立體打印裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種立體打印裝置包括基座及打印頭模塊?；ㄑ刂蛴÷窂揭佬蛟O(shè)置的第一供料臺(tái)、建構(gòu)平臺(tái)及第二供料臺(tái)。第一及第二供料臺(tái)分別承載建構(gòu)粉末，第一及第二供料臺(tái)交替地抬升至基座的打印基準(zhǔn)面以進(jìn)行供料。打印頭模塊可移動(dòng)地設(shè)置于基座上方并經(jīng)配置以沿著打印路徑的前進(jìn)方向移動(dòng)，而將第一供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上，并沿著打印路徑的返回方向移動(dòng)而將第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上，以依序形成彼此堆疊的粉末粘合層而成形立體物件。
【專利說明】
立體打印裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種打印裝置，且特別是有關(guān)于一種立體打印裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電腦輔助制造(Computer-Aided Manufacturing, CAM)的進(jìn)步，制造業(yè)發(fā)展了快速成型技術(shù)(Rapid Prototyping, RP)，能很迅速的將設(shè)計(jì)原始構(gòu)想制造出來。立體打印即屬于快速成形技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字立體模型為基礎(chǔ)，通過將建造材料逐層堆疊累積的方式來構(gòu)造立體物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。特別是一些高價(jià)值應(yīng)用(比如髖關(guān)節(jié)或牙齒，或一些飛機(jī)零部件)已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件，意味著“立體打印”這項(xiàng)技術(shù)的普及。
[0003]以通過粉末狀建構(gòu)材料而形成立體結(jié)構(gòu)的技術(shù)為例，此種立體打印技術(shù)是將大約100微米厚的粉末層(例如:粉末狀陶瓷、粉未狀金屬、或粉末狀塑膠)散布在操作表面上，然后藉由使用特別設(shè)計(jì)的打印頭，將粘結(jié)材料噴涂至粉末上，以將特定區(qū)域的粉末粘結(jié)成層，再重復(fù)執(zhí)行上述步驟以依序形成各層粉末層，且各層粉末層彼此堆疊而形成立體物件。
[0004]上述的技術(shù)原本應(yīng)是有助于快速地制作原型的三維元件，然而，目前將粉末涂布至操作表面上的方法多是利用滾輪由打印機(jī)臺(tái)的一端滾至另一端，以將位在滾輪的滾動(dòng)路徑上的供料平臺(tái)的粉末平鋪至操作表面上，在打印頭將粘結(jié)材料噴涂至操作表面上之后，滾輪須再滾動(dòng)回至初始位置，以進(jìn)行下一層的打印。因此，此技術(shù)的立體打印效率依舊十分緩慢，無法符合快速且高生產(chǎn)率的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供一種立體打印裝置，其可進(jìn)行雙向打印，提高立體打印的效率。
[0006]本發(fā)明的立體打印裝置適于依據(jù)數(shù)字立體模型打印出立體物件。立體打印裝置包括基座以及打印頭模塊?；ㄑ刂蛴÷窂皆O(shè)置的建構(gòu)平臺(tái)、第一供料臺(tái)以及第二供料臺(tái)。建構(gòu)平臺(tái)設(shè)置于第一供料臺(tái)以及第二供料臺(tái)之間。第一供料臺(tái)以及第二供料臺(tái)分別承載多個(gè)建構(gòu)粉末。第一供料臺(tái)以及第二供料臺(tái)交替地抬升至基座的打印基準(zhǔn)面，以對(duì)建構(gòu)平臺(tái)進(jìn)行供料。打印頭模塊設(shè)置于基座上方并經(jīng)配置以沿著打印路徑的前進(jìn)方向移動(dòng)，而將第一供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上，并沿著打印路徑的返回方向移動(dòng)而將第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上，以依序形成彼此堆疊的粉末粘合層而成形立體物件。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的基座包括相對(duì)的第一端以及第二端，第一供料臺(tái)設(shè)置于第一端，第二供料臺(tái)設(shè)置于第二端。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的基座還包括第一回收槽以及第二回收槽，以回收多余的建構(gòu)粉末，其中第一供料臺(tái)位于建構(gòu)平臺(tái)與第一回收槽之間，第二供料臺(tái)位于建構(gòu)平臺(tái)與第二回收槽之間。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的打印頭模塊包括打印頭、第一鋪料滾輪以及第二鋪料滾輪。打印頭經(jīng)配置以依據(jù)數(shù)字立體模型將粘結(jié)材料逐層涂布于建構(gòu)平臺(tái)上，以逐層粘合被轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上的建構(gòu)粉末而形成彼此堆疊的粉末粘合層。第一鋪料滾輪可升降地設(shè)置于打印頭面向第二端的一側(cè)。當(dāng)?shù)谝还┝吓_(tái)抬升至打印基準(zhǔn)面，第一鋪料滾輪下降至打印基準(zhǔn)面，并沿著前進(jìn)方向滾動(dòng)而將第一供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上。第二鋪料滾輪可升降地設(shè)置于打印頭面向第一端的一側(cè)。當(dāng)?shù)诙┝吓_(tái)抬升至打印基準(zhǔn)面，第二鋪料滾輪下降至打印基準(zhǔn)面并沿著返回方向滾動(dòng)而將第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的打印頭模塊還包括傳動(dòng)帶以及驅(qū)動(dòng)滾輪。傳動(dòng)帶分別環(huán)繞第一鋪料滾輪與第二鋪料滾輪。驅(qū)動(dòng)滾輪經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)帶沿第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)第一鋪料滾輪下降至打印基準(zhǔn)面并抬升第二鋪料滾輪，并經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)帶沿第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)第二鋪料滾輪下降至打印基準(zhǔn)面并抬升第一鋪料滾輪。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的打印頭模塊還包括多個(gè)傳動(dòng)滾輪，其分別設(shè)置于驅(qū)動(dòng)滾輪與第一鋪料滾輪以及驅(qū)動(dòng)滾輪與第二鋪料滾輪之間，以經(jīng)由驅(qū)動(dòng)滾輪的驅(qū)動(dòng)而分別帶動(dòng)第一鋪料滾輪以及第二鋪料滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的打印頭模塊還包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，耦接驅(qū)動(dòng)滾輪，以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾輪旋轉(zhuǎn)。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的打印頭模塊還包括兩個(gè)連桿，其分別設(shè)置于第一鋪料滾輪以及第二鋪料滾輪的相對(duì)兩端。各連桿包括多個(gè)導(dǎo)引槽。第一鋪料滾輪以及第二鋪料滾輪分別設(shè)置于導(dǎo)引槽內(nèi)，以經(jīng)由導(dǎo)引槽的導(dǎo)引而抬升或下降。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的導(dǎo)引槽包括第一導(dǎo)引槽以及第二導(dǎo)引槽。第一導(dǎo)引槽包括相對(duì)靠近連桿的端部的第一抬升端以及相對(duì)遠(yuǎn)離連桿的端部的第一導(dǎo)引端。第一導(dǎo)引槽由第一導(dǎo)引端往遠(yuǎn)離打印基準(zhǔn)面的方向延伸至第一抬升端。第一鋪料滾輪的相對(duì)兩端分別位于兩第一導(dǎo)引槽內(nèi)，以經(jīng)由第一導(dǎo)引槽的導(dǎo)引而抬升至第一抬升端或下降至第一導(dǎo)引端。第二導(dǎo)引槽包括相對(duì)靠近連桿的另一端部的第二抬升端以及相對(duì)遠(yuǎn)離連桿的另一端部的第二導(dǎo)引端。第二導(dǎo)引槽由第二導(dǎo)引端往遠(yuǎn)離打印基準(zhǔn)面的方向延伸至第二抬升端。第二鋪料滾輪的相對(duì)兩端分別位于兩第二導(dǎo)引槽內(nèi)，以經(jīng)由第二導(dǎo)引槽的導(dǎo)引而抬升至第二抬升端或下降至第二導(dǎo)引端。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的基座還包括第一擋墻以及第二擋墻。第一擋墻設(shè)置于第二端。當(dāng)打印頭模塊沿著打印路徑前進(jìn)至觸及第一擋墻，第一鋪料滾輪順勢(shì)由第一導(dǎo)引端抬升至第一抬升端，第二鋪料滾輪順勢(shì)由第二抬升端下滑至第二導(dǎo)引端。第二擋墻設(shè)置于第一端。當(dāng)打印頭模塊沿著打印路徑返回至觸及第二擋墻，第一鋪料滾輪順勢(shì)由第一抬升端下滑至第一導(dǎo)引端，第二鋪料滾輪順勢(shì)由第一導(dǎo)引端抬升至第二抬升端。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的打印頭模塊包括鋪料滾輪、第一打印頭以及第二打印頭。鋪料滾輪經(jīng)配置以將第一供料臺(tái)或第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上。第一打印頭設(shè)置于鋪料滾輪面向第一端的一側(cè)。當(dāng)?shù)谝还┝吓_(tái)抬升至打印基準(zhǔn)面，鋪料滾輪沿著前進(jìn)方向滾動(dòng)而將第一供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上，并使第一打印頭將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)上。第二打印頭設(shè)置于鋪料滾輪面向第二端的一側(cè)。當(dāng)?shù)诙┝吓_(tái)抬升至打印基準(zhǔn)面，鋪料滾輪沿著返回方向滾動(dòng)而將第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)上，并使第二打印頭將粘結(jié)材料逐層涂布于建構(gòu)平臺(tái)上。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的建構(gòu)平臺(tái)經(jīng)配置以逐層往遠(yuǎn)離打印基準(zhǔn)面的方向移動(dòng)，以使最上層的建構(gòu)粉末層的上表面與打印基準(zhǔn)平面共平面。
[0018]基于上述，本發(fā)明的立體打印裝置的基座具有分別設(shè)置于建構(gòu)平臺(tái)的相對(duì)兩側(cè)的第一供料平臺(tái)以及第二供料平臺(tái)，其第一供料平臺(tái)以及第二供料平臺(tái)交替地抬升至打印基準(zhǔn)面，以交替地對(duì)建構(gòu)平臺(tái)進(jìn)行供料。此外，本發(fā)明更通過兩個(gè)鋪料滾輪搭配一個(gè)打印頭或是一個(gè)鋪料滾輪搭配兩個(gè)打印頭的打印頭模塊來進(jìn)行打印。
[0019]如此配置，打印頭模塊在沿著打印路徑的前進(jìn)方向移動(dòng)時(shí)，可通過打印頭模塊的鋪料滾輪將第一供料平臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移于建構(gòu)平臺(tái)上，打印頭再將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)上，以將建構(gòu)平臺(tái)上的建構(gòu)粉末粘結(jié)成建構(gòu)粉末層。而打印頭模塊再沿著打印路徑的返回方向移動(dòng)，則可通過打印頭模塊的鋪料滾輪將第二供料平臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移于建構(gòu)平臺(tái)上，并通過打印頭將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)上，以于上述的建構(gòu)粉末層上形成另一建構(gòu)粉末層。也就是說，本發(fā)明的立體打印裝置可在沿著打印路徑的前進(jìn)方向以及返回方向移動(dòng)時(shí)皆進(jìn)行打印，因此，本發(fā)明的立體打印裝置可實(shí)現(xiàn)雙向打印的功效，并大幅增進(jìn)立體打印的效率。
[0020]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體打印裝置的操作環(huán)境示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體打印裝置的示意圖；
[0023]圖3是圖2的立體打印裝置的剖面示意圖；
[0024]圖4是圖2的立體打印裝置的局部放大示意圖；
[0025]圖5是圖2的立體打印裝置的另一局部放大示意圖；
[0026]圖6是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體打印裝置的剖面不意圖；
[0027]圖7是圖6的立體打印裝置的局部放大示意圖；
[0028]圖8是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體打印裝置的剖面示意圖；
[0029]圖9是圖8的立體打印裝置的前進(jìn)打印示意圖；
[0030]圖10是圖8的立體打印裝置的返回打印示意圖。
[0031]附圖標(biāo)記說明:
[0032]10:電腦主機(jī)；
[0033]100、200、300:立體打印裝置；
[0034]110、210、310:基座；
[0035]112、212、312:建構(gòu)平臺(tái)；
[0036]114、214、314:第一供料臺(tái)；
[0037]116、216、316:第二供料臺(tái)；
[0038]118、318:第一回收槽；
[0039]119、319:第二回收槽；
[0040]120、220、320:打印頭模塊；
[0041]122、322:鋪料滾輪；
[0042]122a、222a:第一鋪料滾輪；
[0043]122b、222b:第二鋪料滾輪；
[0044]124、224:打印頭；
[0045]126:傳動(dòng)帶；
[0046]127:驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；
[0047]128:驅(qū)動(dòng)滾輪；
[0048]129:傳動(dòng)滾輪；
[0049]226:連桿；
[0050]226a:導(dǎo)引槽、第一導(dǎo)引槽；
[0051]226b:導(dǎo)引槽、第二導(dǎo)引槽；
[0052]228:第一擋墻；
[0053]229:第二擋墻；
[0054]324:第一打印頭；
[0055]326:第二打印頭；
[0056]Dl:前進(jìn)方向；
[0057]D2:返回方向；
[0058]El:第一端；
[0059]E2:第二端；
[0060]gl:第一抬升端；
[0061]g2:第一導(dǎo)引端；
[0062]g3:第二抬升端；
[0063]g4:第二導(dǎo)引端；
[0064]Ml、M2:建構(gòu)粉末；
[0065]Pl:打印路徑；
[0066]PL:打印基準(zhǔn)面；
[0067]Rl:第一方向；
[0068]R2:第二方向。
【具體實(shí)施方式】
[0069]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖的各實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如:“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附加附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而并非用來限制本發(fā)明。并且，在下列各實(shí)施例中，相同或相似的元件將采用相同或相似的標(biāo)號(hào)。
[0070]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體打印裝置的示意圖。在本實(shí)施例中，立體打印裝置100適于依據(jù)數(shù)字立體模型打印出立體物件。在本實(shí)施例中，立體打印裝置100適于依據(jù)數(shù)字立體模型資訊打印出立體物件，詳細(xì)來說，數(shù)字立體模型可為數(shù)字立體圖像文件，其例如由電腦主機(jī)10通過電腦輔助設(shè)計(jì)(computer-aided design, CAD)或動(dòng)畫建模軟件等建構(gòu)而成。立體打印裝置100可用以讀取與處理此數(shù)字立體模型，并依據(jù)此數(shù)字立體模型打印出立體物件。
[0071]圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體打印裝置的示意圖。圖3是圖2的立體打印裝置的剖面示意圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2以及圖3，立體打印裝置100包括基座110以及打印頭模塊120。基座110包括沿著打印路徑Pl設(shè)置的建構(gòu)平臺(tái)112、第一供料臺(tái)114以及第二供料臺(tái)116。建構(gòu)平臺(tái)112設(shè)置于第一供料臺(tái)114以及第二供料臺(tái)116之間。詳細(xì)來說，基座110可具有相對(duì)的第一端El以及第二端E2，而第一供料臺(tái)114可例如設(shè)置于第一端E1，第二供料臺(tái)116則設(shè)置于第二端E2。第一供料臺(tái)114以及第二供料臺(tái)116如圖3所示分別承載多個(gè)建構(gòu)粉末Ml、M2，且第一供料臺(tái)114以及第二供料臺(tái)116交替地抬升至基座110的打印基準(zhǔn)面PL，以交替地對(duì)建構(gòu)平臺(tái)112進(jìn)行供料。
[0072]在本實(shí)施例中，打印頭模塊120設(shè)置于基座110上方，并經(jīng)配置以沿著打印路徑Pl來回移動(dòng)。打印頭模塊120經(jīng)配置以沿著打印路徑Pl的前進(jìn)方向Dl移動(dòng)，而將第一供料臺(tái)114的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)112上，并且，打印頭模塊120經(jīng)配置以沿著打印路徑Pl的返回方向D2移動(dòng)而將第二供料臺(tái)116的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)112上，以依序形成彼此堆疊的粉末粘合層而成形立體物件。在本實(shí)施例中，打印頭模塊120可包括至少一鋪料滾輪122及至少一打印頭124。詳細(xì)來說，立體打印裝置100可依據(jù)數(shù)字立體模型控制打印頭124做平行于打印基準(zhǔn)面PL的X方向或Y方向的移動(dòng)。鋪料滾輪122經(jīng)配置以沿著打印路徑Pl前進(jìn)滾動(dòng)，以使打印頭模塊120沿著如圖3所示的前進(jìn)方向Dl移動(dòng)，而將第一供料臺(tái)114以及第二供料臺(tái)116的其中之一的建構(gòu)粉末M1/M2轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)112上，并沿著打印路徑Pl返回滾動(dòng)，以使打印頭模塊120沿著如圖3所示的返回方向Dl移動(dòng)，而將第一供料臺(tái)114以及第二供料臺(tái)116的其中的另一的建構(gòu)粉末M2/M1轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)112上。打印頭124經(jīng)配置以依據(jù)數(shù)字立體模型將粘結(jié)材料逐層涂布于建構(gòu)平臺(tái)112上，以逐層將建構(gòu)平臺(tái)112上的建構(gòu)粉末M1、M2粘結(jié)成多個(gè)建構(gòu)粉末層。建構(gòu)粉末層彼此堆疊而形成立體物件。此外，基座110更可包括第一回收槽118以及第二回收槽119，以回收每次打印動(dòng)作完成后所剩余的建構(gòu)粉末M1、M2，其中，第一供料臺(tái)114位于建構(gòu)平臺(tái)112與第一回收槽118之間，而第二供料臺(tái)116則位于建構(gòu)平臺(tái)112與第二回收槽119之間。
[0073]具體而言，本實(shí)施例的打印頭模塊120包括打印頭124、第一鋪料滾輪122a以及第二鋪料滾輪122b。打印頭124經(jīng)配置以依據(jù)上述的數(shù)字立體模型將粘結(jié)材料逐層涂布于建構(gòu)平臺(tái)112上，以逐層粘合被轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)112上的建構(gòu)粉末Ml、M2而形成彼此堆疊的粉末粘合層。詳細(xì)來說，第一鋪料滾輪122a如圖3所示可升降地設(shè)置于打印頭124面向第二端E2的一側(cè)，而第二鋪料滾輪122b則可升降地設(shè)置于打印頭124面向第一端El的一偵U。如此配置，在打印開始時(shí)，打印頭模塊120例如位在基座110的第一端E1，而第一供料臺(tái)114會(huì)先抬升至打印基準(zhǔn)面PL，此時(shí)，第一鋪料滾輪122a下降至打印基準(zhǔn)面PL，并沿著打印路徑Pl的前進(jìn)方向Dl滾動(dòng)，以將第一供料臺(tái)114的建構(gòu)粉末Ml通過其滾動(dòng)而均勻轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)112上。之后，打印頭124再依據(jù)數(shù)字立體模型在移動(dòng)中將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)112上，以將建構(gòu)平臺(tái)112上的建構(gòu)粉末Ml粘結(jié)成建構(gòu)粉末層。
[0074]接著，打印頭模塊120繼續(xù)前進(jìn)而移動(dòng)至第二端E2，以將多余的建構(gòu)粉末Ml移至第二回收槽119，此時(shí)，建構(gòu)平臺(tái)112下降而往遠(yuǎn)離打印基準(zhǔn)面PL的方向移動(dòng)，使最上層的建構(gòu)粉末層的上表面與打印基準(zhǔn)平面PL共平面，以于上述建構(gòu)粉末層的上表面上繼續(xù)進(jìn)行打印。于此同時(shí)，第一供料臺(tái)114下降，而第二供料臺(tái)116則抬升至打印基準(zhǔn)面PL，并且，第一鋪料滾輪122a往上抬升，而第二鋪料滾輪122b則下降至打印基準(zhǔn)面PL，并沿著打印路徑Pl的返回方向D2滾動(dòng)，以將第二供料臺(tái)116的建構(gòu)粉末M2通過其滾動(dòng)而均勻轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)112上。之后，打印頭124再依據(jù)數(shù)字立體模型在移動(dòng)中將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)112上，以將建構(gòu)平臺(tái)112上的建構(gòu)粉末M2粘結(jié)成建構(gòu)粉末層。如此重復(fù)上述步驟，即可于建構(gòu)平臺(tái)112上形成多個(gè)建構(gòu)粉末層，且上述的建構(gòu)粉末層彼此堆疊而形成關(guān)聯(lián)于數(shù)字立體模型的立體物件。如此，立體打印裝置100即可在沿著打印路徑Pl的前進(jìn)方向Dl以及返回方向D2移動(dòng)時(shí)皆進(jìn)行打印，大幅增進(jìn)立體打印的效率。
[0075]圖4是圖2的立體打印裝置的局部放大示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4，詳細(xì)而言，打印頭模塊120更可如圖4所示包括傳動(dòng)帶126、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)127以及驅(qū)動(dòng)滾輪128。傳動(dòng)帶126分別環(huán)繞第一鋪料滾輪122a與第二鋪料滾輪122b。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)127耦接驅(qū)動(dòng)滾輪128，以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾輪128旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)滾輪128則用以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)帶126沿第一方向Rl以及第二方向R2轉(zhuǎn)動(dòng)。如此，當(dāng)打印頭模塊120沿著打印路徑Pl的前進(jìn)方向Dl移動(dòng)以進(jìn)行打印時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾輪128驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)帶126沿第一方向Rl轉(zhuǎn)動(dòng)，因而帶動(dòng)第一鋪料滾輪122a下降至打印基準(zhǔn)面PL并抬升第二鋪料滾輪122b。而當(dāng)打印頭模塊120沿著打印路徑Pl的返回方向D2移動(dòng)以進(jìn)行打印時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾輪128則驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)帶126沿第二方向R2轉(zhuǎn)動(dòng)，因而帶動(dòng)第二鋪料滾輪122b下降至打印基準(zhǔn)面PL并抬升第一鋪料滾輪122a。
[0076]圖5是圖2的立體打印裝置的另一局部放大示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D5，在本實(shí)施例中，打印頭模塊120還包括多個(gè)傳動(dòng)滾輪129，其分別設(shè)置于驅(qū)動(dòng)滾輪128與第一鋪料滾輪122a以及驅(qū)動(dòng)滾輪128與第二鋪料滾輪122b之間，以經(jīng)由驅(qū)動(dòng)滾輪128的驅(qū)動(dòng)而分別帶動(dòng)第一鋪料滾輪122a以及第二鋪料滾輪122b轉(zhuǎn)動(dòng)。也就是說，本實(shí)施例的立體打印裝置100是通過驅(qū)動(dòng)滾輪128與傳動(dòng)帶126的配合而控制第一鋪料滾輪122a與第二鋪料滾輪122b的升降，并通過驅(qū)動(dòng)滾輪128與傳動(dòng)滾輪129的嚙合來控制第一鋪料滾輪122a與第二鋪料滾輪122b的轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)雙向打印的功效。
[0077]圖6是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體打印裝置的剖面示意圖。圖7是圖6的立體打印裝置的局部放大示意圖。在此必須說明的是，本實(shí)施例的立體打印裝置200與前述的立體打印裝置100相似，因此，本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的部分內(nèi)容，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。請(qǐng)參照?qǐng)D6以及圖7，以下將針對(duì)本實(shí)施例的立體打印裝置200與前述的立體打印裝置100的差異做說明。
[0078]在本實(shí)施例中，相似于立體打印裝置100，打印頭模塊220也包括打印頭224、第一鋪料滾輪222a以及第二鋪料滾輪222b。惟本實(shí)施例的打印頭模塊220包括兩個(gè)連桿226，其分別如圖7所示設(shè)置于第一鋪料滾輪222a以及第二鋪料滾輪222b的相對(duì)兩端。各連桿226包括多個(gè)226a、226b。第一鋪料滾輪222a以及第二鋪料滾輪222b分別設(shè)置于導(dǎo)引槽226a、226b內(nèi)，以經(jīng)由導(dǎo)引槽226a、226b的導(dǎo)引而抬升或下降。
[0079]詳細(xì)來說，導(dǎo)引槽包括第一導(dǎo)引槽226a以及第二導(dǎo)引槽226b。第一導(dǎo)引槽226a包括相對(duì)靠近連桿226的端部的第一抬升端gl以及相對(duì)遠(yuǎn)離連桿226的端部的第一導(dǎo)引端g2。第一導(dǎo)引槽226a由第一導(dǎo)引端g2往遠(yuǎn)離打印基準(zhǔn)面PL的方向延伸至第一抬升端gl。第一鋪料滾輪222a的相對(duì)兩端則分別設(shè)置于基座210的相對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)第一導(dǎo)引槽226a內(nèi)，以經(jīng)由第一導(dǎo)引槽226a的導(dǎo)引而抬升至第一抬升端gl或下降至第一導(dǎo)引端g2。相似地，第二導(dǎo)引槽226b包括相對(duì)靠近連桿226的另一端部的第二抬升端g3以及相對(duì)遠(yuǎn)離連桿226的另一端部的第二導(dǎo)引端g4。第二導(dǎo)引槽226b由第二導(dǎo)引端g4往遠(yuǎn)離打印基準(zhǔn)面PL的方向往上延伸至第二抬升端g3。第二鋪料滾輪222b的相對(duì)兩端分別設(shè)置于基座210的相對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)第二導(dǎo)引槽226b內(nèi)，以經(jīng)由第二導(dǎo)引槽226b的導(dǎo)引而抬升至第二抬升端g3或下降至第二導(dǎo)引端g4。
[0080]具體而言，在本實(shí)施例中，基座210更可包括第一擋墻228以及第二擋墻229。第一擋墻228設(shè)置于基座210的第二端E2，而第二擋墻229則設(shè)置于基座210的第一端El。如此配置，當(dāng)打印開始時(shí)，第一鋪料滾輪222a位于打印基準(zhǔn)面PL并沿著打印路徑的前進(jìn)方向Dl滾動(dòng)，以將第一供料臺(tái)214的建構(gòu)粉末均勻轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)212上，再通過打印頭224進(jìn)行打印。之后，打印頭模塊220繼續(xù)沿著前進(jìn)方向Dl移動(dòng)至觸及第一擋墻228，第一鋪料滾輪222a順勢(shì)由第一導(dǎo)引端g2抬升至第一抬升端gl，第二鋪料滾輪222b則順勢(shì)由第二抬升端g3下滑至第二導(dǎo)引端g4而位于打印基準(zhǔn)面PL。
[0081]承上述，打印頭模塊220接續(xù)沿打印路徑的返回方向D2移動(dòng)，以通過位于打印基準(zhǔn)面PL的第二鋪料滾輪222b將第二供料臺(tái)216的建構(gòu)粉末均勻轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)212上，再通過打印頭224進(jìn)行打印，接著，打印頭模塊220繼續(xù)沿著返回方向D2移動(dòng)至觸及第二擋墻229，第二鋪料滾輪222b順勢(shì)由第一導(dǎo)引端g4抬升至第二抬升端g3，第一鋪料滾輪222a則順勢(shì)由第一抬升端gl下滑至第一導(dǎo)引端g2而位于打印基準(zhǔn)面PL，以準(zhǔn)備為下一次打印進(jìn)行鋪料。如此，立體打印裝置200即可在沿著打印路徑Pl的前進(jìn)方向Dl以及返回方向D2移動(dòng)時(shí)皆進(jìn)行打印，大幅增進(jìn)立體打印的效率。
[0082]圖8是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體打印裝置的剖面示意圖。圖9是圖8的立體打印裝置的前進(jìn)打印示意圖。圖10是圖8的立體打印裝置的返回打印示意圖。在此必須說明的是，本實(shí)施例的立體打印裝置300與前述的立體打印裝置100相似，因此，本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的部分內(nèi)容，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。請(qǐng)參照?qǐng)D8至圖10，以下將針對(duì)本實(shí)施例的立體打印裝置300與前述的立體打印裝置100的差異做說明。
[0083]在本實(shí)施例中，立體打印裝置300的打印頭模塊320包括鋪料滾輪322、第一打印頭324以及第二打印頭326。鋪料滾輪322經(jīng)配置以將第一供料臺(tái)314及第二供料臺(tái)316的建構(gòu)粉末M1、M2轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)312上。詳細(xì)來說，第一打印頭324設(shè)置于鋪料滾輪322面向基座310的第一端El的一側(cè)，而第二打印頭設(shè)326則設(shè)置于鋪料滾輪322面向基座310的第二端E2的一側(cè)。如此配置，在打印開始時(shí)，打印頭模塊320例如位在基座310的第一端E1，而第一供料臺(tái)314會(huì)先抬升至打印基準(zhǔn)面PL，鋪料滾輪322則沿著打印路徑的前進(jìn)方向Dl滾動(dòng)而將第一供料臺(tái)314的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)312上，之后，第一打印頭314再依據(jù)數(shù)字立體模型在移動(dòng)中將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)312上，以將建構(gòu)平臺(tái)312上的建構(gòu)粉末粘結(jié)成建構(gòu)粉末層。
[0084]接著，打印頭模塊320繼續(xù)前進(jìn)而移動(dòng)至第二端E2，以將多余的建構(gòu)粉末移至第二回收槽319，此時(shí)，建構(gòu)平臺(tái)312下降而使最上層的建構(gòu)粉末層的上表面與打印基準(zhǔn)平面PL共平面，以于上述建構(gòu)粉末層的上表面上繼續(xù)進(jìn)行打印。于此同時(shí)，第一供料臺(tái)314下降，而第二供料臺(tái)316則抬升至打印基準(zhǔn)面PL，并且，鋪料滾輪322沿著打印路徑的返回方向D2滾動(dòng)而將第二供料臺(tái)316的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至建構(gòu)平臺(tái)312上，之后，第二打印頭326再依據(jù)數(shù)字立體模型在移動(dòng)中將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)312上，以形成新的建構(gòu)粉末層于前述的建構(gòu)粉末層上。如此重復(fù)上述步驟，即可于建構(gòu)平臺(tái)312上形成多個(gè)建構(gòu)粉末層，且上述的建構(gòu)粉末層彼此堆疊而形成關(guān)聯(lián)于數(shù)字立體模型的立體物件。如此，立體打印裝置300即可在沿著打印路徑的前進(jìn)方向Dl以及返回方向D2移動(dòng)時(shí)皆進(jìn)行打印，大幅增進(jìn)立體打印的效率。
[0085]綜上所述，本發(fā)明的立體打印裝置的基座具有分別設(shè)置于建構(gòu)平臺(tái)的相對(duì)兩側(cè)的第一供料平臺(tái)以及第二供料平臺(tái)，其第一供料平臺(tái)以及第二供料平臺(tái)交替地抬升至打印基準(zhǔn)面，以交替地對(duì)建構(gòu)平臺(tái)進(jìn)行供料。此外，本發(fā)明更通過兩個(gè)鋪料滾輪搭配一個(gè)打印頭或是一個(gè)鋪料滾輪搭配兩個(gè)打印頭的打印頭模塊來進(jìn)行打印。
[0086]如此配置，打印頭模塊在沿著打印路徑的前進(jìn)方向移動(dòng)時(shí)，可通過打印頭模塊的鋪料滾輪將第一供料平臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移于建構(gòu)平臺(tái)上，打印頭再將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)上，以將建構(gòu)平臺(tái)上的建構(gòu)粉末粘結(jié)成建構(gòu)粉末層。而打印頭模塊再沿著打印路徑的返回方向移動(dòng)，則可通過打印頭模塊的鋪料滾輪將第二供料平臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移于建構(gòu)平臺(tái)上，并通過打印頭將粘結(jié)材料涂布于建構(gòu)平臺(tái)上，以于上述的建構(gòu)粉末層上形成另一建構(gòu)粉末層。也就是說，本發(fā)明的立體打印裝置可在沿著打印路徑的前進(jìn)方向以及返回方向移動(dòng)時(shí)皆進(jìn)行打印，因此，本發(fā)明的立體打印裝置可實(shí)現(xiàn)雙向打印的功效，并大幅增進(jìn)立體打印的效率。
[0087]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種立體打印裝置，適于依據(jù)數(shù)字立體模型打印出立體物件，其特征在于，包括: 基座，包括沿著打印路徑設(shè)置的建構(gòu)平臺(tái)、第一供料臺(tái)以及第二供料臺(tái)，該建構(gòu)平臺(tái)設(shè)置于該第一供料臺(tái)以及該第二供料臺(tái)之間，該第一供料臺(tái)以及該第二供料臺(tái)分別承載多個(gè)建構(gòu)粉末，以對(duì)該建構(gòu)平臺(tái)進(jìn)行供料；以及 打印頭模塊，設(shè)置于該基座上方并經(jīng)配置以沿著該打印路徑的前進(jìn)方向移動(dòng)，而將該第一供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至該建構(gòu)平臺(tái)上，以及沿著該打印路徑的返回方向移動(dòng)而將該第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至該建構(gòu)平臺(tái)上，以依序形成彼此堆疊的粉末粘合層而成形該立體物件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體打印裝置，其特征在于，該基座包括相對(duì)的第一端以及第二端，該第一供料臺(tái)設(shè)置于該第一端，該第二供料臺(tái)設(shè)置于該第二端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體打印裝置，其特征在于，該基座還包括第一回收槽以及第二回收槽，以回收多余的建構(gòu)粉末，其中該第一供料臺(tái)位于該建構(gòu)平臺(tái)與該第一回收槽之間，該第二供料臺(tái)位于該建構(gòu)平臺(tái)與該第二回收槽之間。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體打印裝置，其特征在于，該打印頭模塊包括: 打印頭，經(jīng)配置以依據(jù)該數(shù)字立體模型將粘結(jié)材料逐層涂布于該建構(gòu)平臺(tái)上，以逐層粘合被轉(zhuǎn)移至該建構(gòu)平臺(tái)上的建構(gòu)粉末而形成彼此堆疊的該些粉末粘合層； 第一鋪料滾輪，可升降地設(shè)置于該打印頭面向該第二端的一側(cè)，當(dāng)該第一供料臺(tái)抬升至該打印基準(zhǔn)面，該第一鋪料滾輪下降至該打印基準(zhǔn)面，并沿著該前進(jìn)方向滾動(dòng)而將該第一供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至該建構(gòu)平臺(tái)上；以及 第二鋪料滾輪，可升降地設(shè)置于該打印頭面向該第一端的一側(cè)，當(dāng)該第二供料臺(tái)抬升至該打印基準(zhǔn)面，該第二鋪料滾輪下降至該打印基準(zhǔn)面并沿著該返回方向滾動(dòng)而將該第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至該建構(gòu)平臺(tái)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體打印裝置，其特征在于，該打印頭模塊還包括: 傳動(dòng)帶，分別環(huán)繞該第一鋪料滾輪與該第二鋪料滾輪；以及 驅(qū)動(dòng)滾輪，經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)該傳動(dòng)帶沿第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)該第一鋪料滾輪下降至該打印基準(zhǔn)面并抬升該第二鋪料滾輪，并經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)該傳動(dòng)帶沿第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)該第二鋪料滾輪下降至該打印基準(zhǔn)面并抬升該第一鋪料滾輪。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的立體打印裝置，其特征在于，該打印頭模塊還包括: 多個(gè)傳動(dòng)滾輪，分別設(shè)置于該驅(qū)動(dòng)滾輪與該第一鋪料滾輪以及該驅(qū)動(dòng)滾輪與該第二鋪料滾輪之間，以經(jīng)由該驅(qū)動(dòng)滾輪的驅(qū)動(dòng)而分別帶動(dòng)該第一鋪料滾輪以及該第二鋪料滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的立體打印裝置，其特征在于，該打印頭模塊還包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，耦接該驅(qū)動(dòng)滾輪，以驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)滾輪旋轉(zhuǎn)。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體打印裝置，其特征在于，該打印頭模塊還包括: 兩個(gè)連桿，分別設(shè)置于該第一鋪料滾輪以及該第二鋪料滾輪的相對(duì)兩端，各該連桿包括多個(gè)導(dǎo)引槽，該第一鋪料滾輪以及該第二鋪料滾輪分別設(shè)置于該些導(dǎo)引槽內(nèi)，以經(jīng)由該些導(dǎo)引槽的導(dǎo)引而抬升或下降。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體打印裝置，其特征在于，該些導(dǎo)引槽包括: 第一導(dǎo)引槽，包括相對(duì)靠近該連桿的該端部的第一抬升端以及相對(duì)遠(yuǎn)離該連桿的端部的第一導(dǎo)引端，該第一導(dǎo)引槽由該第一導(dǎo)引端往遠(yuǎn)離該打印基準(zhǔn)面的方向延伸至該第一抬升端，該第一鋪料滾輪的相對(duì)兩端分別位于該兩第一導(dǎo)引槽內(nèi)，以經(jīng)由該第一導(dǎo)引槽的導(dǎo)引而抬升至該第一抬升端或下降至該第一導(dǎo)引端；以及 第二導(dǎo)引槽，包括相對(duì)靠近該連桿的另一端部的第二抬升端以及相對(duì)遠(yuǎn)離該連桿的該另一端部的第二導(dǎo)引端，該第二導(dǎo)引槽由該第二導(dǎo)引端往遠(yuǎn)離該打印基準(zhǔn)面的方向延伸至該第二抬升端，該第二鋪料滾輪的相對(duì)兩端分別位于該兩第二導(dǎo)引槽內(nèi)，以經(jīng)由該第二導(dǎo)引槽的導(dǎo)引而抬升至該第二抬升端或下降至該第二導(dǎo)引端。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的立體打印裝置，其特征在于，該基座還包括: 第一擋墻，設(shè)置于該第二端，當(dāng)該打印頭模塊沿著該打印路徑前進(jìn)至觸及該第一擋墻，該第一鋪料滾輪順勢(shì)由該第一導(dǎo)引端抬升至該第一抬升端，該第二鋪料滾輪順勢(shì)由該第二抬升端下滑至該第二導(dǎo)引端；以及 第二擋墻，設(shè)置于該第一端，當(dāng)該打印頭模塊沿著該打印路徑返回至觸及該第二擋墻，該第一鋪料滾輪順勢(shì)由該第一抬升端下滑至該第一導(dǎo)引端，該第二鋪料滾輪順勢(shì)由該第一導(dǎo)引端抬升至該第二抬升端。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體打印裝置，其特征在于，該打印頭模塊包括: 鋪料滾輪，經(jīng)配置以將該第一供料臺(tái)及該第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至該建構(gòu)平臺(tái)上: 第一打印頭，設(shè)置于該鋪料滾輪面向該第一端的一側(cè)，當(dāng)該第一供料臺(tái)抬升至該打印基準(zhǔn)面，該鋪料滾輪沿著該前進(jìn)方向滾動(dòng)而將該第一供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至該建構(gòu)平臺(tái)上，并使該第一打印頭將該粘結(jié)材料涂布于該建構(gòu)平臺(tái)上；以及 第二打印頭，設(shè)置于該鋪料滾輪面向該第二端的一側(cè)，當(dāng)該第二供料臺(tái)抬升至該打印基準(zhǔn)面，該鋪料滾輪沿著該返回方向滾動(dòng)而將該第二供料臺(tái)的建構(gòu)粉末轉(zhuǎn)移至該建構(gòu)平臺(tái)上，并使該第二打印頭將該粘結(jié)材料逐層涂布于該建構(gòu)平臺(tái)上。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體打印裝置，其特征在于，該建構(gòu)平臺(tái)經(jīng)配置以逐層往遠(yuǎn)離該打印基準(zhǔn)面的方向移動(dòng)，以使最上層的建構(gòu)粉末層的上表面與該打印基準(zhǔn)平面共平面。
【文檔編號(hào)】B22F3/115GK105984147SQ201510057888
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日
【發(fā)明人】丁士哲, 黃明智, 曾建穎
【申請(qǐng)人】三緯國(guó)際立體列印科技股份有限公司, 金寶電子工業(yè)股份有限公司, 泰金寶電通股份有限公司