デジタルマイクロミラーデバイスを用いた2次元露光光造形法に関する研究

数字微镜器件二维曝光光刻技术研究

• 批准号: 12875030
• 负责人: 紙谷 卓之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12875030/
• 关键词: 光造形法; 積層造形法; ラピッドプロトタイピング; デジタルマイクロミラー; DMD; 2次元露光; フォトポリマー; 光硬化性樹脂

光造形法とは,光硬化性樹脂液表面をレーザーで走査し,硬化した層を液中に沈め,再度レーザーで走査する手順を繰り返して3次元模型を作製する手法であるが,レーザーで走査し終わるまでその層を液中に沈めることができないので,1層当りの露光時間が長いという問題がある.また,模型壁面に積層に起因する段差が生じるという問題がある.本研究は,単位深さ当りの露光時間の短縮,層間段差の排除を目的とするもので,ここではデジタルマイクロミラーデバイスを用いて2次元露光する手法の開発を行った.具体的にはデジタルマイクロミラーデバイスを構成する個々の微細ミラーの反射角を外部映像信号により変化させ,光源からの光を選択的に反射させて模型の断面画像を樹脂液面に投影し,断面画像の切替と硬化物を載せたテーブルの降下とを連携させて行うことにより任意形状の3次元模型を作製する.昨年度までに,メタルハライドランプを光源とした投影光学系とミラーの駆動制御回路を作製した.今年度は,まず初めにVisual C++の描画関数を用いて,3次元模型の断面画像を想定した2次元図形をパソコン画面のピクチャー領域に描画させ,この図形の位置,大きさ,形状を深さ(高さ)方向の座標値により変化させるプログラムを作成した.次に,Z軸移動ステージをRS232Cケーブルでパソコンと接続し,Visual C++を用いてステージの位置(高さ)を変化させるプログラムを作成した.これら2つのプログラムを結合させることにより,Z軸ステージの移動と連動して描画図形を変化させることができるようになった.そこで実際に,ステージに取り付けた水平テーブルを光硬化性樹脂槽内に設置し,ピクチャー領域を樹脂液面に投影することにより,3次元模型が作製できることを確認した.また,テーブルを連続降下させることにより,段差の発生しない模型が作製できることを確認した.

Light plastic method と は, light sclerosing resin liquid surface を レ ー ザ ー で walkthrough し, hardening し を た layer fluid in に shen め, again レ ー ザ ー で walkthrough す る hand shun を Qiao り return し て を three dimensional model for system す る gimmick で あ る が, レ ー ザ ー で walkthrough し eventually わ る ま で そ を の layer fluid in に shen め る こ と が で き な い の で, 1 layer when り の long exposure time が い と い う problem が あ る. ま た, model wall に horizon に cause す る period of poor が raw じ る と い う problem が あ る. This study は 単 depth さ when り の exposure time の shortening, interlayer period の to exclude を purpose と す る も の で, こ こ で は デ ジ タ ル マ イ ク ロ ミ ラ ー デ バ イ ス を with い て 2 yuan Lou light す る gimmick の open 発 を line っ た. Specific に は デ ジ タ ル マ イ ク ロ ミ ラ ー デ バ イ ス を constitute す る a 々 の imperceptible ミ ラ ー の Angle を external image signal に よ り variations change さ せ, light か ら の light を sentaku に reflection さ せ て model の section portrait を resin liquid level に projection し, cross section picture の cut for と hardening material を load せ た テ ー ブ ル の lowered と を さ link-up せ て line う こ と に よ Youdaoplaceholder1 Arbitrary shape <s:1> 3d model を fabrication する. Yesterday's annual ま で に, メ タ ル ハ ラ イ ド ラ ン プ を light と し た projection optics と ミ ラ ー の 駆 し the dynamic system of imperial loop を cropping た. At the beginning of this year は, ま ず め に Visual c + + number of masato を の painted with い て, 3 dimensional model の section portrait を scenarios し た 2 dimensional 図 form を パ ソ コ ン picture の ピ ク チ ャ ー field に painted さ せ, こ の 図 の position, big き さ, shape を deep さ の (high さ) direction coordinates numerical に よ り variations change さ せ る プ ロ グ ラ ム を made し た. Then に, move the z-axis ステ ジを ジをRS232Cケ ブ ブ でパソコ でパソコ でパソコ と と と to 続 に Visual C + + を with い て ス テ ー ジ の position (high さ) を variations change さ せ る プ ロ グ ラ ム を made し た. こ れ ら 2 つ の プ ロ グ ラ ム を combining さ せ る こ と に よ り, Z axis ス テ ー ジ の mobile と correlation し て painted 図 form を variations change さ せ る こ と が で き る よ う に な っ た. そ こ で be interstate に, ス テ ー ジ に take り pay け た level テ ー ブ ル を light Sclerosing resin groove set し に, ピ ク チ ャ ー field を resin liquid level に projection す る こ と に よ り, 3 dimensional model が cropping で き る こ と を confirm し た. ま た, テ ー ブ ル を even 続 lowered さ せ る こ と に よ り, period of poor の 発 raw し な が い model for system で き る こ と を confirm し た.

项目成果

丸谷洋二: "持続する光造形法の改良研究"オプトロニクス. 9月号. 180-185 (2000)

Yoji Marutani：“改善可持续立体光刻技术的研究”Optronics 9 月号（2000 年）。

紙谷 卓之: "液中の気泡を用いた積層段差のない光造形法"型技術. 17巻・8号. 28-29 (2002)

Takuy​​uki Kamiya：“使用液体中的气泡进行无分层步骤的立体光刻”模具技术，第 17 卷，第 8 期 28-29（2002 年）。

丸谷 洋二: "光造形とモノ作り革新"光学. 30巻・4号. 221 (2001)

Yoji Marutani：《立体光刻和制造创新》《光学》第 30 卷，第 4. 221 期（2001 年）。

丸谷 洋二: "生産技術として認知されたラピッドプロトタイピング"成形加工. 13巻・12号. 761 (2001)

Yoji Marutani：“快速原型制作被认可为一种生产技术”成型加工第 13 卷，第 12 期（2001 年）。

丸谷 洋二: "積層造形技術資料集"オプトロニクス社. 181 (2002)

丸谷洋二：《增材制造技术资料集》光电株式会社181（2002）