立体打印装置与立体打印方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种立体打印装置与立体打印方法，用以成形出多个成型层而堆叠成立体物件。立体打印装置包括本体、传动模块、打印模块、固化模块以及激光模块。本体具有成型平面，传动模块设置于本体。打印模块、固化模块与激光模块分别设置于传动模块以受控于传动模块而相对于本体移动。打印模块喷涂液态成型材至成型平面并经固化模块固化后形成成型层。激光模块依据一条件参数而沿成型平面的法线方向移动，并沿平行于成型平面的至少一平面提供激光光线以切割修整至少一成型层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种。
技术介绍
随着电脑辅助制造(Computer-Aided Manufacturing, CAM)的进步，制造业发展了立体打印技术，能很迅速的将设计原始构想制造出来。立体打印技术实际上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping, RP)技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z座标间断地作层面厚度的位移，最终形成立体物体。立体打印技术能无限制几何形状，而且越复杂的零件越显示RP技术的卓越性，更可大大地节省人力与加工时间，在时间最短的要求下，将3D电脑辅助设计(Computer-Aided Design, CAD)软件所设计的数字立体模型信息真实地呈现出来，不但摸得到，也可真实地感受得到它的几何曲线，更可以试验零件的装配性、甚至进行可能的功能试验。目前已发展出许多可以形成多个薄横截面层的方式。举例来说，打印模块通常可依据3-D模型的设计资料建构的X-Y-Z座标在基座上方沿着X-Y座标移动，从而将建构材料喷涂出正确的横截面层形状。所沉积的材料可随后自然硬化或通过例如强光源而被固化，从而形成所要的横截面层，并在逐层固化的状态下进而形成立体物件。成型的技术随着材料性质而异，举例来说，可利用熔化或软化可塑性材料的方法来制造打印的“墨水”，例如:选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)和恪融沉积式(fused deposit1nmodeling，FDM)。惟，上述呈液态的的成型材在堆积成型的过程中，由于表面张力而容易在其间，即“墨滴”与“墨滴”之间，产生空隙。如此一来，将会在固化之后造成结构上的缺陷，甚而在堆叠数层成型材之后塌陷，并因此造成立体物件表面的不平整状态。据此，如何在立体打印过程中避免上述结构缺陷，便成为相关人员所需思考的课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种，其在立体物件的成型过程中对至少一成型层施以平整化的手段，据以消除结构上的缺陷。本专利技术的立体打印装置，用以成形出多个成型层而堆叠成立体物件。立体打印装置包括本体、传动模块、打印模块、固化模块以及激光模块。本体具有成型平面。传动模块设置于本体。打印模块、固化模块与激光模块分别设置于传动模块，以受控于传动模块而相对于本体移动。打印模块喷涂液态成型材至成型平面并经固化模块固化后形成成型层。激光模块依据条件参数而沿成型平面的法线方向移动，并沿平行于成型平面的至少一平面提供激光光线以切割修整至少一成型层。本专利技术的立体打印方法，用以成型出立体物件。立体打印方法包括:于成型平面上逐层提供液态成型材并予以固化而成型出多个成型层，且堆叠所述成型层而构成立体物件；以及，依据条件参数而沿平行于成型平面的至少一平面提供激光光线以切割修整至少一成型层。在本专利技术的一实施例中，上述的激光模块为二氧化碳激光模块。在本专利技术的一实施例中，上述激光模块所提供激光光线波长为10.6微米(μ m)。在本专利技术的一实施例中，上述的立体打印装置还包括感测模块以及控制模块。感测模块设置于本体，且依据所述条件参数而感测位于成型平面上的成型层的表面轮廓，并产生轮廓信号。控制模块电性连接感测模块与激光模块，且接受轮廓信号并据以判断是否驱动激光模块修整成型层。 本专利技术的一实施例中，上述的立体打印装置还包括控制模块，电性连接打印模块、固化模块与激光模块，控制模块依据所述的条件参数而驱动激光模块修整成型层。本专利技术的一实施例中，上述的条件参数包括所述至少一成型层的成型时间、层数或其结构高度。本专利技术的一实施例中，上述的立体打印方法还包括:依据条件参数而检测至少一成型层的表面轮廓，以及依据检测到的表面轮廓而判断是否提供激光光线对该至少一成型层进行修整。本专利技术的一实施例中，当上述至少一成型层的表面轮廓同时存在突起与凹陷时，提供激光光线而修整存在所述凹陷的成型层。基于上述，在本专利技术于上述实施例所述的，在以多层成型层逐渐堆叠出立体物件的过程中，对其中至少一成型层施予平整化的措施，即以激光光线沿平行于成型平面的至少一平面对成型层进行平面式的切割与修整，因而得以对存在于结构中的缺陷，如前述的空隙，进行移除的工作。如此一来，由于液态成型材所可能造成的结构缺陷便能通过激光光线的修整而消除，也因此确保在立体物件的成型过程中，无须担心因材料状态的转化而影响整体的结构强度。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。【附图说明】图1是本专利技术一实施例的一种立体打印装置的示意图；图2与图3分别以不同视角示出立体打印装置的局部放大图；图4与图5分别示出立体打印过程中的示意图；图6是本专利技术一实施例的立体打印的流程图；图7示出本专利技术另一实施例的立体打印过程的示意图；图8示出本专利技术另一实施例的立体打印装置的局部示意图；图9示出图8立体打印装置的动作流程图。附图标记说明:100:立体打印装置；110:本体；112:升降平台；120:传动模块；122、124、126:驱动组件；122a、124a:驱动件；122b:轨道；124b:螺杆；124c:承载件；130:打印模块；140:固化模块；150:控制模块；160:激光模块；162:发射器；164:接收器；170:感测模块；200A:成型材；200B:成型层；200C:立体物件；S1:成型平面；S410、S420^ S425A^ S430:步骤。【具体实施方式】图1是本专利技术一实施例的一种立体打印装置的不意图。图2与图3分别以不同视角示出立体打印装置的局部放大图。请同时参考图1至图3，在本实施例中，立体打印装置100适于依据数字立体模型信息打印出立体物件，数字立体模型信息可为数字立体图像档案，其例如由电脑主机通过电脑辅助设计(computer-aided design, CAD)或动画建模软件等建构而成，以经由立体打印装置100的相关控制构件而进行立体打印制程。立体打印装置100包括本体110、传动模块120、打印模块130、固化模块140与控制模块150。本体110包括升降平台112，其具有成型平面SI，用以作为立体物件的成型与承载之用。传动模块120配置在本体110上，且控制模块150电性连接传动模块120、打印模块130与固化模块140。传动模块120包括多个驱动组件122、124与126，其中驱动组件122包含驱动件122a与轨道122b，且驱动件122a可移动地配置于轨道122b上而能进行沿Y轴的移动。驱动组件124配置在驱动件122a上而能随之沿Y轴移动，同时，驱动组件124包括驱动件124a、螺杆124b与承载件124c，其中承载件124c可移动地耦接于螺杆124b，以让驱动件124a (例如是马达)驱动螺杆124b相对于X轴旋转时，能进而带动承载件124c沿X轴移动。驱动组件126则设置于本体110之内且与升降平台112连接，其用以驱动升降平台112沿Z轴的移动。需说明的是，本案所揭露的传动模块120仅为其中一实施例，任何现有的传动机构中，足以驱动打印模块130、固化模块140与升降平台112以及后续提及的相关需进行移动的构件者，均能适用于本案。打印模块130与固化模块140分别组装于承载件124c的沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体打印装置，用以成形出多个成型层而堆叠成一立体物件，其特征在于，该立体打印装置包括：一本体，具有一成型平面；一传动模块，设置于该本体；以及一打印模块、一固化模块与一激光模块，分别设置于该传动模块以受控于该传动模块而相对于该本体移动，该打印模块喷涂液态成型材至该成型平面并经由该固化模块固化而形成该些成型层，该激光模块依据一条件参数而沿该成型平面的一法线方向移动，并沿平行于该成型平面的至少一平面提供激光光线以切割修整至少一成型层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄耀德，
申请(专利权)人：三纬国际立体列印科技股份有限公司，金宝电子工业股份有限公司，泰金宝电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71