CN104260359A - 3d打印机及其光源选取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3D打印机，包含光固化胶包装、无线感应单元、多个光源以及处理单元，其中处理单元电性连接于无线感应单元与光源。光固化胶包装容纳光固化胶且具有电子标签，其中电子标签储存光固化胶的吸收率特性。无线感应单元用以感应电子标签而取得光固化胶的吸收率特性。每一个光源具有储存单元，且储存单元储存光源的主波长。处理单元比对光固化胶的吸收率特性与每一个光源的主波长，且根据吸收率门槛值自光源中选取N个第一候选光源，其中光固化胶对每一个第一候选光源的吸收率大于吸收率门槛值，且N为正整数。

Description

3D打印机及其光源选取方法

技术领域

本发明关于一种3D打印机及其光源选取方法，尤指一种可根据光固化胶的吸收率特性自多个光源中选取适合此光固化胶的光源的3D打印机及其光源选取方法。 

背景技术

3D打印属于快速成形技术的一种，它是一种以数位模型档案为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，透过逐层堆迭累积的方式来构造物体的技术。进行3D打印时，物品是一层一层透过雷射高温将耗材融合打印而成，因此3D打印也被称为积层制造(Additive manufacturing)。目前，3D打印机大概分为下列几种技术：光固化型、熔融沈积成型、层状物体制造、选择性激光烧结、选择性激光熔化等。上述各种技术皆有其优缺点，然而，由于光固化型3D打印机具有解析度高、成型表面光滑、尺寸精度高等优点，其应用较为广泛。 

现有光固化型3D打印机皆使用单一光源搭配多种光固化胶，让使用者可根据不同的打印需求选择不同的光固化胶来进行3D打印。一般而言，不同的光固化胶对单一光源会有不同的吸收率，进而影响成型效率。换言之，若3D打印机中只有单一光源，则此单一光源便无法对不同光固化胶皆达到最佳的成型效率。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印机及其光源选取方法，其可根据光固化胶的吸收率特性自多个光源中选取适合此光固化胶的光源，以解决上述问题。 

为达上述目的，本发明提供的3D打印机包含光固化胶包装、无线感应单元、多个光源以及处理单元，其中该处理单元电性连接于该无线感应单元与该光源。 该光固化胶包装容纳光固化胶且具有电子标签，其中该电子标签储存该光固化胶的吸收率特性。该无线感应单元用以感应该电子标签而取得该光固化胶的该吸收率特性。每一个该光源具有储存单元，且该储存单元储存该光源的主波长。该处理单元比对该光固化胶的该吸收率特性与每一个该光源的主波长，且根据吸收率门槛值自光源中选取N个第一候选光源，其中该光固化胶对每一个该第一候选光源的吸收率大于吸收率门槛值，且N为正整数。 

较佳地，该3D打印机另包含显示单元，电性连接于该处理单元，该处理单元控制该显示单元显示该N个第一候选光源的资讯。 

较佳地，该3D打印机另包含输入单元，电性连接于该处理单元，当N大于1时，该输入单元用以供使用者自该显示单元所显示的该N个第一候选光源中选取其中之一，且该处理单元致能被该使用者选取的该第一候选光源。 

较佳地，该3D打印机可另包含输入单元，电性连接于该处理单元，用以输入打印参数。该储存单元另储存该光源的光源资讯。该处理单元根据该打印参数以及每一个该第一候选光源的该光源资讯自N个该第一候选光源中选取M个第二候选光源，其中M为正整数。 

较佳地，该3D打印机另包含显示单元，电性连接于该处理单元，该处理单元控制该显示单元显示该M个第二候选光源的资讯。 

较佳地，当M大于1时，该输入单元并用以供使用者自该显示单元所显示的该M个第二候选光源中选取其中之一，且该处理单元致能被该使用者选取的该第二候选光源。 

较佳地，该打印参数包含下列群组的至少其中之一：打印解析度、打印时间以及光源价格，且该光源资讯包含下列群组的至少其中之一：光点尺寸、输 出功率以及光源价格。 

较佳地，该打印解析度愈高，该第二候选光源的该光点尺寸愈小；该打印时间愈短，该第二候选光源的该输出功率愈大。 

较佳地，该输入单元可被操作以修改该吸收率门槛值。 

为达上述目的，本发明的光源选取方法应用于3D打印机。该3D打印机包含光固化胶包装与多个光源。该光固化胶包装容纳光固化胶且具有电子标签，其中该电子标签储存光固化胶的吸收率特性。每一个该光源具有储存单元，且该储存单元储存该光源的主波长。该光源选取方法包含下列步骤：感应电子标签而取得光固化胶的该吸收率特性；比对该光固化胶的该吸收率特性与每一个光源的主波长；以及根据一吸收率门槛值自光源中选取N个第一候选光源，其中光固化胶对每一个第一候选光源的吸收率大于吸收率门槛值，且N为正整数。 

较佳地，该光源选取方法另包含：显示该N个第一候选光源的资讯。 

较佳地，该光源选取方法另包含：当N大于1时，自该N个第一候选光源中选取其中之一，并致能被选取的该第一候选光源。 

较佳地，储存单元另储存光源的光源资讯。光源选取方法可另包含下列步骤：输入一打印参数；以及根据打印参数以及每一个该第一候选光源的该光源资讯自N个该第一候选光源中选取M个第二候选光源，其中M为正整数。 

较佳地，该光源选取方法另包含：显示该M个第二候选光源的资讯。 

较佳地，该光源选取方法另包含：当M大于1时，自该M个第二候选光源中选取其中之一，并致能被选取的该第二候选光源。 

较佳地，该打印参数包含下列群组的至少其中之一：打印解析度、打印时间以及光源价格，且该光源资讯包含下列群组的至少其中之一：光点尺寸、输 出功率以及光源价格。 

较佳地，该打印解析度愈高，该第二候选光源的该光点尺寸愈小；该打印时间愈短，该第二候选光源的该输出功率愈大。 

较佳地，该吸收率门槛值可被修改。 

综上所述，本发明是在光固化胶包装上设置储存有光固化胶的吸收率特性的电子标签，且于每一个光源的储存单元中储存光源的主波长。当使用者欲使用本发明的3D打印机进行3D打印时，处理单元会先经由无线感应单元感应电子标签而取得光固化胶的吸收率特性，且自每一个光源的储存单元读取每一个光源的主波长。接着，处理单元再比对光固化胶的吸收率特性与每一个光源的主波长，且根据预设的吸收率门槛值自光源中选取至少一个第一候选光源。若处理单元仅选取单一第一候选光源，则可以此单一第一候选光源作为打印光源。若处理单元选取多个第一候选光源，则处理单元可再根据使用者输入的打印参数以及每一个第一候选光源的光源资讯自多个第一候选光源中选取至少一个第二候选光源，其中每一个光源的光源资讯亦可储存于光源的储存单元中。若处理单元仅选取单一第二候选光源，则可以此单一第二候选光源作为打印光源。若处理单元选取多个第二候选光源，则使用者可自行自多个第二候选光源中选取一个第二候选光源作为打印光源。 

当3D打印机中装设有多种光固化胶时，使用者或3D打印机可根据不同的打印需求选择适合的光固化胶。在光固化胶选定后，本发明的3D打印机即会根据光固化胶的吸收率特性自多个光源中选取适合此光固化胶的光源。借此，无论使用哪一种光固化胶进行3D打印，本发明的3D打印机皆能以最适合的光源达到最佳的成型效率。 

关于本发明的优点与精神可以借由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。 

附图说明

图1为根据本发明一实施例的3D打印机的功能方块图。 

图2为光固化胶对三个光源的吸收率特性曲线图。 

图3为根据本发明一实施例的光源选取方法的流程图。 

图4为根据本发明另一实施例的光源选取方法的流程图。 

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。 

请参阅图1以及图2，图1为根据本发明一实施例的3D打印机1的功能方块图，图2为光固化胶100a对三个光源14a、14b、14c的吸收率特性曲线图，其中横轴为光波长，左边纵轴为光固化胶100a的吸收率，且右边纵轴为光功率。 

如图1所示，3D打印机1包含多个光固化胶包装10a、10b、10c、无线感应单元12、多个光源14a、14b、14c、处理单元16、显示单元18以及输入单元20，其中该处理单元16电性连接于该无线感应单元12、该光源14a、14b、14c、该显示单元18与该输入单元20。在本实施例中，该3D打印机1包含三个该光固化胶包装10a、10b、10c以及三个光源14a、14b、14c，但不以此为限。于实际应用中，该光固化胶包装的数量可为一或多个，且光源数量可为两个以上。 

在本实施例中，每一个该光固化胶包装10a、10b、10c分别容纳光固化胶100a、100b、100c且分别具有电子标签102a、102b、102c，其中该电子标签102a、102b、102c分别储存对应的该光固化胶100a、100b、100c的吸收率特性。该无 线感应单元12则是用以感应该电子标签102a、102b、102c而取得该光固化胶100a、100b、100c的吸收率特性。在本实施例中，无线感应单元12可为无线射频辨识系统(Radio Frequency Identification，RFID)读取器，且该电子标签102a、102b、102c可为RFID标签，但不以此为限。本发明亦可借由其它无线通讯技术感应该电子标签102a、102b、102c而取得该光固化胶100a、100b、100c的吸收率特性。 

每一个该光源14a、14b、14c分别具有储存单元140a、140b、140c，且该储存单元140a、140b、140c分别储存该光源14a、14b、14c的主波长。在本实施例中，该光源14a、14b、14c可为激光光源，但不以此为限。此外，该处理单元16可为具有资料处理功能的处理器或控制器；该显示单元18可为液晶显示器或其它显示器；该输入单元20可为键盘、触控面板或其它输入装置。 

当使用者欲使用本发明的该3D打印机1进行3D打印时，使用者可先操作该输入单元20输入打印参数。接着，再由使用者根据其打印需求或由该3D打印机1根据使用者所输入的打印参数自该光固化胶100a、100b、100c中选择适合的光固化胶。以下以选择该光固化胶100a进行3D打印做说明。在该光固化胶100a选定后，该处理单元16会先经由该无线感应单元12感应对应该光固化胶100a的该电子标签102a而取得该光固化胶100a的吸收率特性，且自每一个该光源14a、14b、14c的该储存单元140a、140b、140c读取每一个该光源14a、14b、14c的主波长142a、142b、142c，如图2所示。接着，该处理单元16再比对该光固化胶100a的吸收率特性与每一个该光源14a、14b、14c该主波长142a、142b、142c，且根据吸收率门槛值自该光源14a、14b、14c中选取N个第一候选光源，其中N为正整数。接着，该处理单元16会控制该显示单元18 显示该N个第一候选光源的资讯。当N大于1时，该输入单元20可用以供使用者自该显示单元18所显示的该N个第一候选光源中选取其中之一，且该处理单元16致能被使用者选取的该第一候选光源。 

在本实施例中，该处理单元16可根据每一个该光源14a、14b、14c的该主波长142a、142b、142c判断该光固化胶100a对每一个该光源14a、14b、14c的吸收率是否大于该吸收率门槛值，来决定上述的该第一候选光源。举例而言，假设吸收率门槛值设定为80％，如图2所示，由于该光固化胶100a对光源14a、14b的吸收率皆大于80％，而对光源14c的吸收率小于80％，因此，该处理单元16会自该光源14a、14b、14c中选取两个该光源14a、14b作为上述的该第一候选光源(亦即，N＝2)。接着，该处理单元16会控制该显示单元18显示两个第一候选光源14a、14b的资讯。由于该第一候选光源的数量大于1，使用者可操作该输入单元20自该显示单元18所显示的两个第一候选光源14a、14b中选取其中之一作为打印光源。接着，该处理单元16即会致能被使用者选取的该第一候选光源，以进行3D打印。 

需说明的是，若该处理单元16仅选取单一该第一候选光源，则该处理单元16可直接以此单一该第一候选光源进行3D打印，或控制该显示单元18显示此单一该第一候选光源的资讯，由使用者确认以此单一该第一候选光源作为打印光源后，再进行3D打印。此外，若使用者欲使用光源14c作为打印光源，使用者亦可操作该输入单元20修改上述吸收率门槛值，例如将80％改为50％，此时，该处理单元16即会选取三个该光源14a、14b、14c作为上述第一候选光源。使用者即可选取该光源14c作为打印光源。 

于另一实施例中，该储存单元140a、140b、140c可另储存该光源14a、14b、 14c的光源资讯。当该第一候选光源的数量大于1时，除了可由使用者自行选取作为打印光源的该第一候选光源外，亦可由该处理单元16根据使用者输入的打印参数以及每一个该第一候选光源的光源资讯自N个第一候选光源中选取M个第二候选光源，其中M为正整数。接着，该处理单元16可控制该显示单元18显示该M个第二候选光源的资讯。当M大于1时，该输入单元20可用以供使用者自该显示单元18所显示的该M个第二候选光源中选取其中之一，且该处理单元16致能被使用者选取的该第二候选光源。 

举例而言，使用者输入的打印参数可包含下列群组的至少其中之一：打印解析度、打印时间以及光源价格，且光源资讯可包含下列群组的至少其中之一：光点尺寸、输出功率以及光源价格，其中该打印解析度愈高，该第二候选光源的该光点尺寸愈小；该打印时间愈短，该第二候选光源的该输出功率愈大。进一步来说，当使用者输入的该打印解析度要求愈高时，则该处理单元16会选取该光点尺寸愈小的该第一候选光源作为该第二候选光源；当使用者输入的该打印时间要求愈短时，则该处理单元16会选取输出功率愈大的该第一候选光源作为该第二候选光源；当使用者输入的该光源价格要求愈低时，则该处理单元16会选取该光源价格愈低的该第一候选光源作为该第二候选光源。 

一般而言，光源的主波长愈短，则光源价格愈高。因此，以图2为例，光源14a的光源价格最高，光源14b的光源价格次之，且光源14c的光源价格最低。当使用者输入的打印参数仅要求光源价格愈低愈好时，处理单元16再选取光源14a、14b作为第一候选光源后，即会再进一步选取光源14b作为第二候选光源。由于该处理单元16仅选取单一该第二候选光源14b，则该处理单元16可直接以此单一该第二候选光源14b进行3D打印，或控制显示单元18显示此单 一该第二候选光源14b的资讯，由使用者确认以此单一该第二候选光源14b作为打印光源后，再进行3D打印。借此，即可以光源价格较低的光源进行打印，以延长光源价格较高的光源的使用寿命。需说明的是，当使用者输入的打印参数系为打印解析度的高低要求或打印时间的长短要求时，亦可以如上所述方式来选取第二候选光源，在此不再赘述。 

此外，若使用者输入的打印参数包含打印解析度、打印时间与光源价格的其中至少两个以上时，该处理单元16可根据该印解析度、该打印时间及/或该光源价格依预定顺序一一比对，来选取该第二候选光源。举例而言，该处理单元16可先根据该打印解析度要求自多个该第一候选光源中选取至少一个该第二候选光源，若此时选出的该第二候选光源只有一个，则无须再进行该打印时间与该光源价格的比对，反之，若此时选出的该第二候选光源有多个，则可根据该打印时间要求再选取至少一个该第二候选光源，以此类推。 

若最后选取的该第二候选光源的数量仍大于1，使用者可操作该输入单元20自该显示单元18所显示的多个该第二候选光源中选取其中之一作为打印光源。接着，该处理单元16即会致能被使用者选取的该第二候选光源，以进行3D打印。 

需说明的是，若根据该吸收率门槛值或使用者输入的打印参数无法选取出任何适合的光源，则该处理单元16可控制该显示单元18显示要求使用者重新设定该吸收率门槛值或打印参数，以重新进行光源选取，或是自动提供较为接近选取要求的光源，以供使用者自行选取。 

请参阅图3，图3为根据本发明一实施例的光源选取方法的流程图。图3中的光源选取方法可应用于图1所示的3D打印机1。首先，执行步骤S10，感应 电子标签102a、102b、102c而取得光固化胶100a、100b、100c的吸收率特性。接着，执行步骤S12，比对光固化胶100a、100b、100c的吸收率特性与每一个光源14a、14b、14c的主波长142a、142b、142c。接着，执行步骤S14，根据该吸收率门槛值自该光源14a、14b、14c中选取N个第一候选光源。接着，执行步骤S16，显示该N个第一候选光源的资讯。当N大于1时，执行步骤S18，自该N个第一候选光源中选取其中之一，并致能被选取的该第一候选光源。需说明的是，图3所示的光源选取方法的详细实施例如上所述，在此不再赘述。 

请参阅图4，图4为根据本发明另一实施例的光源选取方法的流程图。图4中的光源选取方法可应用于图1所示3D打印机1。首先，执行步骤S30，输入打印参数。接着，执行步骤S32，感应电子标签102a、102b、102c而取得光固化胶100a、100b、100c的吸收率特性。接着，执行步骤S34，比对光固化胶100a、100b、100c的该吸收率特性与每一个光源14a、14b、14c的主波长142a、142b、142c。接着，执行步骤S36，根据该吸收率门槛值自该光源14a、14b、14c中选取N个第一候选光源。接着，执行步骤S38，根据打印参数以及每一个该第一候选光源光源资讯自该N个第一候选光源中选取M个第二候选光源。接着，执行步骤S40，显示M个第二候选光源的资讯。当M大于1时，执行步骤S42，自M个第二候选光源中选取其中之一，并致能被选取的该第二候选光源。需说明的是，图4所示的光源选取方法的详细实施例如上所述，在此不再赘述。 

综上所述，本发明是在光固化胶包装上设置储存有光固化胶的吸收率特性的电子标签，且于每一个光源的储存单元中储存光源的主波长。当使用者欲使用本发明的3D打印机进行3D打印时，处理单元会先经由无线感应单元感应电子标签而取得光固化胶的吸收率特性，且自每一个光源的储存单元读取每一个 光源的主波长。接着，处理单元再比对光固化胶的吸收率特性与每一个光源的主波长，且根据预设的吸收率门槛值自光源中选取至少一第一候选光源。若处理单元仅选取单一第一候选光源，则可以此单一第一候选光源作为打印光源。若处理单元选取多个第一候选光源，则处理单元可再根据使用者输入的打印参数以及每一个第一候选光源的光源资讯自多个第一候选光源中选取至少一第二候选光源，其中每一个光源的光源资讯亦可储存于光源的储存单元中。若处理单元仅选取单一第二候选光源，则可以此单一第二候选光源作为打印光源。若处理单元选取多个第二候选光源，则使用者可自行自多个第二候选光源中选取一第二候选光源作为打印光源。 

当3D打印机中装设有多种光固化胶时，使用者或3D打印机可根据不同的打印需求选择适合的光固化胶。在光固化胶选定后，本发明的3D打印机即会根据光固化胶的吸收率特性自多个光源中选取适合此光固化胶的光源。藉此，无论使用哪一种光固化胶进行3D打印，本发明的3D打印机皆可以最适合的光源达到最佳的成型效率。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (18)

1.一种3D打印机，其特征在于，包含：

光固化胶包装，容纳光固化胶且具有电子标签，该电子标签储存该光固化胶的吸收率特性；

无线感应单元，用以感应该电子标签而取得该吸收率特性；

多个光源，每一该光源具有储存单元，该储存单元储存该光源的主波长；以及

处理单元，电性连接于该无线感应单元与该多个光源，该处理单元比对该吸收率特性与每一该光源的该主波长，且根据吸收率门槛值自该多个光源中选取N个第一候选光源，其中该光固化胶对每一该第一候选光源的吸收率大于该吸收率门槛值，且N为正整数。

2.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，另包含显示单元，电性连接于该处理单元，该处理单元控制该显示单元显示该N个第一候选光源的资讯。

3.如权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，另包含输入单元，电性连接于该处理单元，当N大于1时，该输入单元用以供使用者自该显示单元所显示的该N个第一候选光源中选取其中之一，且该处理单元致能被该使用者选取的该第一候选光源。

4.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，另包含输入单元，电性连接于该处理单元，用以输入打印参数，该储存单元另储存该光源的光源资讯，该处理单元根据该打印参数以及每一该第一候选光源的该光源资讯自该N个第一候选光源中选取M个第二候选光源，其中M为正整数。

5.如权利要求4所述的3D打印机，其特征在于，另包含显示单元，电性连接于该处理单元，该处理单元控制该显示单元显示该M个第二候选光源的资讯。

6.如权利要求5所述的3D打印机，其特征在于，当M大于1时，该输入单元并用以供使用者自该显示单元所显示的该M个第二候选光源中选取其中之一，且该处理单元致能被该使用者选取的该第二候选光源。

7.如权利要求4所述的3D打印机，其特征在于，该打印参数包含下列群组的至少其中之一：打印解析度、打印时间以及光源价格，且该光源资讯包含下列群组的至少其中之一：光点尺寸、输出功率以及光源价格。

8.如权利要求7所述的3D打印机，其特征在于，该打印解析度愈高，该第二候选光源的该光点尺寸愈小；该打印时间愈短，该第二候选光源的该输出功率愈大。

9.如权利要求3或4所述的3D打印机，其特征在于，该输入单元可被操作以修改该吸收率门槛值。

10.一种光源选取方法，应用于3D打印机，该3D打印机包含光固化胶包装与多个光源，该光固化胶包装容纳光固化胶且具有电子标签，该电子标签储存该光固化胶的吸收率特性，每一该光源具有储存单元，该储存单元储存该光源的主波长，其特征在于，该光源选取方法包含：

感应该电子标签而取得该吸收率特性；

比对该吸收率特性与每一该光源的该主波长；以及

根据吸收率门槛值自该多个光源中选取N个第一候选光源；

其中该光固化胶对每一该第一候选光源的吸收率大于该吸收率门槛值，且N为正整数。

11.如权利要求10所述的光源选取方法，其特征在于，另包含：

显示该N个第一候选光源的资讯。

12.如权利要求11所述的光源选取方法，其特征在于，另包含：

当N大于1时，自该N个第一候选光源中选取其中之一，并致能被选取的该第一候选光源。

13.如权利要求10所述的光源选取方法，其特征在于，该储存单元另储存该光源的光源资讯，该光源选取方法另包含：

输入打印参数；以及

根据该打印参数以及每一该第一候选光源的该光源资讯自该N个第一候选光源中选取M个第二候选光源；

其中M为正整数。

14.如权利要求13所述的光源选取方法，其特征在于，另包含：

显示该M个第二候选光源的资讯。

15.如权利要求14所述的光源选取方法，其特征在于，另包含：

当M大于1时，自该M个第二候选光源中选取其中之一，并致能被选取的该第二候选光源。

16.如权利要求13所述的光源选取方法，其特征在于，该打印参数包含下列群组的至少其中之一：打印解析度、打印时间以及光源价格，且该光源资讯包含下列群组的至少其中之一：光点尺寸、输出功率以及光源价格。

17.如权利要求16所述的光源选取方法，其特征在于，该打印解析度愈高，该第二候选光源的该光点尺寸愈小；该打印时间愈短，该第二候选光源的该输出功率愈大。

18.如权利要求10所述的光源选取方法，其特征在于，该吸收率门槛值可被修改。