CN105666861B - 立体打印装置 - Google Patents

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张瑞丰
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Abstract

本发明提供一种立体打印装置，包括框架、基座模块及打印头模块。框架包括承靠部。基座模块设置于框架并包括打印平台及延伸机构。延伸机构包括多个延伸杆及多个支撑座。各延伸杆包括相对的第一端及第二端。第一端枢设于框架，使延伸杆枢转于收纳及延伸位置之间。各延伸杆于收纳位置的轴向平行于打印平台的承载面。各延伸杆于延伸位置的轴向垂直于承载面。支撑座分别设置于第二端上。打印平台适于承靠于承靠部或支撑座上。打印头模块可移动地设置基座模块上方，且其基准平面至打印平台承靠于支撑座时的距离大于基准平面至打印平台承靠于承靠部时的距离。

Description

立体打印装置
技术领域
本发明是有关于一种打印装置，且特别是有关于一种立体打印装置。
背景技术
随着电脑辅助制造(Computer-Aided Manufacturing,简称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,简称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坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成立体物件。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，还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,简称CAD)软件所设计的数字立体模型真实地呈现出来，不但摸得到，也可真实地感受得到它的几何曲线，还可以试验零件的装配性、甚至进行可能的功能试验。
然而，目前利用上述快速成型法形成立体物品的立体打印装置是通过打印头将打印材挤出而逐层成型于基座上，之后，再例如通过烘干以及硬化等步骤而得到立体物件。然而，立体打印装置所打印出来的立体物件的尺寸会受限于立体打印装置的高度而无法打印出高度较高的立体物件。因此，目前的立体打印装置在使用上仍旧十分地不便，且其所打印出的立体物件的变化及弹性也有限。
发明内容
本发明提供一种立体打印装置，其可调整打印头模块至打印平台的距离，以打印出高度较高的立体物件。
本发明的一种立体打印装置，包括框架、基座模块以及打印头模块。框架包括承靠部。基座模块设置于框架上，并包括打印平台以及延伸机构。打印平台包括承载面。延伸机构包括多个第一延伸杆以及多个支撑座。各第一延伸杆包括相对的第一端以及第二端。第一端枢设于框架，以使第一延伸杆适于枢转于收纳位置以及延伸位置之间。各第一延伸杆于收纳位置的轴向平行于承载面。各第一延伸杆于延伸位置的轴向垂直于承载面。支撑座分别设置于第二端上。打印平台适于承靠于承靠部或支撑座上。打印头模块可移动地设置基座模块上方，以打印立体物件于承载面上。打印头模块的基准平面至打印平台承靠于支撑座时的第一距离大于基准平面至打印平台承靠于承靠部时的第二距离。
在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括多个支架，设置于框架上。各第一延伸杆枢设于对应的支架上。
在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括多个止挡件，分别设置于支架上。各第一延伸杆位于对应的支架以及对应的止挡件之间，限制各第一延伸杆的枢转路径。
在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括多个弹性件，各弹性件连接于对应的支架与对应的止挡件之间。
在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括多个第二延伸杆。各第二延伸杆包括第三端以及第四端。各第三端适于在对应的第一延伸杆于延伸位置时锁固于对应的第二端。
在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括多个承压件，分别套设于第四端，并承靠于平面上。
在本发明的一实施例中，上述的打印平台适于承放于平面上。
在本发明的一实施例中，上述的基准平面至打印平台承放于平面时的一第三距离大于第一距离。
基于上述，本发明将延伸机构枢设于框架上，使其可枢转于收纳位置以及延伸位置之间，打印平台则可承放于框架的承靠部或是延伸机构的支撑座上。如此，当立体打印装置欲打印高度较高的立体物件时，使用者可将延伸机构的第一延伸杆旋转至延伸位置，并将打印平台承放于支撑座上，以增加打印头模块至打印平台之间的距离。并且，若立体打印装置于一般使用状态下，使用者则可将第一延伸杆旋转至收纳位置，以缩小其占用的体积。因此，本发明的立体打印装置不仅可打印出高度较高的立体物件，在平常时又可将延伸机构收纳于框架的承靠部下方，减少其所占的体积。因此，本发明的立体打印装置确实可增加打印的方便度以及立体物件的设计弹性。
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的一种立体打印装置的立体示意图；
图2是图1的延伸机构于收纳位置的侧视示意图；
图3是图1的延伸机构于延伸位置的侧视示意图；
图4是图1的立体打印装置的局部放大侧视示意图；
图5是图1的立体打印装置的局部放大立体示意图；
图6是图1的打印平台承放于承靠部的示意图；
图7是图1的打印平台承放于支撑座的示意图；
图8是本发明的一实施例的一种延伸机构的部分构件分解示意图；
图9是图8的延伸机构的组装示意图；
图10是图9的延伸机构与打印平台的设置关系示意图。
附图标记说明：
10：立体打印装置；
100：基座模块；
110：打印平台；
112：承载面；
120：延伸机构；
122：第一延伸杆；
122a：第一端；
122b：第二端；
124：支撑座；
126：第二延伸杆；
126a：第三端；
126b：第四端；
128：承压件；
400：支架；
500：止挡件；
600：弹性件；
200：打印头模块；
300：框架；
310：承靠部；
A1：轴向；
D1：第一距离；
D2：第二距离；
D3：第三距离；
PL：基准平面；
R1：枢转方向；
S1：平面。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的各实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列各实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号。
图1是本发明的一实施例的一种立体打印装置的立体示意图。请参照图1，在本实施例中，立体打印装置10适于依据数字立体模型打印出立体物件。立体打印装置10包括基座模块100、打印头模块200以及框架300。在本实施例中，立体打印装置10可用以读取以及处理数字立体模型，其中，数字立体模型可为数字立体图像文件，其例如由电脑主机通过电脑辅助设计(computer-aided design,简称CAD)或动画建模软件等建构而成。在本实施例中，框架300包括承靠部310。基座模块100设置于框架300上，并包括打印平台110以及延伸机构120。打印平台110适于承放于承靠部310上，且打印平台110具有承载面112。打印头模块200则可移动地设置基座模块上方。立体打印装置10依据上述的数字立体模型控制打印头模块200的移动，以打印出立体物件于承载面112上。
图2是图1的延伸机构于收纳位置的侧视示意图。图3是图1的延伸机构于延伸位置的侧视示意图。请同时参照图1至图3，详细来说，立体打印装置10的延伸机构120包括多个第一延伸杆122以及多个支撑座124。各第一延伸杆122包括彼此相对的第一端122a以及第二端122b。第一端122a枢设于框架300，以使第一延伸杆122适于沿枢转方向R1枢转于收纳位置以及延伸位置之间。图2即示出第一延伸杆122于收纳位置时的状态，而图3则示出第一延伸杆122于延伸位置时的状态。当第一延伸杆122如图2所示位于收纳位置时，各第一延伸杆122的轴向A1平行于图1所示的承载面112。当第一延伸杆122如图3所示位于延伸位置时，各第一延伸杆122的轴向A1垂直于图1所示的承载面112。支撑座124设置于第一延伸杆122的第二端122b上。
图4是图1的立体打印装置的局部放大侧视示意图。图5是图1的立体打印装置的局部放大立体示意图。请同时参照图4以及图5，具体而言，立体打印装置10还可包括多个支架400以及多个止挡件500。支架400设置于框架300上。各第一延伸杆122则枢设于对应的支架400上，以沿着枢转方向R1旋转。止挡件500分别设置于支架400上，以使各第一延伸杆122如图5所示位于对应的支架400以及对应的止挡件500之间，以限制各第一延伸杆122的枢转路径。此外，立体打印装置10还可包括多个弹性件600，各弹性件600连接于对应的支架400与对应的止挡件500之间，以牵制止挡件500往远离支架400的方向移动。
图6是图1的打印平台承放于承靠部的示意图。图7是图1的打印平台承放于支撑座的示意图。请参照图6以及图7，如上述的配置，打印平台110可承靠于框架300的承靠部310或承靠于延伸机构120的支撑座124上，而打印头模块200的基准平面PL至打印平台110承靠于支撑座124时的第一距离D1大于基准平面PL至打印平台110承靠于承靠部310时的第二距离D2。换句话说，当打印平台110承靠于延伸机构120的支撑座124上时，打印头模块200的基准平面PL至打印平台110的距离为第一距离D1，当打印平台110承靠于框架300的承靠部310上时，打印头模块200的基准平面PL至打印平台110的距离为第二距离D2，而第一距离D1大于第二距离D2。在本实施例中，第二距离D2可与第一距离D1之间差距60毫米(mm)，当然，本发明并不以此为限。
如此，当立体打印装置10于一般使用状态下，第一延伸杆122可如图6所示位于收纳位置，而当立体打印装置10欲打印高度较高的立体物件时(例如立体物件的高度大于第二距离D2时)，使用者则可将第一延伸杆122沿枢转方向R1旋转至如图7所示的延伸位置，并将打印平台110承放于支撑座124上，以增加打印头模块200至打印平台110之间的距离。因此，立体打印装置10不仅可打印出高度较高的立体物件，在平常时又可将延伸机构120收纳于框架300的承靠部310下方，减少其所占的体积，进而增加立体打印装置10的方便度以及使用弹性。
图8是本发明的一实施例的一种延伸机构的部分构件分解示意图。图9是图8的延伸机构的组装示意图。请同时参照图8以及图9，在本实施例中，立体打印装置10的延伸机构120还可包括多个第二延伸杆126。各第二延伸杆126包括彼此相对的第三端126a以及第四端126b。各第三端126a适于在对应的第一延伸杆122于延伸位置时锁固于对应的第二端122b。举例来说，第一延伸杆122的第二端122b可具有螺纹，而第二延伸杆126的第三端126a可具有对应的螺孔，如此，当第一延伸杆122于延伸位置时，第二延伸杆126的第三端126a可通过其与第二端122b的螺纹配合的螺孔来锁固于第一延伸杆122上。当然，本实施例仅用以举例说明，本发明并不限制第一延伸杆122与第二延伸杆126之间的锁固方式。
图10是图9的延伸机构与打印平台的设置关系示意图。请同时参照图9以及图10，在本实施例中，延伸机构120还可包括多个承压件128，其分别套设于第二延伸杆126的第四端126b，并承靠于平面S1上。具体而言，第二延伸杆126的第四端126b可例如具有螺纹，而承压件128可具有对应的螺孔，如此，承压件128可通过其与第四端126b的螺纹配合的螺孔而锁固于第二延伸杆126的第四端126b上，当然，本实施例仅用以举例说明，本发明并不限制承压件128与第二延伸杆126之间的锁固方式。举例来说，平面S1可为桌面，立体打印装置10即可通过承压件128承靠于任一平面上。当第一延伸杆122于延伸位置，且第二延伸杆126并未锁固于第一延伸杆122上时，承压件128也可锁固于第一延伸杆122的第二端122b上，使立体打印装置10可通过承压件128承靠于任一平面上。
如此配置，当第一延伸杆122于延伸位置，且第二延伸杆126锁固于第一延伸杆122上时，打印平台110可如图10所示承放于平面S1上。并且，打印头模块200的基准平面PL至打印平台110承放于平面S1时的第三距离D3大于如图7所示的第一距离D1。换句话说，打印头模块200的基准平面PL至打印平台110承放于平面S1时的第三距离D3大于基准平面PL至打印平台110承放于支撑座124时的第一距离D1。在本实施例中，第三距离D3可与第一距离D1之间差距50mm，并与第二距离D2之间差距110mm，当然，本发明并不以此为限。在本发明的其他实施例中，立体打印装置10可具有多个长度不同的第二延伸杆126，以依据实际打印需求调整打印头模块200至打印平台110之间的距离。
进一步的，在本发明的其他实施例中，立体打印装置10还可移除打印平台110，而直接通过打印头模块200打印立体物件于平面S1上。或者，打印头模块200可直接打印立体物件于另一立体物件上，例如打印立体图案于蛋糕上。因此，立体打印装置10可进一步增加打印头模块200至打印平台110之间的距离，使立体打印装置10可打印出高度更高的立体物件或是打印立体物件于另一高度较高的立体物件上，增加立体打印装置10的使用弹性。并且，立体打印装置10在平常时又可将第二延伸杆126卸除，并将第一延伸杆122收纳于框架300的承靠部310下方，减少其所占的体积。
综上所述，本发明将延伸机构枢设于框架上，使其可枢转于收纳位置以及延伸位置之间，打印平台则可承放于框架的承靠部或是延伸机构的支撑座上。如此，当立体打印装置欲打印高度较高的立体物件时，使用者可将延伸机构的第一延伸杆旋转至延伸位置，并将打印平台承放于支撑座上，以增加打印头模块至打印平台之间的距离。并且，若立体打印装置于一般使用状态下，使用者则可将第一延伸杆旋转至收纳位置，以缩小其占用的体积。因此，本发明的立体打印装置不仅可打印出高度较高的立体物件，在平常时又可将延伸机构收纳于框架的承靠部下方，减少其所占的体积，进而增加立体打印装置的方便度以及使用弹性。
此外，当第一延伸杆于延伸位置时，使用者还可将第二延伸杆锁固于第一延伸杆上，并以第二延伸杆承靠于平面上，再将打印平台承放于此平面，以进一步增加打印头模块至打印平台的距离。如此，立体打印装置可两段式增加打印头模块至打印平台之间的距离，使立体打印装置可打印出高度更高的立体物件，并且，在平常时又可将第二延伸杆卸除，并将第一延伸杆收纳于框架的承靠部下方，减少其所占的体积。因此，本发明的立体打印装置确实可增加打印的方便度以及立体物件的设计弹性。
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 (8)

1.一种立体打印装置，其特征在于，包括：
框架，包括承靠部；
基座模块，设置于该框架上，并包括打印平台以及延伸机构，该打印平台包括承载面，该延伸机构包括：
多个第一延伸杆，各该第一延伸杆包括相对的第一端以及第二端，该第一端枢设于该框架，以使该第一延伸杆适于枢转于收纳位置以及延伸位置之间，各该第一延伸杆于该收纳位置的轴向平行于该承载面，各该第一延伸杆于该延伸位置的该轴向垂直于该承载面；以及
多个支撑座，分别设置于该些第二端上，该打印平台适于承靠于该承靠部或该些支撑座上；
打印头模块，可移动地设置该基座模块上方，以打印立体物件于该承载面上，该打印头模块的基准平面至该打印平台承靠于该些支撑座时的第一距离大于该基准平面至该打印平台承靠于该承靠部时的第二距离。
2.根据权利要求1所述的立体打印装置，其特征在于，还包括多个支架，设置于该框架上，各该第一延伸杆枢设于对应的支架上。
3.根据权利要求2所述的立体打印装置，其特征在于，还包括多个止挡件，分别设置于该些支架上，各该第一延伸杆位于对应的支架以及对应的止挡件之间，限制各该第一延伸杆的枢转路径。
4.根据权利要求3所述的立体打印装置，其特征在于，还包括多个弹性件，各该弹性件连接于对应的支架与对应的止挡件之间。
5.根据权利要求1所述的立体打印装置，其特征在于，该延伸机构还包括多个第二延伸杆，各该第二延伸杆包括第三端以及第四端，各该第三端适于在对应的第一延伸杆于该延伸位置时锁固于对应的第二端。
6.根据权利要求5所述的立体打印装置，其特征在于，该延伸机构还包括多个承压件，分别套设于该些第四端，并承靠于平面上。
7.根据权利要求6所述的立体打印装置，其特征在于，该打印平台适于承放于该平面上。
8.根据权利要求6所述的立体打印装置，其特征在于，该基准平面至该打印平台承放于该平面时的第三距离大于该第一距离。
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