| 研究概要 |
CAD/CAMの導入で,コンピュ-タが成形工程で大きな位置を占めるようになり,成形技術が向上してきている.また,社会的にも多様な製品が求められており,多品種少量生産に効果を発揮する効率のよい製品成形法の開発が期待される.そこで,これら要求に適した三次元モデルの成形法として本成形法の研究を行なった.
試作した成形装置は,任意の断面形状を入力するためのディジタイザ,シリコ-ン吐出用のディスペンサ,ノズル位置制御用のロボットア-ム,吐出ノズル方向制御用の2軸回転機構を持つ成形台,紫外線硬化材料のための紫外線照射装置,そして,これら各要素の制御と各種処理を行うパ-ソナルコンピュ-タからなる.また,成形材料としては,ノズル吐出のための流動性と,吐出後形状を維持するための粘度とを兼ね備えたものとして,常温硬化型シリコ-ンと紫外線硬化型シリコ-ンを用いた.
与えられた三次元形状を層状の水平断面に分割したデ-タをもとに,各層をディスペンサによってシリコ-ンを吐出成形し,これを積層して任意形状を成形した.ここで,各層の吐出点での吐出方向は一段下の層との接触面積が最大となる方向とし,さらに重力による成形材料の崩れとたわみを防ぐため,その方向を成形台を用い鉛直上向きにした.
層と層との接触面積が最大となるように吐出方向を設定することで,表面形状を連続で滑らかに成形できることが確認された.また成形材料の崩れもまったく見られなかった.そして従来成形不可能であった積層角度の小さい成形ができることも確認され,球の一体成形も可能となった.成形台の構造により,円錐のように任意の水平断面が極座標上で,角度に対して一対一対応であるような成形品に対しては,成形時間が短縮された.また,人工臓器モデルとして生体弁を成形し,弁機能を果たすことを確認した.
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