CN104890233B - 立体打印装置及其打印头控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种立体打印装置及其打印头控制方法。打印头控制方法用以控制立体打印装置上打印头的移动路径,所述方法包括下列步骤。依据一立体模型信息控制打印头,从而将一单层物件成型于承载面上。判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。若单层物件的截面参数符合小范围条件,依据单层物件的位置信息控制打印头往远离单层物件的第一方向移动。控制打印头往靠近单层物件的第二方向移动。
Description
技术领域
本发明是有关于一种打印装置及控制打印头的方法,且特别是有关于一种立体打印装置及其打印头控制方法。
背景技术
近年来,随着科技的日益发展,许多利用逐层建构模型等加成式制造技术(additive manufacturing technology)来建造物理三维(three dimensional,简称3D)模型的不同方法已纷纷被提出。一般而言,加成式制造技术是将利用电脑辅助设计(computeraided design,简称CAD)等软体所建构的3D模型的设计数据转换为连续堆叠的多个薄(准二维)横截面层。基此,立体打印装置的打印模块通常可依据3D模型的设计数据所建构的空间坐标XYZ在打印平台的上方沿着XY平面移动,从而使建构材料形成正确的横截面层形状。接着,通过打印模块沿着Z轴向逐层移动,即可使多个横截面层沿Z轴逐渐堆叠,进而使建构材料在逐层固化的状态下形成立体物件。
目前利用上述快速成型法形成立体物品的立体打印装置,多是利用打印头将成型材加热熔融并逐层涂布于打印平台上而形成立体物体。一般来说,打印头于XY平面上移动所花的时间可让刚形成于打印平台上的成型材固化或硬化至一定程度,好让高温熔融状态的成型材可在逐层固化的状态下形成立体物件。承上述,倘若一单层物件的横截面积过小,由于打印头不需花时间作明显的移动,因此可能造成打印途中单层物件的成型固化时间不足。换言之,在打印小范围的单层物件时,打印头可能将高温熔融状态的成型材覆盖于打印平台上未固化至一定程度的成型材上,此举将导致打印出来的立体物体与实际预期产生落差,因而降低立体打印装置的打印品质及打印良率。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种立体打印装置及其打印头控制方法,可提高立体打印装置于打印具有小横截面积的立体物件的打印品质。
本发明提出一种打印头控制方法,用以控制一立体打印装置上一打印头的移动路径,所述方法包括下列步骤。依据一立体模型信息控制打印头,从而将一单层物件成型于承载面上。判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。若单层物件的截面参数符合小范围条件,依据单层物件的位置信息控制打印头往远离单层物件的第一方向移动。之后,控制打印头往靠近单层物件的第二方向移动。
在本发明的一实施例中,上述的截面参数包括单层物件的总打印时间,而判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件的步骤包括:依据总打印时间是否小于或等于时间门限值,来判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。
在本发明的一实施例中,上述的截面参数包括单层物件的总截面积,而该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件的步骤包括:依据总截面积是否小于或等于面积门限值,来判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。
在本发明的一实施例中,上述的截面参数包括对应至单层物件的打印头的移动距离,而判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件的步骤包括:依据移动距离是否小于或等于长度门限值,来判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。
在本发明的一实施例中,上述的依据单层物件的位置信息,控制打印头往远离单层物件的第一方向移动的步骤包括:确定单层物件的一参考点。依据此参考点的位置确定第一方向,并控制打印头往第一方向移动预设距离,致使打印头的移动范围不超出承载面上方。
在本发明的一实施例中,上述的第一方向与第二方向互为相反方向。
从另一观点来看,本发明提出一种立体打印装置,包括平台、打印头以及控制单元。平台包括一承载面,而打印头设置于此平台上方。打印头经配置以沿着一移动平面移动以及沿着此移动平面的法线方向移动。控制单元耦接平台与打印头。控制单元依据立体模型信息控制打印头,从而将单层物件成型于承载面上,并判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。若单层物件的截面参数符合小范围条件,控制单元依据单层物件的位置信息,控制打印头往远离单层物件的第一方向移动,以及控制打印头往靠近单层物件的第二方向移动。
基于上述,本发明的实施例中,通过检测单层物件的截面参数来判断此单层物件的打印范围是否属于小范围。当检测到具有小截面积的单层物件时,为了让具有小截面积的单层物件拥有足够的固化时间,打印头将往远离此单层物件的方向移动。于打印头往远离此单层物件的方向移动一预设距离后,打印头将移动回可打印下一层单层物件的位置上。如此一来,通过移动打印头,可让具有小截面积的单层物件有足够的时间固化至一定程度,以避免成型材在固化不完全的状态下持续的逐层叠加。藉此,可避免打印出来的立体物体与实际预期产生落差,并提升立体打印装置的打印品质。
为让本发明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是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的工作情境的方块示意图;
图2是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的方块示意图;
图3是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的示意图;
图4是本发明一实施例所示出的打印头控制方法的流程图;
图5是本发明另一实施例所示出的打印头控制方法的流程图;
图6是本发明一实施例所示出的单层物件于XY平面上的横截面的范例示意图;
图7A是本发明一实施例所示出的打印头控制方法的范例示意图;
图7B是本发明一实施例所示出的打印头控制方法的范例示意图;
图8是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的示意图;
图9是本发明再一实施例所示出的打印头控制方法的流程图。
附图标记说明
100:立体打印装置;
200:电脑主机;
110:打印头;
120、180:平台;
121:承载面;
130:控制单元;
30:立体物体;
701:外区域;
702:内区域;
721:左部分;
722:右部分;
790:中心分隔线;
703:分隔线;
Q:中心点;
B:定界框;
S、M:参考点;
L1:单层物件;
793:垂直分隔线;
792:水平分隔线;
Q1:第一象限区域;
Q2:第二象限区域;
Q3:第三象限区域;
Q4:第四象限区域;
S1、S2、S3、S4、S5:投影位置;
P1、P2、P3、P4、P5:位置;
771:第一水平方向;
772:第二水平方向;
773、774、775、776、777、170:第一方向;
S401、S402、S403、S404、S405、S501、S502、S503、S504、S505、S5031、S5032、S901、S902、S903、S904、S905。
具体实施方式
现将详细参考本示范性实施例,在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外,凡可能之处,在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。
图1是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的工作情境的方块示意图。请参照图1,本实施例的立体打印装置100适于依据一立体模型信息打印出一立体物体。进一步来说,电脑主机200为具有运算功能的装置,例如是笔记本电脑、平板电脑或台式电脑等计算机装置,本发明并不对电脑主机200的种类加以限制。电脑主机200可编辑与处理一立体物体的立体模型并传送相关的立体模型信息至立体打印装置100,使立体打印装置100可依据立体模型信息打印出立体的物件。在本实施例中,立体模型信息可为一立体数字图像文件,其可例如由一电脑主机200通过电脑辅助设计(computer-aideddesign,简称CAD)或动画建模软体等建构而成,并将此数字立体模型信息切割为多个横截面信息,使立体打印装置100可依据此数字立体模型信息的横截面信息依序获取出多个的单层物件,所述单层物件堆叠而形成立体物体。
图2是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的方块示意图。图3是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的示意图。请同时参照图2以及图3,在本实施例中,立体打印装置100包括打印头110、平台120及控制单元130。在此同时提供直角坐标系以便于描述相关构件及其运动状态。平台120包括一承载面121。打印头110设置于平台120上方,打印头110经配置以沿着XY平面移动以及沿着XY平面的法线方向(Z轴向)移动,以于承载面121上逐层打印各个单层物件而逐渐形成立体物体30。
进一步来说,在本实施例中,形成立体物体30的成型材可为适用于熔丝制造式(Fused Filament Fabrication,简称FFF)或熔化压模式(Melted and ExtrusionModeling)等制作方法的各种适合材料。举例来说,成型材可为适用于熔丝制造的热熔性线材,并例如通过打印头110对成型材进行加热,以将传送至打印头110的成型材熔融成呈现熔融状态的流体材料,再经由打印头110将高温熔融状态的成型材挤出。基此,熔融状态的成型材将逐层地于承载面121上固化而形成立体物体30。
再者,控制单元130耦接打印头110以及平台120,可用以读取立体模型信息,并依据立体模型信息来控制立体打印装置100的整体运作而打印出立体物体30。举例来说,控制单元130可依据立体数字模型信息而控制打印头110的移动路径。控制单元130例如是中央处理器、芯片组、微处理器、嵌入式控制器等具有运算功能的设备,在此不限制。
图4是本发明一实施例所示出的打印头控制方法的流程图。本实施例的方法适用于图2以及图3的立体打印装置,以下即搭配立体打印装置100中的各构件说明本实施例打印头控制方法的详细步骤。
请参照图4,于步骤S401,控制单元130依据一立体模型信息控制打印头110,从而将单层物件成型于承载面121上。也就是说,控制单元130从电脑主机200接收立体模型信息,并据以控制立体打印装置100的各部件而打印出一单层物件。换言之,立体打印装置100所打印的立体物体可视为由多个单层物件所构成,且各个单层物件因立体物体的外型而具有对应的横截面。控制单元130依据立体模型信息控制打印头110的移动路径来打印这些单层物件,并逐层由下往上(沿Z轴向)堆叠于承载面121上而形成立体物体。
于步骤S402,控制单元130判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。具体来说,控制单元130判断打印头110于打印这些单层物件时是否仅于移动平面(XY平面)上进行小范围的移动。举例来说,于立体打印装置100打印一细长柱状物的过程中,打印头110于XY平面上的位置不会有明显的改变。于是,控制单元130可依据各个单层物件的截面参数而得知打印头110在打印细长柱状物的这些单层物件时仅于XY平面上进行小范围的移动。
在本实施例中,单层物件的截面参数包括单层物件的总打印时间。也就是说,此总打印时间为打印头110打印整个单层物件所需花费的时间。可以确定的是,倘若打印头110于打印此单层物件时仅于XY平面上进行小范围的移动,此单层物件的总打印时间也就相对的较短。相反地,倘若打印头110于打印此单层物件时需于XY平面上进行大范围的移动,此单层物件的总打印时间也就相对的较长。藉此,控制单元130可依据总打印时间是否小于或等于时间门限值,来判断单层物件的截面参数是否符合该小范围条件。也就是说,控制单元130可依据单层物件的总打印时间而得知打印头110是否于承载面121上方进行小范围移动的打印。
需特别说明的是,本发明并不限于利用总打印时间来判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。在另一实施例中,单层物件的截面参数包括单层物件的总截面积。具体来说,此总截面积可视为单层物件于XY平面上的涵盖范围。基此,倘若打印头110于打印此单层物件时仅于XY平面上进行小范围的移动,此单层物件的横截面积也就相对的较小。相反地,倘若打印头110于打印此单层物件时需于XY平面上进行大范围的移动,此单层物件的总截面积也就相对的较大。藉此,控制单元130可依据总截面积是否小于或等于面积门限值,来判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。也就是说,控制单元130可依据单层物件的总截面积而得知打印头110是否于承载面121上方进行小范围移动的打印。
在另一实施例中,单层物件的截面参数包括对应至单层物件的打印头110的移动距离。换言之,此移动距离代表打印头110于打印单层物件时的移动路径的长度。基此,倘若打印头110于打印此单层物件时仅于XY平面上进行小范围的移动,此移动距离也就相对的较短。相反地,倘若打印头110于打印此单层物件时需于XY平面上进行大范围的移动,此移动距离也就相对的较大。藉此,控制单元130可依据打印头110的移动距离是否小于或等于长度门限值,来判断单层物件的截面参数是否符合该小范围条件。也就是说,控制单元130可依据打印头110于打印单层物件的移动路径长度而得知打印头110是否于承载面121上方进行小范围移动的打印。
接着,若单层物件的截面参数不符合小范围条件,于步骤S405,控制单元130依据立体模型信息控制打印头110继续打印另一单层物件。相反地,若单层物件的截面参数符合小范围条件,于步骤S403,控制单元130依据单层物件的位置信息,控制打印头110往远离单层物件的第一方向移动。具体来说,通过控制打印头110往第一方向移动所花费的时间,可让单层物件的成型材有足够的时间固化至一定程度,以避免因持续叠加未固化至一定程度的成型材而产生立体物体不如预期的状况发生。也就是说,在打印头110往Z轴的下一个位置移动并打印另一单层物件前,承载面121上的成型材皆已经固化至一定程度。
之后,于步骤S404,控制单元130控制打印头110往靠近单层物件的第二方向移动。在本实施例中,第一方向与第二方向可互为相反方向。也就是说,在控制单元130控制打印头110往第一方向移动至一第一位置之后,控制单元130将控制打印头110沿第一方向的反方向从上述第一位置移动回单层物件的上方,以便于打印头110可于此单层物件上方继续堆叠另一单层物件。但本发明并不以此为限,控制单元130可视实际使用状况或依据立体模型信息来确定第二方向,以控制打印头110沿第一方向移动后再往第二方向移动。
为了更详细说明本发明,以下将列举另一实施例来说明当立体打印装置于进行小范围打印时,控制单元将如何控制打印头的移动路径。图5是本发明另一实施例所示出的打印头控制方法的流程图。本实施例的方法适用于图2以及图3的立体打印装置,以下即搭配立体打印装置100中的各构件说明本实施例打印头控制方法的详细步骤。
请参照图5,于步骤S501,控制单元130依据一立体模型信息控制打印头110,从而将单层物件成型于承载面121上。于步骤S502,控制单元130判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。若步骤S502判断为否,于步骤S505,控制单元130依据立体模型信息控制打印头110继续打印另一单层物件。上述步骤S501、步骤S502以及步骤S505与图4所示的实施例的步骤S401、步骤S402以及步骤S405相似或相同,在此不再赘述。
另一方面,若单层物件的截面参数符合小范围条件,于步骤S503,控制单元130依据单层物件的位置信息,控制打印头110往远离单层物件的第一方向移动。之后,于步骤S504,控制单元130控制打印头110往靠近单层物件的第二方向移动。
详细来说,在本实施例中,步骤S503可包括子步骤S5031以及子步骤S5032。为了确定打印头110的移动路径,于步骤S5031,控制单元130先确定单层物件的参考点。举例来说,图6是本发明一实施例所示出的单层物件于XY平面上的横截面的范例示意图。请参照图6,控制单元130可将单层物件L1于XY平面上的定界框B(bounding box)的中心点S作为单层物件L1的参考点,并以此参考点S的位置代表单层物件L1的位置,以进一步确定移动打印头110的方式。然而,本发明并不以此为限,在其他实施例中,控制单元130也可以其他方式来确定单层物件的参考点。举例来说,控制单元130也可选择单层物件L1于Y轴上具有最大坐标值的边缘点M作为单层物件L1的参考点。
之后,于步骤S5032,控制单元130依据参考点的位置确定第一方向,并控制打印头110往第一方向移动预设距离,致使打印头110的移动范围不超出承载面121上方。预设距离为一预设值,可视实际应用情况而定,本发明并不以此为限。举例来说,当承载面121的长宽皆为20厘米,预设距离例如为5厘米。
值得一提的是,虽然小范围打印的单层物件因为打印头110移动一段预设距离而有足够时间固化,但又为了避免因大幅移动打印头110而延长整体的打印时间,预设距离可视成型材的所需的固化时间而定。换言之,预设距离可视成型材的种类而定。再者,在本实施例中,为了控制打印头110的移动范围不超出承载面121的上方,控制单元130可依据单层物件于XY平面上的位置来确定用以移动打印头110的第一方向。
举例来说,图7A是本发明一实施例所示出的打印头控制方法的范例。在本范例中,控制单元假设是将单层物件于XY平面上的定界框的中心点作为单层物件的参考点。请参照图7A,承载面121依据分隔线703而区分为内区域702以及外区域701,且内区域702依据中心分隔线790而区分为左部分721与右部分722。在本范例中,控制单元130通过判断单层物件的参考点投影于承载面121上的投影位置位于承载面121的内区域702或外区域701之内,而据以确定用以移动打印头110的第一方向。
详细来说,若参考点的投影位置位于外区域701之内,控制单元130控制打印头110于XY平面上往承载面121的中心点Q移动一段预设距离。若参考点的投影位置位于内区域702之内,控制单元130控制打印头110于XY平面上沿第一水平方向或第二水平方向移动一段预设距离。
具体来说,在图7A所示的范例中,倘若单层物件位于位置P1处,此单层物件的参考点将投影于承载面121上的投影位置S1,且控制单元130判定投影位置S1位于内区域702之内。因此,当控制单元130控制打印头110打印完位于位置P1处的单层物件后,控制单元130控制打印头110于XY平面上沿第一水平方向771移动一段预设距离。
倘若单层物件位于位置P2处,此单层物件的参考点将投影于承载面121上的投影位置S2,且控制单元130将判定投影位置S2位于内区域702之内。因此,当控制单元130控制打印头110打印完位于位置P2处的单层物件后,控制单元130控制打印头110于XY平面上沿第二水平方向772移动一段预设距离。
进一步来说,若参考点的投影位置位于内区域702的左部分721之内,控制单元130控制打印头110于XY平面上沿第一水平方向771往中心分隔线790移动一段预设距离。若参考点的投影位置位于内区域702的右部分722之内,控制单元130控制打印头110于XY平面上沿第二水平方向772往中心分隔线790移动一段预设距离。如图7A所示,第一水平方向771与第二水平方向772互为相反方向,其中第一水平方向771为+X轴方向而第二水平方向772为-X轴方向。
另一方面,倘若单层物件位于位置P3处,此单层物件的参考点将投影于承载面121上的投影位置S3,且控制单元130将判定投影位置S3位于外区域701之内。因此,当控制单元130控制打印头110打印完位于位置P3处的单层物件后,控制单元130控制打印头110于XY平面上往承载面121的中心点Q移动一段预设距离。换言之,控制单元130控制打印头于XY平面上沿第一方向773移动一段预设距离。
倘若单层物件位于位置P4处,此单层物件的参考点将投影于承载面121上的投影位置S4,且控制单元130将判定投影位置S4位于外区域701之内。因此,当控制单元130控制打印头110打印完位于位置P4处的单层物件后,控制单元130控制打印头110于XY平面上往承载面121的中心点Q移动一段预设距离。换言之,控制单元130控制打印头于XY平面上沿第一方向774移动一段预设距离。然而,本发明控制打印头的移动方式并不仅限于图7A所示的范例。
举例来说,图7B是本发明一实施例所示出的打印头控制方法的范例。在本范例中,控制单元130假设是将单层物件于XY平面上的定界框的中心点作为单层物件的参考点。请参照图7B,在本范例中,承载面121依据水平分隔线792与垂直分隔线793而区分为第一象限区域Qu1、第二象限区域Qu2、第三象限区域Qu3以及第四象限区域Qu4。控制单元130先判断单层物件的参考点投影于承载面121上的投影位置位于承载面121的第一象限区域Qu1、第二象限区域Qu2、第三象限区域Qu3或第四象限区域Qu4之内,再据以确定用以移动打印头110的第一方向。
具体来说,在图7B所示的范例中,倘若单层物件位于位置P5处,此单层物件的参考点将投影于承载面121上的投影位置S5,且控制单元130将判定投影位置S5位于第一象限区域Qu1之内。因此,当控制单元130控制打印头110打印完位于位置P5处的单层物件后,控制单元130控制打印头110往第二象限区域Qu2、第三象限区域Qu3或第四象限区域Qu4移动一段预设距离。
换言之,控制单元130可沿第一方向777将打印头110往第二象限区域Qu2的方向移动一段预设距离。控制单元130也可沿第一方向776将打印头110往第三象限区域Qu3的方向移动一预设距离。控制单元130也可沿第一方向775将打印头110往第四象限区域Qu4的方向移动一预设距离。
值得一提的是,立体打印装置100通常利用两个或两个以上的马达来控制打印头110于XY平面上移动。举例来说,立体打印装置100可利用两个马达来分别控制打印头110于X轴向与Y轴向上的移动。因此,在一实施例中,若控制单元130将上述第一方向设定为单一轴向上的方向,例如±X轴方向或±Y轴方向,控制单元130仅需要驱动此单一轴向所对应马达而达到省电的功效,更可降低马达因过度使用故障的情形发生。具体来说,在图7B所示的范例中,控制打印头110从第一象限区域Qu1往第二象限区域Qu2移动的第一方向有不同的实施样态,但基于避免驱动过多的马达,可将第一方向777设定为水平方向(-X轴向)。
值得一提的是,上述实施例是将打印头的移动范围限制于承载面上方,但在另一实施例中,控制单元也可将打印头从承载面上方移动至另一平台处。图8是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的示意图。请参照图8,与图3所示的实施例相同,本实施例的立体打印装置100包括打印头110、平台120及控制单元130。此外,本实施例的立体打印装置100还包括另一平台180,平台180设置于平台120的一侧。在本实施例中,平台180例如是立体打印装置100的维护平台(maintain station)。
一般来说,当打印头在开始打印立体物体之前,打印头可于维护平台处等待控制单元下达有关打印立体物体的任何指令。具体而言,打印头可移动至维护平台处来进行清洁打印头的内部构件(像是熔融喷头或是喂料滚轮)的程序。
图9是本发明再一实施例所示出的打印头控制方法的流程图。本实施例的方法适用于图8的立体打印装置,以下即搭配立体打印装置100中的各构件说明本实施例打印头控制方法的详细步骤。
请参照图9,于步骤S901,控制单元130依据一立体模型信息控制打印头110,从而将单层物件成型于承载面121上。于步骤S902,控制单元130判断单层物件的截面参数是否符合小范围条件。若步骤S902判断为否,于步骤S905,控制单元130依据立体模型信息控制打印头110继续打印另一单层物件。上述步骤S901、步骤S902以及步骤S905与图4所示的实施例的步骤S401、步骤S402以及步骤S405相似或相同,在此不再赘述。
与前述实施例不同的是,若步骤S902判断为是,于步骤S903,控制单元130控制打印头110于移动平面上从承载面112上方移动至平台180处。也就是说,控制打印头110往远离单层物件的第一方向170移动的步骤可以是控制打印头110移动至平台180处,而第一方向170为朝向另一平台180的方向。接着,于步骤S904,控制单元130控制打印头110于移动平面上从另一平台180移动回承载面112上方,以继续打印立体物体的另一单层物件。
简单来说,通过将打印头110移动至平台180所花费的时间,可以让具有小横截面的单层物件固化至一定程度,进而避免未固化至一定程度的单层物件持续堆叠而产生形变。此外,当打印头110移动至平台180时,也可另外执行像是清洁打印头的程序,以避免部分喂料残留在打印头的喷嘴上造成堵塞现象,而可有效提升小范围打印品质。
综上所述,在本发明的上述实施例中,在立体打印装置打印完具有小截面积的单层物件之后,打印头将先往远离此单层物件的方向移动一段预设距离,再移动回可打印另一单层物件的位置上。如此一来,基于移动打印头所花费的时间,可让具有小截面积的单层物件拥有额外的固化时间而固化至一定程度,以避免成型材在固化不完全的状态下持续的逐层叠加,从而提升立体打印装置的打印品质。此外,本发明的实施例可基于单层物件的位置来确定打印头的移动路径,以控制打印头的移动范围不超出承载面的上方。如此,可有效地控制打印头确实地移动一段预设距离并可同时避免打印时间过长的问题发生。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (18)
1.一种打印头控制方法,用以控制立体打印装置上打印头的移动路径,其特征在于,所述方法包括:
依据立体模型信息控制该打印头,从而将单层物件成型于承载面上;
判断该单层物件的截面参数是否符合小范围条件;
若该单层物件的该截面参数符合该小范围条件,依据该单层物件的位置信息,控制该打印头往远离该单层物件的第一方向移动;以及
控制该打印头往靠近该单层物件的第二方向移动,
其中依据该单层物件的该位置信息,控制该打印头往远离该单层物件的该第一方向移动的步骤包括:
确定该单层物件的参考点;以及
依据该参考点的位置确定该第一方向,并控制该打印头往该第一方向移动预设距离,致使该打印头的移动范围不超出该承载面上方。
2.根据权利要求1所述的打印头控制方法,其特征在于,该截面参数包括该单层物件的总打印时间,而判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件的步骤包括:
依据该总打印时间是否小于或等于时间门限值,来判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件。
3.根据权利要求1所述的打印头控制方法,其特征在于,该截面参数包括该单层物件的总截面积,而判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件的步骤包括:
依据该总截面积是否小于或等于面积门限值,来判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件。
4.根据权利要求1所述的打印头控制方法,其特征在于,该截面参数包括对应至该单层物件的该打印头的移动距离,而判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件的步骤包括:
依据该移动距离是否小于或等于长度门限值,来判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件。
5.根据权利要求1所述的打印头控制方法,其特征在于,依据该参考点的位置确定该第一方向,并控制该打印头往该第一方向移动该预设距离,致使该打印头的移动范围不超出该承载面上方的步骤包括:
判断该参考点投影于该承载面上的投影位置位于该承载面的内区域或外区域之内;
若该参考点的该投影位置位于该外区域之内,控制该打印头于移动平面上往该承载面的中心点移动该预设距离;以及
若该参考点的该投影位置位于该内区域之内,控制该打印头于该移动平面上沿第一水平方向或第二水平方向移动该预设距离,其中该第一水平方向与第二水平方向互为相反方向。
6.根据权利要求5所述的打印头控制方法,其特征在于,该内区域依据中心分隔线而区分为左部分与右部分,而若该参考点的该投影位置位于该内区域之内,控制该打印头于该移动平面上往该第一水平方向或该第二水平方向移动该预设距离的步骤包括:
若该投影位置位于该内区域的该左部分之内,控制该打印头于该移动平面上沿该第一水平方向往该中心分隔线移动该预设距离;以及
若该投影位置位于该内区域的该右部分之内,控制该打印头于该移动平面上沿该第二水平方向往该中心分隔线移动该预设距离。
7.根据权利要求1所述的打印头控制方法,其特征在于,该承载面依据水平分隔线与垂直分隔线而区分为第一象限区域、第二象限区域、第三象限区域以及第四象限区域,而依据该参考点的位置确定该第一方向,并控制该打印头往该第一方向移动预设距离,致使该打印头的移动范围不超出该承载面上方的步骤包括:
判断该参考点投影于该承载面上的投影位置位于该第一象限区域、该第二象限区域、该第三象限区域或该第四象限区域之内;以及
若该投影位置位于该第一象限区域之内,控制该打印头往该第二象限区域、该第三象限区域或该第四象限区域移动该预设距离。
8.根据权利要求1所述的打印头控制方法,其特征在于,依据该单层物件的该位置信息,控制该打印头往远离该单层物件的该第一方向移动的步骤包括:
控制该打印头于移动平面上从该承载面上方移动至另一平台,其中该第一方向为朝向该另一平台的方向,
其中控制该打印头往靠近该单层物件的该第二方向移动的步骤包括:
控制该打印头于该移动平面上从该另一平台移动回该承载面上方。
9.根据权利要求1所述的打印头控制方法,其特征在于,该第一方向与该第二方向互为相反方向。
10.一种立体打印装置,其特征在于,包括:
平台,包括承载面;
打印头,设置于该平台上方,该打印头经配置以沿着移动平面移动以及沿着该移动平面的法线方向移动;以及
控制单元,耦接该平台与该打印头,该控制单元依据立体模型信息控制该打印头,从而将单层物件成型于该承载面上,并判断该单层物件的截面参数是否符合小范围条件,
其中,若该单层物件的该截面参数符合该小范围条件,该控制单元依据该单层物件的位置信息,控制该打印头往远离该单层物件的第一方向移动,以及控制该打印头往靠近该单层物件的第二方向移动,
其中,该控制单元确定该单层物件的参考点,且该控制单元依据该参考点的位置确定该第一方向,并控制该打印头往该第一方向移动预设距离,致使该打印头的移动范围不超出该承载面上方。
11.根据权利要求10所述的立体打印装置,其特征在于,该截面参数包括该单层物件的总打印时间,且该控制单元依据该总打印时间是否小于或等于时间门限值,来判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件。
12.根据权利要求10所述的立体打印装置,其特征在于,该截面参数包括该单层物件的总截面积,而该控制单元依据该总截面积是否小于或等于面积门限值,来判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件。
13.根据权利要求10所述的立体打印装置,其特征在于,该截面参数包括对应至该单层物件的该打印头的移动距离,而该控制单元依据该移动距离是否小于或等于长度门限值,来判断该单层物件的该截面参数是否符合该小范围条件。
14.根据权利要求10所述的立体打印装置,其特征在于,该控制单元判断该参考点投影于该承载面上的投影位置位于该承载面的内区域或外区域之内,
其中,若该参考点的该投影位置位于该外区域之内,该控制单元控制该打印头于移动平面上往该承载面的中心点移动该预设距离,
其中,若该参考点的该投影位置位于该内区域之内,该控制单元控制该打印头于该移动平面上沿第一水平方向或第二水平方向移动该预设距离,且该第一水平方向与该第二水平方向互为相反方向。
15.根据权利要求14所述的立体打印装置,其特征在于,该内区域依据中心分隔线而区分为左部分与右部分,
其中,若该投影位置位于该内区域的该左部分之内,该控制单元控制该打印头于该移动平面上沿该第一水平方向往该中心分隔线移动该预设距离,
其中,若该投影位置位于该内区域的该右部分之内,该控制单元控制该打印头于该移动平面上沿该第二水平方向往该中心分隔线移动该预设距离。
16.根据权利要求10所述的立体打印装置,其特征在于,该承载面依据水平分隔线与垂直分隔线而区分为第一象限区域、第二象限区域、第三象限区域以及第四象限区域,
其中,该控制单元判断该参考点投影于该承载面上的投影位置位于该第一象限区域、该第二象限区域、该第三象限区域或该第四象限区域之内,若该投影位置位于该第一象限区域之内,该控制单元控制该打印头往该第二象限区域、该第三象限区域或该第四象限区域移动该预设距离。
17.根据权利要求10所述的立体打印装置,其特征在于,该立体打印装置还包括另一平台,该另一平台设置于该平台的一侧,
其中若该单层物件的该截面参数符合该小范围条件,该控制单元控制该打印头于移动平面上从该承载面上方移动至该另一平台,并控制该打印头于该移动平面上从该另一平台移动回该承载面上方,其中该第一方向为朝向该另一平台的方向。
18.根据权利要求10所述的立体打印装置,其特征在于,该第一方向与该第二方向互为相反方向。
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CN109080131B (zh) * | 2018-10-18 | 2021-05-11 | 珠海赛纳三维科技有限公司 | 三维打印方法及装置 |
CN109435226B (zh) * | 2018-12-27 | 2020-08-25 | 浙江大学 | 一种大范围3d打印方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201036753A (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-16 | Microjet Technology Co Ltd | Dust keeper for three-dimensional make-up machine |
CN102615830A (zh) * | 2011-01-26 | 2012-08-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种基于电流变液的快速成型方法及装置 |
CN103153483A (zh) * | 2010-09-22 | 2013-06-12 | 赫克斯冈技术中心 | 表面溅射装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5121329A (en) * | 1989-10-30 | 1992-06-09 | Stratasys, Inc. | Apparatus and method for creating three-dimensional objects |
US5257657A (en) * | 1990-07-11 | 1993-11-02 | Incre, Inc. | Method for producing a free-form solid-phase object from a material in the liquid phase |
US5740051A (en) * | 1991-01-25 | 1998-04-14 | Sanders Prototypes, Inc. | 3-D model making |
US5594652A (en) * | 1991-01-31 | 1997-01-14 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for the computer-controlled manufacture of three-dimensional objects from computer data |
US5968561A (en) * | 1998-01-26 | 1999-10-19 | Stratasys, Inc. | High performance rapid prototyping system |
US6324440B1 (en) * | 1998-12-29 | 2001-11-27 | Lek Technologies, Llc | Apparatus for fabricating surface structures |
US6722872B1 (en) * | 1999-06-23 | 2004-04-20 | Stratasys, Inc. | High temperature modeling apparatus |
US7939003B2 (en) * | 2004-08-11 | 2011-05-10 | Cornell Research Foundation, Inc. | Modular fabrication systems and methods |
US7744364B2 (en) * | 2007-06-21 | 2010-06-29 | Stratasys, Inc. | Extrusion tip cleaning assembly |
EP3034282A1 (en) * | 2010-11-28 | 2016-06-22 | Stratasys Ltd. | System and method for additive manufacturing of an object |
US9172829B2 (en) * | 2012-07-31 | 2015-10-27 | Makerbot Industries, Llc | Three-dimensional printer with laser line scanner |
US9688025B2 (en) * | 2014-01-08 | 2017-06-27 | Adobe Systems Incorporated | 3D cleaning object for multi-print-head 3D printing |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201036753A (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-16 | Microjet Technology Co Ltd | Dust keeper for three-dimensional make-up machine |
CN103153483A (zh) * | 2010-09-22 | 2013-06-12 | 赫克斯冈技术中心 | 表面溅射装置 |
CN102615830A (zh) * | 2011-01-26 | 2012-08-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种基于电流变液的快速成型方法及装置 |
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