(57)【要約】【課題】プラットフォーム上に形成された三次元造形物に影響することなく三次元造形物がプラットフォームと接着している接着面を溶かす溶液や当該三次元造形物を洗浄するための洗浄液などの各種の液体を貯留する容器の大型化を図ることなく、プラットフォームごと三次元造形物を容器中の液体に浸しても、当該液体が容器から外部へ流出してしまうことを抑止する。【解決手段】光硬化性樹脂に光を照射することにより硬化させた硬化層をプラットフォーム上に順次積層して三次元造形を行う光造形装置において、プラットフォームは、厚板状の板状体よりなり、三次元造形物を形成する面とは反対側の面に板状体の周囲を縁取る縁部を備えた凹部が形成され、凹部の底部と三次元造形物を形成する面とを連通する貫通穴を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性樹脂に光を照射することにより硬化させた硬化層をプラットフォーム上に順次積層して三次元造形を行う光造形装置において、
前記プラットフォームは、厚板状の板状体よりなり、三次元造形物を形成する面とは反対側の面に前記板状体の周囲を縁取る縁部を備えた凹部が形成され、前記凹部の底部と前記三次元造形物を形成する面とを連通する貫通穴を備えた
ことを特徴とする光造形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光造形装置において、
前記貫通穴は、前記三次元造形物を形成する面における三次元造形物を形成するための造形スペース以外の場所に形成された
ことを特徴とする光造形装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の光造形装置において、
前記プラットフォームに超音波振動子を設けた
ことを特徴とする光造形装置。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれか１項に記載の光造形装置を用いた光造形方法であって、
前記プラットフォームの前記三次元造形物を形成する面に三次元造形物を形成した後に、前記プラットフォームに形成した該三次元造形物を貼り付けたままの状態で、前記プラットフォームの前記三次元造形物を形成した面側から該三次元造形物を液体に浸し、前記貫通穴を通って前記凹部内に液体を移動する
ことを特徴とする光造形方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光造形方法において、
前記プラットフォームに形成した該三次元造形物を浸す液体を超音波振動させる
ことを特徴とする光造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光造形装置および光造形方法に関し、さらに詳細には、面露光によって光硬化性樹脂を硬化させて硬化層を生成して積層する手法により三次元造形物を形成する光造形装置および光造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、可視光または紫外光などの光の照射により硬化する光硬化性樹脂を用いて三次元造形物を作製する三次元造形装置たる光造形装置が知られている。
【０００３】
こうした光造形装置としては、例えば、光硬化性樹脂に光を照射することにより所定の形状に硬化させた硬化層を、プラットフォームの底面に順次積層して立体造形を行う吊り上げ積層構造方式の光造形装置がある。
【０００４】
この吊り上げ積層構造方式の光造形装置は、光を透過する透光板により液体状態の光硬化性樹脂を貯留する樹脂槽の底面を形成し、当該透光板の下方側に備えたプロジェクタなどの光照射手段を用いて面露光により所定の画像を照射する。
【０００５】
これにより、樹脂槽に貯留された光硬化性樹脂内に配置したプラットフォームの下面側において、樹脂槽内の光硬化性樹脂を硬化させて所定の画像の形状の硬化層を生成し、こうした硬化層を順次積層して三次元造形物を形成するものである。
【０００６】
従来、上記のようにしてプラットフォーム上での三次元造形物の光造形が完成すると、完成した三次元造形物をプラットフォームから引き剥がして、完成した三次元造形物の洗浄を行っていた。
【０００７】
しかしながら、上記した手法ではプラットフォームから三次元造形物を引き剥がす際に当該三次元造形物を破損する恐れがあるため、プラットフォーム上に形成された三次元造形物を引き剥がすことなく洗浄するとともに当該三次元造形物をプラットフォームから分離する手法として、例えば、特開２００８−２４６６７４号公報に開示されたような技術がある。
【０００８】
この特開２００８−２４６６７４号公報に開示されたような技術は、プラットフォーム上に光硬化性樹脂の硬化層を繰り返し生成して三次元造形物を形成する。その後、プラットフォーム上に形成された三次元造形物に影響することなく三次元造形物がプラットフォームと接着している接着面を溶かす溶液に、プラットフォームごと三次元造形物を浸すことにより、当該三次元造形物の洗浄と当該三次元造形物のプラットフォームからの分離とを行う。
【０００９】
しかしながら、上記したようにプラットフォームごと三次元造形物を浸すという手法によれば、溶液が貯留されている領域を除いた容器の容積が、溶液中に浸けられるプラットフォームおよび三次元造形物の体積よりも小さい場合には、容器から溶液が溢れ出てしまい、容器を配置したテーブル上などの外部に溶液が流出してしまうという問題点があった。
【００１０】
こうした問題点の発生を防ぐために、プラットフォームと当該プラットフォーム上に形成された三次元造形物との合計の体積よりも大きな容積を備えた容器を用いるようにすると、容器が大型化してスペースの無駄が生じたり、当該容器の開口部が大きい場合には当該容器に貯留されている溶液の蒸発量が多くなるなどの新たな問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２４６６７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プラットフォーム上に形成された三次元造形物に影響することなく三次元造形物がプラットフォームと接着している接着面を溶かす溶液や当該三次元造形物を洗浄するための洗浄液などの各種の液体を貯留する容器の大型化を図ることなく、プラットフォームごと三次元造形物を容器中の液体に浸しても、当該液体が容器から外部へ流出してしまうことを抑止するようにした光造形装置および光造形方法を提供しようとするものである。
【００１３】
なお、本明細書においては、プラットフォーム上に形成された三次元造形物に影響することなく三次元造形物がプラットフォームと接着している接着面を溶かす溶液や当該三次元造形物を洗浄するための洗浄液などの各種の液体について、単に「液体」と適宜に称することとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明による光造形装置は、光硬化性樹脂に光を照射することにより硬化させた硬化層をプラットフォーム上に順次積層して三次元造形を行う光造形装置において、上記プラットフォームは、厚板状の板状体よりなり、三次元造形物を形成する面とは反対側の面に上記板状体の周囲を縁取る縁部を備えた凹部が形成され、上記凹部の底部と上記三次元造形物を形成する面とを連通する貫通穴を備えるようにしたものである。
【００１５】
また、本発明による光造形装置は、上記した本発明による光造形装置において、上記貫通穴は、上記三次元造形物を形成する面における三次元造形物を形成するための造形スペース以外の場所に形成されるようにしたものである。
【００１６】
また、本発明による光造形装置は、上記した本発明による光造形装置において、上記プラットフォームに超音波振動子を設けるようにしたものである。
【００１７】
また、本発明による光造形方法は、上記した本発明による光造形装置を用いた光造形方法であって、上記プラットフォームの上記三次元造形物を形成する面に三次元造形物を形成した後に、上記プラットフォームに形成した該三次元造形物を貼り付けたままの状態で、上記プラットフォームの上記三次元造形物を形成した面側から該三次元造形物を液体に浸し、上記貫通穴を通って上記凹部内に液体を移動するようにしたものである。
【００１８】
また、本発明による光造形方法は、上記した本発明による光造形方法において、上記プラットフォームに形成した該三次元造形物を浸す液体を超音波振動させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、以上説明したように構成されているので、液体を貯留する容器の大型化を図ることなく、プラットフォームごと三次元造形物を容器中の液体に浸しても、当該液体が容器から外部へ流出してしまうことを抑止することができる光造形装置および光造形方法を提供することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による光造形装置の実施の形態の一例として、吊り上げ積層構造方式による光造形装置を示す説明図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明による光造形装置のプラットフォームの斜視説明図であり、また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線による断面説明図である。
【図３】図３（ａ）（ｂ）は、本発明による光造形装置のプラットフォームに形成された三次元造形物を洗浄槽の液体に浸ける状態を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明による光造形装置のプラットフォームの他の実施の形態を示す斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による光造形装置および光造形方法の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。
【００２２】
図１には、本発明による光造形装置の実施の形態の一例として、吊り上げ積層構造方式による光造形装置の説明図が示されている。
【００２３】
この光造形装置１０は、底面１２ａが透光板によって形成されるとともに、光の照射により硬化する液体状態の光硬化性樹脂を貯留する樹脂槽１２と、樹脂槽１２の底面１２ａへ面露光により所定の画像を投影するプロジェクター１４と、昇降部材１６にネジ（図示せず。）やボルト（図示せず。）などの適宜な締結手段によって取り外し自在に配設されて樹脂槽１２内で硬化した光硬化性樹脂の硬化層を保持するプラットフォーム１８とを有して構成されている。
【００２４】
光造形装置１０においては、樹脂槽１２に貯留された光硬化性樹脂内に配置したプラットフォーム１８の下面１８ａ側において、プロジェクター１４による面露光によって樹脂槽１２内の光硬化性樹脂を硬化させて所定の画像の形状の硬化層を生成し、生成した硬化層を順次積層して三次元造形物を形成する。
【００２５】
こうした本発明による光造形装置１０は、従来より公知の光造形装置と比較すると、プラットフォーム１８の構成および作用のみ異なり、他の構成ならびに作用については従来より公知の光造形装置と異なることころがない。
【００２６】
従って、以下の説明においては、プラットフォーム１８の構成および作用のみ説明することとし、光造形装置１０におけるその他の構成ならびに作用の説明は省略する。
【００２７】
ここで、図２（ａ）にはプラットフォーム１８の斜視説明図が示されており、また、図２（ｂ）には図２（ａ）のＡ−Ａ線による断面説明図が示されている。
【００２８】
プラットフォーム１８は厚板状の板状体であり、三次元造形物を形成する下面１８ａの反対側の上面側は、板状体の周囲を縁取る所定の高さｈ１と厚さｔの縁部１８ｂを備えた凹部１８ｃが形成されていおり、所謂、プール状の形状が形成されている。
【００２９】
この凹部１８ｃの底部１８ｄと下面１８ａとは、貫通穴１８ｅにより連通している。この貫通穴１８ｅは、下面１８ａに三次元造形物を形成するための造形スペースＳとは異なる場所に位置するように形成する。本実施の形態においては、貫通穴１８ｅは、プラットフォーム１８の長手方向における両端部にそれぞれ１個ずつ形成されている。
【００３０】
以上の構成において、公知の手法を用いて、光造形装置１０によりプラットフォーム１８の下面１８ａに三次元造形物の形成を行う。
【００３１】
プラットフォーム１８の下面１８ａにおける三次元造形物の形成を完了すると、昇降部材１６からプラットフォーム１８を取り外し、下面１８ａに三次元造形物を貼り付けたままの状態で当該三次元造形物の洗浄を行う。
【００３２】
即ち、図３（ａ）に示すように、液体を貯留した容器である洗浄槽１００内に高さｈ２まで液体Ｌを貯留しておき、プラットフォームの下面１８ａ側から三次元造形物２００を洗浄槽１００内の液体Ｌに浸すようにする。
【００３３】
そうすると、液体Ｌに浸けられた三次元造形物２００やプラットフォーム１８の体積に応じて、洗浄槽１００における液体Ｌの高さｈ２が上昇するが、プラットフォーム１８に貫通穴１８ｅが形成されているため、図３（ｂ）に示すように、液体Ｌが貫通穴１８ｅを通って上面の凹部１８ｃ内に移動し、液体Ｌが洗浄槽１００から溢れ出ることが防止される。
【００３４】
これにより、プラットフォーム１８ごと三次元造形物２００を洗浄することができ、プラットフォーム１８からの三次元造形物の引き剥がしも容易になる。
【００３５】
また、液体Ｌとしてプラットフォーム１８上に形成された三次元造形物２００に影響することなく三次元造形物２００がプラットフォーム１８と接着している接着面を溶かす溶液を用いる場合には、プラットフォーム１８ごと三次元造形物２００を浸すことにより、当該三次元造形物２００の洗浄と当該三次元造形物２００のプラットフォーム１８からの分離とを自動的に行うことができる。
【００３６】
以上において説明したように、本発明による光造形装置や光造形方法によれば、プラットフォームに三次元造形物を形成する面とは反対側の面にプール状の凹部を形成するとともに当該凹部の底面に三次元造形物を形成する面と貫通する貫通穴を設けるようにしたため、三次元造形物をプラットフォームに付けたまま洗浄しても、洗浄槽から液体が溢れ出ることを防止することができる。
【００３７】
このため、本発明による光造形装置や光造形方法によれば、プラットフォーム上に形成された三次元造形物に影響することなく三次元造形物がプラットフォームと接着している接着面を溶かす溶液や当該三次元造形物を洗浄するための洗浄液などの各種の液体を貯留する容器の大型化を図ることなく、プラットフォームごと三次元造形物を容器中の液体に浸しても、当該液体が容器から外部へ流出してしまうことを抑止することができるようになる。
【００３８】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（６）に示すように変形するようにしてもよい。
【００３９】
（１）上記した実施の形態において、図４に示すように、プラットフォーム１８の凹部１８ｃに超音波振動子２０を設け、超音波発振器（図示せず。）により超音波振動子２０を駆動するようにしてもよい。
【００４０】
これにより、図３（ｂ）に示すように凹部１８ｃに移動した液体Ｌを介して洗浄槽１００内の液体Ｌを超音波振動して、三次元造形物を超音波洗浄するようにしてもよい。このような超音波洗浄を行うと、三次元造形物から汚れが落ちやすくなり、プラットフォーム１８から三次元造形物を取り外しやすくなる。
【００４１】
（２）上記した実施の形態において、洗浄槽１００として、超音波発振器により超音波振動子を駆動して超音波洗浄することが可能な超音波洗浄槽を用いるようにしてもよい。
【００４２】
これにより、洗浄槽１００内の液体Ｌを超音波振動して、三次元造形物を超音波洗浄することができ、こうした超音波洗浄により三次元造形物から汚れが落ちやすくなり、かつ、プラットフォーム１８から三次元造形物を取り外しやすくなる。
【００４３】
（３）上記した実施の形態において、貫通穴１８ｅはプラットフォーム１８の長手方向における両端部にそれぞれ１個ずつ形成するようにしてが、これに限られるものではないことは勿論である。
【００４４】
即ち、貫通穴１８ｅは、底面１８ａにおいて三次元造形物を形成するための造形スペースＳ以外の場所であるならば、プラットフォーム１８の長手方向における両端部に限られることなく任意の場所に設けるようにしてよい。
【００４５】
また、貫通穴１８ｅは少なくと１個あればよく、プラットフォーム１８の大きさなどを考慮して、１個以上の任意の個数を設けるようにしてよい。
【００４６】
（４）上記した実施の形態においては、図３（ａ）（ｂ）に示すように、プラットフォーム１８に形成される三次元造形物が１個の場合について図示して説明したが、プラットフォーム１８に形成される三次元造形物は複数個あっても本発明を適用することができることは勿論である。
【００４７】
（５）上記した実施の形態においては、吊り上げ積層構造方式による光造形装置１０について説明したが、本発明を適用することができる光造形装置は吊り上げ積層構造方式によるものに限られるものではないことは勿論である。
【００４８】
即ち、本発明は、プラットフォーム上に三次元造形物を形成する従来より公知の各種の手法の光造形装置に用いることができる。
【００４９】
（６）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（５）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、光照射によりプラットフォーム上に三次元造形物を形成する光造形装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  光造形装置、１２  樹脂槽、１２ａ  底面、１４  プロジェクター、１６  昇降部材、１８  プラットフォーム、１８ａ  下面、１８ｂ  縁部、１８ｃ  凹部、１８ｄ  底部、１８ｅ  貫通穴、２０  超音波振動子、１００  洗浄槽、２００  三次元造形物
【図１】
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【図２】
2017109432.tif 000004
【図３】
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【図４】
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