JPH11227053A - Three-dimensionally shaping method - Google Patents
Three-dimensionally shaping methodInfo
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- JPH11227053A JPH11227053A JP10035133A JP3513398A JPH11227053A JP H11227053 A JPH11227053 A JP H11227053A JP 10035133 A JP10035133 A JP 10035133A JP 3513398 A JP3513398 A JP 3513398A JP H11227053 A JPH11227053 A JP H11227053A
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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
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄い素材シートを
積層してこれを所定形状に切断する動作を繰り返すこと
により3次元立体形状を積層造形する3次元造形方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional forming method for forming a three-dimensional three-dimensional shape by repeating the operation of laminating thin material sheets and cutting the same into a predetermined shape.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の3次元造形方法としては、例え
ば特開平6−278214号公報に開示された技術があ
る。これは加熱により溶融して接着力を生じる接着剤を
裏面に塗布した紙シートをそれまでに積層された中間積
層体の上面に送り込み、この紙シートをホットローラに
より加熱すると同時に中間積層体の上面に押圧接着して
から、接着した紙シートをその高さ位置に対応する造形
物の輪郭形状(スライスデータ)に沿ってレーザビーム
により切断するという動作を繰り返して3次元立体形状
の積層造形を行うものである。2. Description of the Related Art As a three-dimensional forming method of this kind, there is a technique disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-278214. This is done by feeding a paper sheet coated on the back side with an adhesive that melts by heating to produce an adhesive force onto the upper surface of the intermediate laminated body that has been laminated up to that time, and then heating this paper sheet with a hot roller while simultaneously heating the upper surface of the intermediate laminated body. Then, an operation of cutting the bonded paper sheet with a laser beam along the contour shape (slice data) of the formed object corresponding to the height position of the bonded paper sheet is repeated, thereby performing a three-dimensional three-dimensional shape additive manufacturing. Things.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術の3
次元造形方法では、紙シートを積層接着しているので、
造形後の造形物が吸湿により膨張して寸法形状に狂いを
生じ、また耐水性に劣るという問題がある。このような
問題を解決するために、紙シートの代わりにポリエチレ
ンテレフタレート等のポリマーよりなるフィルムを使用
することが考えられる。しかしながら、ホットローラに
より加熱され中間積層体の上面に接着されたポリマーフ
ィルムは放熱により冷却するにつれて収縮し、各フィル
ム層間に剪断応力を生じて反り返ろうとして次のような
問題が生じる。SUMMARY OF THE INVENTION The above prior art 3
In the three-dimensional molding method, paper sheets are laminated and bonded,
There is a problem in that the molded article after molding expands due to moisture absorption, resulting in dimensional irregularity and poor water resistance. In order to solve such a problem, it is conceivable to use a film made of a polymer such as polyethylene terephthalate instead of a paper sheet. However, the polymer film heated by the hot roller and adhered to the upper surface of the intermediate laminate shrinks as it cools due to heat radiation, causing shear stress between the film layers and causing the film to warp, causing the following problem.
【0004】すなわちこの種の造形方法では、先ず基部
となるシートを両面接着テープにより造形テーブル上に
接着し、その上に素材シートを積層接着して造形する
が、素材シートとして線膨張係数が大きいポリマーフィ
ルムを使用した場合は収縮により各フィルム層間に生じ
る剪断応力が大きいので、積層造形の初期において中間
積層体の周辺部において両面テープが剥がれ反り返って
造形テーブルから浮き上がる。このため切断すべきポリ
マーフィルムの位置がレーザビームの焦点からずれて切
断が行われなくなり、造形が不能になるという問題があ
る。この剥がれは両面テープの接着部に限らず、フィル
ム層間で生じることもある。造形物の平面形状が大きい
ものでは、収縮に伴う剪断応力による反り返りは四隅部
あるいは周辺部においてきわめて大きくなるので、この
問題は特に顕著となる。本発明は、積層に使用するポリ
マーフィルムとして多数の空孔を形成したものを使用し
て、このような問題を解決することを目的とする。That is, in this type of molding method, first, a base sheet is adhered to a molding table with a double-sided adhesive tape, and a material sheet is laminated and adhered thereon. The material sheet has a large linear expansion coefficient. When a polymer film is used, since the shear stress generated between the film layers due to shrinkage is large, the double-sided tape is peeled off at the peripheral portion of the intermediate laminate at the initial stage of the additive manufacturing and rises up from the modeling table. For this reason, there is a problem that the position of the polymer film to be cut is shifted from the focal point of the laser beam so that the cutting is not performed and modeling is impossible. This peeling is not limited to the adhesive portion of the double-sided tape, and may occur between film layers. This problem is particularly remarkable when the shaped object has a large planar shape, since the warpage due to the shear stress accompanying the shrinkage is extremely large at the four corners or the peripheral portion. An object of the present invention is to solve such a problem by using a polymer film having a large number of holes formed thereon as a polymer film used for lamination.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明による3次元造形
方法は、加熱することにより溶融して接着力を生じる接
着剤を裏面に塗布した素材シートをそれまでに積層され
た造形テーブル上の中間積層体の上面に送り込む素材シ
ート供給工程と、素材シートを加熱し中間積層体の上面
に押圧して接着する加熱押圧工程と、素材シートを所定
の形状に切断する切断工程により3次元立体形状を積層
造形する3次元造形方法において、素材シートは多数の
空孔を形成させたポリマーフィルムよりなることを特徴
とするものである。積層に使用するポリマーフィルムに
は多数の空孔が形成されているので見掛け上の縦弾性係
数が大きく減少し、これにより冷却に伴う収縮により各
フィルム層間に生じる剪断応力も減少する。According to the present invention, there is provided a three-dimensional forming method comprising: a step of forming an intermediate sheet on a forming table on which a material sheet having a back surface coated with an adhesive which is melted by heating to generate an adhesive force is applied; A three-dimensional three-dimensional shape is formed by a material sheet feeding step of feeding the upper surface of the laminate, a heating pressing step of heating the material sheet and pressing and bonding the upper surface of the intermediate laminate, and a cutting step of cutting the material sheet into a predetermined shape. In the three-dimensional modeling method for forming by lamination, the material sheet is made of a polymer film having a large number of holes formed therein. Since a large number of pores are formed in the polymer film used for lamination, the apparent modulus of longitudinal elasticity is greatly reduced, and the shear stress generated between the film layers due to shrinkage upon cooling is also reduced.
【0006】前項の発明は、各空孔の大きさを1ナノメ
ートル〜50マイクロメートルとすることが好ましい。
このようにすれば、接着剤が各空孔内に入り込んでこれ
を充填することはないので、多数の空孔による縦弾性係
数の減少は確実に保たれる。In the above invention, it is preferable that each pore has a size of 1 nanometer to 50 micrometers.
In this way, since the adhesive does not enter each hole and fill it, the decrease in the longitudinal elastic modulus due to the large number of holes is reliably maintained.
【0007】また前2項の発明に使用するポリマーフィ
ルムの素材はポリエチレンテレフタレートであることが
望ましい。[0007] The material of the polymer film used in the invention of the preceding two aspects is preferably polyethylene terephthalate.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下に添付図面により、本発明の
実施の形態の説明をする。この実施の形態で使用する装
置は、図3及び図4に示すように、それまでに積層され
た中間積層体Wの上側に素材シートPを送り込む素材シ
ート供給装置20と、この素材シートPを加熱し中間積
層体Wの上面に押圧して接着する加熱押圧装置30と、
接着された素材シートPを所定の形状に切断する切断装
置40と、これらの各装置の作動を制御する制御装置5
5を備えている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIGS. 3 and 4, the apparatus used in this embodiment includes a material sheet supply device 20 that feeds a material sheet P to an upper side of the intermediate laminated body W that has been stacked so far, A heating and pressing device 30 that heats and presses and adheres to the upper surface of the intermediate laminate W;
A cutting device 40 for cutting the bonded material sheet P into a predetermined shape, and a control device 5 for controlling the operation of each of these devices
5 is provided.
【0009】この実施の形態で使用する素材シートP
は、互いに連続した多数の微細な空孔を形成したもので
あり、その裏面にはエチレン−酢酸ビニル共重合体のよ
うなホットメルト接着剤が塗布されている。この実施の
形態の素材シートPは、厚さが0.005インチ(=
0.127mm)のポリエチレンテレフタレートのフィル
ム(以下単にPETフィルムという)であり、空孔は接
着剤が入り込むことがない程度の大きさ(具体的には空
孔径が1ナノメートル〜50マイクロメートル)で、ブ
レンド延伸法、押出し延伸法、抽出法などの公知技術に
より製造されたものである。またこの接着剤は加熱する
ことにより溶融し反応して接着力を生じるものであり、
常温では接着力を有していない。素材シートPはPET
フィルムに限らず、ある程度の耐熱性、機械的強度及び
寸法安定性を有するポリマーフィルムならば任意のもの
が使用できる。Material sheet P used in this embodiment
Are formed with a large number of fine pores continuous with each other, and a hot melt adhesive such as an ethylene-vinyl acetate copolymer is applied to the back surface thereof. The material sheet P of this embodiment has a thickness of 0.005 inches (=
0.127 mm) polyethylene terephthalate film (hereinafter simply referred to as PET film), and the pores are small enough to prevent the adhesive from entering (specifically, the pore diameter is 1 nm to 50 μm). It is manufactured by a known technique such as a blend stretching method, an extrusion stretching method, and an extraction method. Also, this adhesive is melted by heating and reacts to generate adhesive force,
It has no adhesive strength at room temperature. Material sheet P is PET
Not limited to the film, any polymer film having a certain degree of heat resistance, mechanical strength and dimensional stability can be used.
【0010】先ず主として図4により、素材シート供給
装置20の説明をする。積層中の中間積層体Wを支持す
る造形テーブル11は、鉛直軸線回りに回転自在に機枠
(図示省略)に支持された4本の昇降送りねじ12に四
隅がねじ係合され、各昇降送りねじ12がプーリ12a
及びベルト14を介して昇降モータ13により連動して
回転されることにより昇降される。昇降送りねじ12の
下部一側に設けられたフィルムロールPaから上方に延
びるPETフィルムPは、上部左右に設けた1対の案内
ローラ21a,21bの外側を通り、制御装置55によ
り制御されるモータ23により回転駆動される送りロー
ラ22により引き出されて回収ロールPbにより巻き取
られる。フィルムロールPa及び回収ロールPbもモー
タ24,25により駆動されている。First, the material sheet supply device 20 will be described mainly with reference to FIG. The molding table 11 supporting the intermediate laminate W during lamination has four corners screw-engaged with four lifting feed screws 12 supported on a machine frame (not shown) so as to be rotatable about a vertical axis. Screw 12 is pulley 12a
In addition, it is raised and lowered by being rotated in conjunction with a lifting motor 13 via a belt 14. A PET film P extending upward from a film roll Pa provided on one lower side of the lifting / lowering feed screw 12 passes through the outside of a pair of guide rollers 21a and 21b provided on the upper left and right sides, and is controlled by a control device 55. It is pulled out by the feed roller 22 which is driven to rotate by 23 and is taken up by the collecting roll Pb. The film roll Pa and the collection roll Pb are also driven by the motors 24 and 25.
【0011】図4に示すように、加熱押圧装置30は造
形テーブル11及び素材シート供給装置20の上方に設
けられている。機枠にはX方向(図において左右方向)
に延びる前後1対の第1ガイドレール(図示省略)が設
けられ、加熱押圧装置30の移動台31はX方向と直交
する水平なY方向に延びる細長い形状で、その両端は第
1ガイドレールにより案内支持され、モータ34により
回転駆動される送りねじ33によりX方向に往復平行移
動される。移動台31にはその長手方向に沿って、PE
TフィルムPの幅よりも長くヒータにより所定温度(2
80〜300℃)に加熱される円筒状のホットローラ3
2が回転自在に支持され、下向きに弾性的に付勢されて
いる。加熱されたホットローラ32は、移動台31の移
動に伴い積層中の中間積層体Wの上側に送り込まれたP
ETフィルムPの上を転動し、これを加熱しながら中間
積層体Wの上面に押圧して接着する。移動台31の長手
方向中央部一側には、造形テーブル11と共に上昇する
中間積層体W及びPETフィルムPの上面が所定の高さ
に達すればこれに当接して作動するリミットスイッチ3
6が設けられている。As shown in FIG. 4, the heating and pressing device 30 is provided above the modeling table 11 and the material sheet supply device 20. X direction (right and left direction in the figure)
A pair of front and rear first guide rails (not shown) are provided, and the moving table 31 of the heating / pressing device 30 has an elongated shape extending in a horizontal Y direction orthogonal to the X direction, and both ends thereof are defined by the first guide rails. It is guided and supported, and is reciprocally translated in the X direction by a feed screw 33 that is rotated and driven by a motor 34. The moving table 31 has a PE along its longitudinal direction.
A predetermined temperature (2
Cylindrical hot roller 3 heated to 80-300 ° C.)
2 is rotatably supported and elastically urged downward. The heated hot roller 32 receives the P which has been sent to the upper side of the intermediate stacked body W being stacked with the movement of the moving table 31.
It rolls on the ET film P, and presses and adheres to the upper surface of the intermediate laminate W while heating. A limit switch 3 which is operated in contact with the upper surface of the intermediate laminated body W and the PET film P which rises together with the modeling table 11 when the upper surfaces thereof reach a predetermined height.
6 are provided.
【0012】切断装置40はレーザビームを用いたもの
である。図4に示すように、Y方向に延びる細長い第2
ガイドレール44は両端が前述の第1ガイドレールによ
り案内支持されて、モータ46により回転駆動される送
りねじ45によりX方向に往復平行移動される。第2ガ
イドレール44には、レーザトーチ42とミラーボック
ス48bを設けた移動ヘッド41がY方向に沿って往復
移動可能に案内支持され、駆動機構(図示省略)により
往復動される。これによりレーザトーチ42は移動ヘッ
ド41と共に、中間積層体Wを支持する造形テーブル1
1に対しX方向及びY方向に移動され、その軌跡は制御
装置55によりCNC制御される。図3に示すように、
レーザ発振器47からのレーザビームLは、ミラーボッ
クス48a,48b(ミラーボックス48aは第2ガイ
ドレール44の一端部に取付け)に内蔵されたミラーに
より反射されレーザトーチ42から下向きに照射され
て、中間積層体Wの上面に接着されたPETフィルムP
を切断する。なお切断装置40は、上述のようにレーザ
を用いたものに限らず、例えば超音波カッタのような他
の切断装置を用いたものでもよい。The cutting device 40 uses a laser beam. As shown in FIG. 4, a second elongated second member extending in the Y direction is provided.
Both ends of the guide rail 44 are guided and supported by the above-mentioned first guide rail, and are reciprocally moved in the X direction by a feed screw 45 driven to rotate by a motor 46. A moving head 41 provided with a laser torch 42 and a mirror box 48b is guided and supported on the second guide rail 44 so as to be able to reciprocate along the Y direction, and is reciprocated by a driving mechanism (not shown). As a result, the laser torch 42, together with the moving head 41, forms the molding table 1 that supports the intermediate laminate W.
1 is moved in the X direction and the Y direction, and its trajectory is CNC-controlled by the control device 55. As shown in FIG.
The laser beam L from the laser oscillator 47 is reflected by a mirror built in mirror boxes 48a and 48b (the mirror box 48a is attached to one end of the second guide rail 44), and is irradiated downward from the laser torch 42 to be stacked in the middle. PET film P adhered to the upper surface of body W
Disconnect. The cutting device 40 is not limited to a device using a laser as described above, and may be a device using another cutting device such as an ultrasonic cutter.
【0013】次にこの実施の形態の作動の説明をする。
造形に先立ち、図4に示すように下降させた造形テーブ
ル11の上面に基部となるシートWd(図5参照)を両
面テープにより接着し、図4に示すリミットスイッチ3
6だけがシートWdにかかる位置まで移動台31を前進
させ、シートWdがリミットスイッチ36と当接する位
置まで造形テーブル11を上昇させて停止する。次いで
切断装置40を作動させて、レーザビームLによりシー
トWdを中間積層体Wの最も外側となる四角い外輪郭線
M1に沿って切断し、造形テーブル11を下降させて、
外輪郭線M1の外側となる部分を造形テーブル11の上
面からはがして取り去り、移動ヘッド41は図4に示す
基準位置まで後退させる。Next, the operation of this embodiment will be described.
Prior to molding, a base sheet Wd (see FIG. 5) is adhered to the upper surface of the molding table 11 lowered as shown in FIG. 4 with a double-sided tape, and the limit switch 3 shown in FIG.
The movable table 31 is moved forward to a position where only the sheet 6 touches the sheet Wd, and the modeling table 11 is raised to a position where the sheet Wd contacts the limit switch 36 and stopped. Next, by operating the cutting device 40, the sheet Wd is cut by the laser beam L along the outermost square outline M1 on the outermost side of the intermediate laminate W, and the modeling table 11 is lowered,
The part outside the outer contour line M1 is peeled off from the upper surface of the modeling table 11, and the moving head 41 is retracted to the reference position shown in FIG.
【0014】次いで機枠にセットしたPETロールPa
から引き出したPETフィルムPを案内ローラ21a,
21bの間に渡し、その先端の回収ロールPbを機枠に
セットし、各モータ23〜25によりPETフィルムP
を軽く緊張させ、各部を図4及び図1(a) に示す状態と
する。以下の動作は制御装置55により自動的に行われ
る。先ず移動台31が前進してリミットスイッチ36だ
けが中間積層体Wにかかる位置で停止してから造形テー
ブル11が上昇し、中間積層体W(第1回目の上昇の場
合は基部となるシートWd)の上面がPETフィルムP
の下面に当接してこれをわずかに押し上げたところでリ
ミットスイッチ36がPETフィルムPの上面に当接し
て造形テーブル11は停止される。次いで所定温度に加
熱されているホットローラ32は一旦基準位置まで後退
し、中間積層体Wを通り越すまで前進してから再び基準
位置まで後退する。これにより所定温度に加熱されてい
るホットローラ32は、図1(b) に示すように、中間積
層体W(第1回目の作動の場合は基部となるシートW
d)の上面に当接されたPETフィルムPを押圧しなが
ら往復転動し、PETフィルムPは裏面のホットメルト
接着剤が加熱溶融されると共に中間積層体W(またはシ
ートWd)の上面に押圧されて接着される。Next, the PET roll Pa set in the machine frame
The PET film P pulled out from the guide rollers 21a,
21b, the collection roll Pb at the end thereof is set on the machine frame, and the PET film P is driven by the motors 23 to 25.
Is lightly tensioned so that each part is in the state shown in FIG. 4 and FIG. 1 (a). The following operation is automatically performed by the control device 55. First, the movable table 31 moves forward and only the limit switch 36 stops at the position where the limit switch 36 is applied to the intermediate laminate W. Then, the molding table 11 is raised, and the intermediate laminate W (in the case of the first rise, the base sheet Wd ) Is PET film P
When the switch is slightly pushed up, the limit switch 36 contacts the upper surface of the PET film P, and the molding table 11 is stopped. Next, the hot roller 32 that has been heated to the predetermined temperature once retreats to the reference position, advances until it passes through the intermediate laminate W, and then retreats to the reference position again. As a result, the hot roller 32 heated to a predetermined temperature, as shown in FIG.
d) Rolls reciprocatingly while pressing the PET film P in contact with the upper surface, and the PET film P is pressed against the upper surface of the intermediate laminate W (or sheet Wd) while the hot melt adhesive on the rear surface is heated and melted. It is glued.
【0015】このようにして加熱接着が完了すれば切断
装置40が作動を開始し、レーザビームLはそれまでの
中間積層体W(第1回目の作動の場合は基部となるシー
トWd)の上面に新たに接着されたPETフィルムPの
切断を行う。レーザトーチ42を支持する移動ヘッド4
1は、制御装置55からの指令により、図2に示す外輪
郭線M1、内輪郭線M2、造形輪郭線M3及びこの両輪
郭線M2,M3の間に形成される分割線M4に沿って移
動するように、造形テーブル11に対しX方向及びY方
向に移動される。そしてレーザトーチ42からPETフ
ィルムPに向かって下方に照射されるレーザビームLに
より、それまでの中間積層体Wの上面に新たに接着され
たPETフィルムPは切断される。図1(c) はこの切断
している状態を示している。When the heating and bonding are completed in this way, the cutting device 40 starts operating, and the laser beam L is applied to the upper surface of the intermediate laminated body W (the base sheet Wd in the case of the first operation). Then, the newly bonded PET film P is cut. Moving head 4 supporting laser torch 42
1 moves along an outer contour line M1, an inner contour line M2, a shaping contour line M3, and a dividing line M4 formed between the contour lines M2 and M3 shown in FIG. 2 according to a command from the control device 55. In such a manner, the object is moved in the X direction and the Y direction with respect to the modeling table 11. Then, the PET film P newly bonded to the upper surface of the intermediate laminate W is cut by the laser beam L emitted downward from the laser torch 42 toward the PET film P. FIG. 1C shows this cutting state.
【0016】切断が完了すれば造形テーブル11が下降
し、PETフィルムPは送りローラ22により、切断さ
れた部分が中間積層体W上から外れるように回収ロール
Pb側に送られて1サイクルの積層が完了する。以上の
動作を繰り返して行うことにより3次元立体形状が積層
造形される。When the cutting is completed, the molding table 11 is lowered, and the PET film P is sent to the collecting roll Pb side by the feed roller 22 so that the cut portion comes off the intermediate laminate W, and the PET film P is stacked for one cycle. Is completed. By repeating the above operation, a three-dimensional solid shape is formed by lamination.
【0017】図5は中間積層体Wの上面に接着したPE
TフィルムPをレーザビームLにより切断する状態を示
す拡大断面図で、外輪郭線M1、内輪郭線M2、造形輪
郭線M3及び分割線M4の順で切断される。制御装置5
5は、基部となるシートWdの場合における造形テーブ
ル11の停止位置と今回接着したPETフィルムPにお
ける造形テーブル11の停止位置の差により与えられる
高さ位置に対応する造形物の輪郭形状(スライスデー
タ)を演算し、レーザビームLの径よりも多少大きい幅
を有する造形輪郭線M3の内縁がこのスライスデータと
一致するようにレーザトーチ42をX方向及びY方向に
移動させる。外輪郭線M1、内輪郭線M2及び分割線M
4の軌跡は、中間積層体Wの全ての層について同一であ
る。中間積層体Wを形成する各層の各切断線M1〜M4
は上下方向に連続している。FIG. 5 shows PE bonded to the upper surface of the intermediate laminate W.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the T film P is cut by the laser beam L, and is cut in the order of an outer contour line M1, an inner contour line M2, a shaping contour line M3, and a dividing line M4. Control device 5
Reference numeral 5 denotes the contour shape (slice data) of the modeling object corresponding to the height position given by the difference between the stop position of the modeling table 11 in the case of the base sheet Wd and the stop position of the modeling table 11 on the PET film P bonded this time. ) Is calculated, and the laser torch 42 is moved in the X and Y directions so that the inner edge of the shaping contour line M3 having a width slightly larger than the diameter of the laser beam L matches this slice data. Outer contour M1, inner contour M2, and dividing line M
The locus of No. 4 is the same for all the layers of the intermediate laminate W. Each cutting line M1 to M4 of each layer forming the intermediate laminate W
Is continuous in the vertical direction.
【0018】積層造形の初期においては、基部となるシ
ートWd及びその上に積層されるPETフィルムPは造
形テーブル11に接近しているので速やかに冷却され、
一方その上に接着されたばかりのPETフィルムPはホ
ットローラ32により加熱されて高温であるので厚さ方
向における中間積層体Wの温度勾配は大となる。またこ
の実施の形態で使用するPETフィルムPのようなポリ
マーフィルムは紙などに比して線膨張係数が大きく、従
って放熱に伴う収縮により各フィルム層間に生じる剪断
応力(熱応力)が大きくなる。従ってそのままでは、造
形の初期において中間積層体の外枠部分Waの四隅部及
び造形部分Wbの周辺部における上向きに反り返ろうと
する曲げ応力が大きくなるので、それらの部分で基部と
なるシートWdを接着した両面接着シートあるいはPE
TフィルムPの層間の接着が剥離し、中間積層体Wが造
形テーブルから浮き上がるおそれがあり、造形物の平面
形状が大きい場合には特にそのおそれが増大する。この
ような浮き上がりが生じると接着したばかりで未切断の
PETフィルムPの位置がレーザビームの焦点からずれ
て切断が行われなくなり、積層造形が不能になるおそれ
がある。In the initial stage of the additive manufacturing, the sheet Wd serving as the base and the PET film P laminated thereon are rapidly cooled because they are close to the modeling table 11,
On the other hand, since the PET film P just adhered thereon is heated by the hot roller 32 and has a high temperature, the temperature gradient of the intermediate laminate W in the thickness direction becomes large. Further, the polymer film such as the PET film P used in this embodiment has a larger linear expansion coefficient than paper or the like, and therefore, the shear stress (thermal stress) generated between the respective film layers due to shrinkage due to heat radiation increases. Therefore, as it is, the bending stress of the four corners of the outer frame portion Wa of the intermediate laminate and the peripheral portion of the modeling portion Wb in the initial stage of the modeling increases, so that the bending stress that tends to curl upward increases. Adhesive double-sided adhesive sheet or PE
The adhesion between the layers of the T film P may be peeled off, and the intermediate laminate W may rise from the modeling table. In particular, when the planar shape of the modeled object is large, the risk increases. When such a floating occurs, the position of the PET film P which has just been bonded and is not cut is shifted from the focal point of the laser beam, so that cutting is not performed, and there is a possibility that the additive manufacturing becomes impossible.
【0019】しかしながらこの実施の形態では、積層に
使用するPETフィルムPに互いに連続した多数の空孔
が形成されているので見掛け上の縦弾性係数が大きく減
少し、一方冷却に伴う収縮による熱応力(各フィルム層
間に生じる剪断応力を含む)は縦弾性係数に比例するの
で、各フィルム層間に生じる剪断応力も減少する。従っ
て、造形物の平面形状が大きい場合でも中間積層体の四
隅部あるいは周辺部における剪断応力による反り返りが
過大になることはなく、中間積層体が造形テーブルから
あるいは各フィルム層の間で剥がれ浮き上がって積層造
形が不能になることはない。However, in this embodiment, since a large number of continuous pores are formed in the PET film P used for lamination, the apparent longitudinal modulus of elasticity is greatly reduced. Since (including the shear stress generated between the film layers) is proportional to the modulus of longitudinal elasticity, the shear stress generated between the film layers is also reduced. Therefore, even if the planar shape of the modeled object is large, the warpage due to the shear stress at the four corners or the peripheral portion of the intermediate laminate does not become excessive, and the intermediate laminate peels off from the modeling table or between the film layers and floats. Additive manufacturing is not disabled.
【0020】またこの実施の形態では、空孔の大きさを
1ナノメートル〜50マイクロメートルとしたので、ホ
ットメルト接着剤が各空孔内に入り込んでこれを充填す
ることはないので、多数の空孔による縦弾性係数の減少
は確実に保たれ、冷却に伴う収縮により剪断応力が過大
になることは確実に防止される。Also, in this embodiment, since the size of the holes is 1 nm to 50 μm, the hot melt adhesive does not enter each hole and fill it. The decrease in the longitudinal elastic modulus due to the voids is reliably maintained, and the excessive shear stress due to shrinkage due to cooling is reliably prevented.
【0021】なお上述した実施の形態においては、PE
TフィルムPを加熱接着した後にレーザビームLによる
切断を行っているが、本発明はレーザビームLによる切
断を行った後に加熱接着するものにも適用できる。In the above embodiment, the PE
Although the cutting by the laser beam L is performed after the T film P is bonded by heating, the present invention can also be applied to a device that is bonded by heating after performing the cutting by the laser beam L.
【0022】[0022]
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、冷却に
伴う収縮により各フィルム層間に生じる剪断応力が減少
するので、造形物の平面形状が大きい場合でも、中間積
層体が造形テーブルからあるいは各フィルム層の間で剥
がれ浮き上がって積層造形が不能になることはない。As described above, according to the present invention, since the shear stress generated between the film layers due to shrinkage upon cooling is reduced, even when the planar shape of the modeled object is large, the intermediate laminate can be removed from the modeling table. Alternatively, there is no possibility that the laminate molding becomes impossible due to peeling and floating between the film layers.
【0023】各空孔の大きさを1ナノメートル〜50マ
イクロメートルとしたものによれば、多数の空孔による
縦弾性係数の減少は確実に保たれるので、冷却に伴う収
縮により剪断応力が過大になることは確実に防止され
る。According to the structure in which the size of each hole is 1 nm to 50 μm, the decrease in the longitudinal elastic modulus due to the large number of holes is reliably maintained. Excessiveness is reliably prevented.
【図1】 本発明による3次元造形方法の一実施形態に
よる中間積層体の成形サイクルの説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a molding cycle of an intermediate laminate according to an embodiment of a three-dimensional molding method according to the present invention.
【図2】 図1に示す中間積層体の切断手段による切断
線を示す図である。FIG. 2 is a view showing a cutting line of the intermediate laminate shown in FIG. 1 by cutting means.
【図3】 図1に示す一実施形態に使用する装置の概略
的構造を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a schematic structure of an apparatus used in the embodiment shown in FIG. 1;
【図4】 昇降テーブルを下降させた状態における第1
の実施形態の全体正面図である。FIG. 4 shows a first state in which the lifting table is lowered.
It is the whole front view of an embodiment.
【図5】 積層中の中間積層体の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an intermediate laminate during lamination.
11…造形テーブル、P…素材シート、W…中間積層
体。11: modeling table, P: material sheet, W: intermediate laminate.
Claims (3)
じる接着剤を裏面に塗布した素材シートをそれまでに積
層された造形テーブル上の中間積層体の上面に送り込む
素材シート供給工程と、前記素材シートを加熱し前記中
間積層体の上面に押圧して接着する加熱押圧工程と、前
記素材シートを所定の形状に切断する切断工程により3
次元立体形状を積層造形する3次元造形方法において、
前記素材シートは多数の空孔を形成させたポリマーフィ
ルムよりなることを特徴とする3次元造形方法。1. A material sheet supply step of feeding a material sheet having a back surface coated with an adhesive which generates an adhesive force by being melted by heating, to an upper surface of an intermediate laminate on a modeling table which has been laminated so far; A heating and pressing step of heating the material sheet and pressing and bonding to the upper surface of the intermediate laminate, and a cutting step of cutting the material sheet into a predetermined shape.
In a three-dimensional modeling method for layering a three-dimensional shape,
The method according to claim 3, wherein the material sheet is formed of a polymer film having a large number of holes.
50マイクロメートルである請求項1に記載の3次元造
形方法。2. The size of each of the holes is 1 nanometer or more.
The three-dimensional printing method according to claim 1, wherein the thickness is 50 micrometers.
レンテレフタレートである請求項1または請求項2に記
載の3次元造形方法。3. The method according to claim 1, wherein the material of the polymer film is polyethylene terephthalate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10035133A JPH11227053A (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Three-dimensionally shaping method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10035133A JPH11227053A (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Three-dimensionally shaping method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11227053A true JPH11227053A (en) | 1999-08-24 |
Family
ID=12433436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10035133A Pending JPH11227053A (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Three-dimensionally shaping method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11227053A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004001500A (en) * | 2002-04-26 | 2004-01-08 | Ts Corporation | Sheet additive manufacturing apparatus and additive manufacturing method |
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CN107650374A (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | Ist 韩国株式会社 | Technique for vacuum coating three dimensional printing system and method |
-
1998
- 1998-02-17 JP JP10035133A patent/JPH11227053A/en active Pending
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