光造形法による立体模型の表面粗さ改善に関する研究

立体光刻改善三维模型表面粗糙度的研究

• 批准号: 07555354
• 负责人: 楢原 弘之
• 金额: --
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07555354/
• 关键词: ラピッドプロトタイピング; 光造形法; 表面粗さ; 感光性樹脂

光造形法は,従来多数の工程を要した複雑な形状でも簡単な造形プロセスにより成形できる新しい加工方法である.積層による成形は,滑らかな曲面の模型も表面に段差が生じ,表面粗さを低下させる原因であり,光造形法の利用上の一つの障害となっている.申請者は,引き上げ照射法を提案し,斜面の平均粗さが改善されることを確認した.本研究は,従来段差の生じていた光造形模型を,段差のない滑らかな立体模型として造形する基礎理論を構築し,新しい光造形プロセスを開発することを目的としている.引き上げ照射時の樹脂界面の物理特性を明らかにし,界面制御をうまく行なうことにより,すべての傾斜角で表面粗さが向上し,2次加工の必要ない立体模型が実現できることが期待される.本年度は、光造形法に用いる感光性樹脂の界面現象を調べ、界面現象のモデル化を行ない、熱による界面制御の可能性について検討した.(1)界面における物理諸特定の測定:光造形法に用いられる感光性樹脂に対して、表面張力計と粘度計を用いて、樹脂温度の違いによる表面張力および粘度の特性変化の測定を行った。感光性樹脂の通常の使用温度範囲と考えられる常温から70度までの温度に対して測定を行い、温度上昇に対して表面張力と粘度の低下が観察された。表面張力は温度上昇に対して一次関数的な減少を示し、粘度は逆比例的な関係を示した。(2)立体造形性の検討:界面における雰囲気を変えて造形した場合の,樹脂の流動性の程度を調べるために、ハニカム形状のセル構造体模型を用いて樹脂の流出量を測定した。その結果、温度上昇に対して指数関数的な流出量の増加が観察された。(3)界面現象のモデル化:感光性樹脂がニュートン流体の挙動を示すと仮定して、温度雰囲気の違いにより表面張力、粘度が影響を与える粘性流体の過渡特性,定常特性の界面現象のモデル化の関係式を導出した。

Light shaping method is a new method of processing, which is very important in many engineering fields. The reason why the surface of the model is uneven and the surface roughness is low is that there is a barrier to the utilization of optical modeling method. The applicant shall submit a proposal for the irradiation method, and the average roughness of the slope shall be improved. This paper aims to construct the basic theory of optical modeling and develop a new optical modeling model. The physical characteristics of resin interface during irradiation are clearly defined, and the interface control is carried out. The inclination angle of the resin surface is thick and upward. The three-dimensional model necessary for secondary processing is realized. This year, the interface phenomenon of photosensitive resin in the use of light molding method, the interface phenomenon of the interface, the possibility of thermal control of the interface, the investigation of the interface. (1)Determination of physical properties of the interface: determination of the properties of photosensitive resin by optical microscopy, surface tension meter and viscometer, determination of resin temperature and viscosity. The normal temperature range of photosensitive resin is from normal temperature to 70 degrees Celsius, and the temperature range is from normal temperature to temperature range. Surface tension decreases in relation to temperature, viscosity decreases in proportion. (2)3-D modeling: In the case of interface modification, the resin fluidity was adjusted and the resin outflow was measured using a three-dimensional structure model. As a result, an increase in the outflow of the index related to temperature rise was observed. (3)Interface phenomenon evolution: photosensitive resin for fluid dynamics, temperature variation, surface tension, viscosity, and transition characteristics of viscous fluids, steady state characteristics of interface phenomenon evolution equations are derived.

项目成果

楢原弘之、五十嵐悟、斎藤勝政: "光造形法における高速高精度加工に関する研究" 型技術. 10-7. 16-17 (1995)

Hiroyuki Narahara、Satoru Igarashi、Katsumasa Saito：“利用立体光刻技术进行高速、高精度加工的研究”10-7 (1995)。

H. NARAHARA: "A New Method for Improved Performance and Surface Roughness in Stereolithography" Proc. of The 2nd Korea-Japan Dieand Mold Workshop, Pusan. 97-102 (1995)

H. NARAHARA：“提高立体光刻性能和表面粗糙度的新方法”Proc。

楢原弘之、五十嵐悟、斎藤勝政: "光造形法による複合立体模型の面精度向上に関する研究" 精密工学会誌. 61-2. 233-238 (1995)

Hiroyuki Narahara、Satoru Igarashi、Katsumasa Saito：“使用立体光刻技术提高复合 3D 模型的表面精度的研究”日本精密工程学会杂志 61-238 (1995)。