積層造形法に基づく迅速試作システムの精度管理に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750101
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 楢原 弘之 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (80208082)
• Keywords: 光造形法 / rapid prototyping / 積層造形法 / 感光性樹脂

Research Abstract

本研究は、従来の迅速試作システムでは未対応の精度管理をシステム内で対応可能にすることで、設計時の公差を保証しながら部品製造を可能とする新しい積層造形システムの実現を目的としている。この課題を実現するためには、公差管理に対応可能なハードウェアおよびソフトウェアモジュールを開発する必要がある。本研究では光造形法に適用してその有効性を実証する。本年度は以下の内容を行った。
1.公差管理を可能とする内部データ構造の決定:積層準備のために断面計算で離散化した後も、層間の情報を欠落させることなく公差情報および層間情報を保持し関連づけることを可能とし、定義形状からの実加工誤差等を見積もることのできるデータ構造を決定した。
2.高速・高精度化を目的とした光造形モジュールの開発:造形中の断面輪郭へ傾斜液面を発生させてこれを硬化させることで、段差を解消する光造形プロセスにより高速化と高精度化を可能とする基本技術に対して、任意の形状でこれを可能とするための基本的な照射アルゴリズムを開発した。また液面へ格子縞を投影し、その正反射像を画像処理して液面の平滑化状態を認識して平滑化機構を作動させる基本制御モジュールを試作した。さらに、時間遅れのある造形要求に対してコンカレントな造形を可能とし、高速化を実現する積層造形モジュールを開発した。
3.硬化条件の自動較正モジュールの開発:レーザ光の照射により硬化する感光性樹脂の硬化単位形状は、成形物の精度に影響を与えるため常に正確に把握されていなければならない。レーザ光照射条件の違いによる硬化物への変動を測定して自動較正が可能となる測定用アタッチメントの基本構造を決定した。

Research Products

• [Publications] H.NARAHARA,et al: "Condition of New Stereolithography Process for Stair-stepless Fabrication"Proc.of 1999 International Conference on Advanced Manufacturing Technology. 92-24 (1999)
• [Publications] H.NARAHARA,et al: "Development of Concurrent Layered Manufacturing System"Proc.of the Second International Workshop on Intelligent Manufacturing systems 1999. 329-338 (1999)