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

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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.