10の中心部でバルーン30の体積が増減するため、液面12に生じる波が比較的均一になり静定までの時間が短くなるためと推測される。
Considering the reason why the liquid level adjustment time is shortened when the
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、造形液槽10の中にバルーン30を入れるとともに、バルーン30の上を覆って浮上を規制する固定自在な規制板31を造形液槽10に設け、この規制板31の下でバルーン30を膨張或いは縮小させて造形液槽10の液面12を調整する構成とした。
この構成によれば、造形液槽10の中に入れたバルーン30を固定自在な規制板31で押さえ付けて浮上を規制する構成としたため、造形液槽10の洗浄時には、規制板31を取り外すことでバルーン30を容易に取り出すことができるため、造形液槽10の洗浄作業が容易となる。
また、造形液槽10内では、バルーン30が規制板31の下に配置されるため、バルーン30の上のスペースを造形スペースに使用することができ、造形液槽10内の無駄なスペースを少なくできる。さらに、この無駄なスペースに充填される光硬化性樹脂は、バルーン30の容積分だけ量が減るため、無駄になる光硬化性樹脂の量を抑えることができる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
That is, in the present embodiment, the
According to this configuration, since the
Moreover, since the
また本実施形態では、造形液槽10の深さ方向に沿った複数箇所のそれぞれに、規制板挟持部材33A、33Bを設け、規制板31の固定位置を造形液槽10の複数の深さ位置に調整可能とした。
これにより、目的の立体造形物の高さに応じて造形液槽10の実効的な深さLを可変でき、また、各深さLに合わせて造形液槽10を個別に製造する必要もない。さらに、規制板31の下の無駄なスペースを埋めるように1又は複数のバルーン30を配置することで、無駄になる光硬化性樹脂の量を抑えることができる。
Further, in the present embodiment, the restriction plate clamping members 33 </ b> A and 33 </ b> B are provided at a plurality of locations along the depth direction of the
Thereby, the effective depth L of the
また本実施形態では、規制板31に、下側に入り込んだ気泡を上側に逃がす多数の貫通孔32を面内に形成したため、規制板31の下に空気が溜まることがないから、立体造形物を製造している最中に、規制板31に溜まっていた空気が浮上して製造品質が損なわれることがない。
Further, in the present embodiment, since a large number of through
なお、本実施形態においては、次のような変形が可能である。
バルーン30を覆って浮上を規制する規制部材として板状の規制板31を用いたが、これに限らない。すなわち、バルーン30の浮力に耐える剛性を有するメッシュ状部材を規制部材に用いてもよく、また、複数の棒状部材を、互いに平行に或いは格子状に組んで規制部材を構成してもよい。
In the present embodiment, the following modifications are possible.
Although the plate-
規制板31の固定位置を複数の深さ位置に調整可能とする調整手段を、造形液槽10の深さ方向に沿った複数箇所のそれぞれに規制板挟持部材33A、33Bを設けることで実現したが、これに限らない。すなわち、造形液槽10の深さ方向に延びるように取り付けられたボールねじに規制板31を結合することで、規制板31の固定位置を無段階に調整可能としてもよい。
The adjustment means that enables the fixing position of the
[第2実施形態]
図6は、第2実施形態に係る光造形装置200の構成を示す図である。なお、同図において、第1実施形態の光造形装置100と同様な部材については同一の符号を付して説明を省略する。
この図に示すように、本実施形態では、造形液槽10の中でバルーン30の浮上を規制板31で規制するのではなく、重り35を用いて規制する点で構成を異にする。重り35は、バルーン30の製造時に予め袋内に封じたものであり、バルーン30の浮力に抗する重さ分だけ設けられている。なお、重り35をバルーン30に紐などでしっかりと括り付けてもよい。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an
As shown in this figure, in the present embodiment, the configuration is different in that the rising of the
本実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様に、造形液槽10の洗浄時には、バルーン30を容易に取り出すことができるため、造形液槽10の洗浄作業が容易となる。
また、造形液槽10内では、バルーン30が床面10A上に配置されるため、バルーン30の上のスペースを造形スペースに使用することができ、造形液槽10内の無駄なスペースを少なくできる。
特に本実施形態によれば、バルーン30が床面10A上に位置するため、液面12からバルーン30までの深さを大きくとることができる。
According to the present embodiment, similarly to the effect of the first embodiment, the
Moreover, since the
In particular, according to the present embodiment, since the
なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨の範囲内において任意に変形及び応用が可能である。
例えば、各実施形態では、バルーン30に空気を供給することで体積を変化させたが、これに限らず、液体を供給して体積を可変しても良い。
またバルーン30は、気体又は/及び液体の供給/排出に伴い、液状の光硬化性樹脂2の中で体積が可変する密封袋体であれば任意の素材を用いることができる。また、バルーン30の形状には、シート状に限らず、直方体状や球状など任意の形状を採用できる。
The above-described embodiments merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the gist of the present invention.
For example, in each embodiment, the volume is changed by supplying air to the
The
2 光硬化性樹脂
10 造形液槽
10A 床面
12 液面
30 バルーン
31 規制板(規制部材)
32 貫通孔(貫通部)
33A、33B 規制板挟持部材(調整手段)
40 液面センサ
41 ポンプ
42 供給用電磁弁
43 排出用電磁弁
44 圧力計
50 コンピュータ
100、200 光造形装置
2
32 Through hole (penetrating part)
33A, 33B Restricting plate clamping member (adjusting means)
40 Liquid Level Sensor 41
Claims (3)
前記造形液槽の中に1又は複数のバルーンを入れ、前記バルーンの上を覆って浮上を規制する固定自在な規制部材を設け、或いは、前記バルーンに浮上を規制する重りを設け、
前記規制部材の下で、或いは、前記造形液槽の床面の上で前記バルーンを膨張或いは縮小させて前記造形液槽の液面を調整することを特徴とする光造形装置。 In an optical modeling apparatus for manufacturing a three-dimensional model by irradiating a liquid photocurable resin in a modeling liquid tank with light to form a photocured layer, and repeatedly forming the photocured layer by irradiating the light. ,
Put one or more balloons in the modeling liquid tank, and provide a fixed restricting member that covers the balloon and restricts the floating, or a weight that restricts the rising of the balloon,
An optical modeling apparatus characterized by adjusting the liquid level of the modeling liquid tank by inflating or reducing the balloon under the regulating member or on the floor surface of the modeling liquid tank.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009145333A JP5326140B2 (en) | 2009-06-18 | 2009-06-18 | Stereolithography equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009145333A JP5326140B2 (en) | 2009-06-18 | 2009-06-18 | Stereolithography equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011000789A JP2011000789A (en) | 2011-01-06 |
| JP5326140B2 true JP5326140B2 (en) | 2013-10-30 |
Family
ID=43559170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009145333A Expired - Fee Related JP5326140B2 (en) | 2009-06-18 | 2009-06-18 | Stereolithography equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5326140B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106671415A (en) * | 2017-03-07 | 2017-05-17 | 麦递途工贸(上海)有限公司 | Hydraulic cylinder for immersion type 3D printer |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6138493B2 (en) * | 2013-01-15 | 2017-05-31 | シーメット株式会社 | Stereolithography equipment |
| JP6138492B2 (en) * | 2013-01-15 | 2017-05-31 | シーメット株式会社 | Stereolithography equipment |
| CN104645814A (en) * | 2013-11-18 | 2015-05-27 | 吴顺来 | Liquid level regulating device and desulfurization device |
| CN104772908B (en) * | 2015-04-28 | 2024-05-03 | 深圳市宝迪斯科技有限公司 | SLA type three-dimensional printer |
| CN111036903B (en) * | 2019-12-13 | 2022-02-15 | 中国兵器装备研究院 | Atmosphere preparation system, additive manufacturing apparatus, and atmosphere preparation method |
| CN115592946A (en) * | 2022-10-19 | 2023-01-13 | 深圳锐沣科技有限公司(Cn) | A kind of photocuring three-dimensional printer |
| CN115782175B (en) * | 2022-11-28 | 2026-03-20 | 南京师范大学 | A material-saving UV-curing printer and printing method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11254544A (en) * | 1998-03-16 | 1999-09-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Photo-molding apparatus |
| JP2002036373A (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-05 | Sanyo Electric Co Ltd | Stereolithography |
-
2009
- 2009-06-18 JP JP2009145333A patent/JP5326140B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106671415A (en) * | 2017-03-07 | 2017-05-17 | 麦递途工贸(上海)有限公司 | Hydraulic cylinder for immersion type 3D printer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011000789A (en) | 2011-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5326140B2 (en) | Stereolithography equipment | |
| US12115728B2 (en) | Apparatus and method for making a stereolithographic object | |
| KR102234197B1 (en) | Apparatus for stereolithography of layer form | |
| CN106903878A (en) | Three-dimensional moulding device and 3-dimensional object formation | |
| CN105599297A (en) | Tank, system and method for manufacturing three-dimensional body | |
| WO2012150497A1 (en) | Perfected method for manufacturing three-dimensional objects in layers and perfected stereolithography machine using said method | |
| KR20190023014A (en) | 3d printer for photocurable and manufacturing method thereof | |
| KR101725658B1 (en) | Three dimensional printer and method of forming a three dimensional objedt | |
| CN115782175A (en) | Material-saving type photocuring printer and printing method | |
| KR101977327B1 (en) | supporting unit for printing mold and 3D printer and printing method using the same | |
| JP6584934B2 (en) | 3D modeling equipment | |
| JPH0355225A (en) | Forming method of three dimensional shape | |
| JP2018030323A (en) | 3D modeling apparatus and manufacturing method of 3D model | |
| FI129774B (en) | Stereolithography apparatus | |
| US8652279B2 (en) | Method for producing sandwich components and corresponding press | |
| JP2010234664A (en) | Stereolithography equipment | |
| EA012398B1 (en) | Method and device for manufacturing a mould, and method and devices for manufacturing a product using the mould | |
| KR101799779B1 (en) | Three dimensional printer and method of forming a three dimensional objedt | |
| US11524451B2 (en) | Additive manufacturing apparatus having a stabilized build platform and methods of its use | |
| KR102560127B1 (en) | 3D printing apparatus | |
| CN221953900U (en) | Photocuring 3D printing equipment | |
| JP7744857B2 (en) | Three-dimensional modeling method | |
| JP2026055061A (en) | Three-dimensional modeling method | |
| KR102939472B1 (en) | 3D printer using a light-transmitting frame | |
| JP2024115478A (en) | Three-dimensional modeling method and manufacturing method of three-dimensional model |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20120509 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130617 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130625 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130703 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5326140 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |