CN105984230A - 快速成型装置的打印模块 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种快速成型装置的打印模块，包含：喷印平台，具有架体及跨设于架体上的传动轴；承载座穿设于传动轴上；以及两模块化相同结构的喷液匣，互为相反方向嵌合设置于承载座上，每一喷液匣具有一匣体，其内设有三个储液室，该至少两喷液匣内容置至少一个相同的喷印液体，喷液匣的匣体底部设有喷液芯片，其上具有多个供液槽，各自与储液室对应连通，其中的一喷液芯片上的多个供液槽与另一喷液芯片上的多个供液槽错位设置，且其末端的位置切齐于另一多个供液槽顶端的位置，促使有效喷印长度延长以实施快速成型的喷印作业。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种快速成型装置，尤指一种具有两模块化相同结构的喷液匣，互为相反方向嵌合设置于该承载座上的快速成型装置的打印模块。
【背景技术】
快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP技术)为依据建构类似金字塔层层堆栈成型的概念所发展而成，其主要技术特征是成型的快捷性，能在不需要任何刀具，模具及治具的情况下自动、快速将任意复杂形状的设计方案快速转换为3D的实体模型，大大缩短了新产品的研发周期及减少研发成本，能够确保新产品的上市时间和新产品开发的一次成功率，快速成型技术为技术人员之间，以及技术人员与企业决策者、产品的用户等非技术人员之间提供了一个更加完整及方便的产品设计交流工具，从而明显提高了产品在市场上的竞争力和企业对市场的快速反应能力。
目前RP技术发展出利用喷印技术结合载具精密定位技术的方式来生产3D的实体模型，其生产方式为先将一层粉末铺设于载具上方并利用喷液打印技术于部分粉末上喷印高粘度的粘结剂，使粘结剂与粉末沾粘并固化，一直重复上述制程层层堆砌即可完成3D的实体模型。
已知通常以一般喷印技术所采用的打印模块应用于RP技术上，举例来说，其如图1所示，该一般喷印技术所采用的打印模块1设置于一主机体(未图式)，以进行喷印作业。该打印模块1包括喷印平台10、承载座11及至少一喷液匣12，该喷印平台10包括架体101以及跨设于该架体101的传动轴102，承载座11穿设于该传动轴102上，该至少一喷液匣12通常会设置两喷液匣，即如图1所示，为容置黑色墨水的第一喷液匣121及容置彩色墨水(例如：青色(C)、黄色(Y)、洋红色(M))的第二喷液匣122，且喷液匣12对应设置于该承载座11上，故该承载座11及设置于其上的喷液匣12可相对于该喷印平台10的该传动轴102以进行X轴的往复式作动。
当该打印模块1进行RP技术的喷印作业时，透过该喷印平台10带着该承载座11及设置于其上的喷液匣12进行一Y轴方向的往复式作动，并再透过该喷液匣12在该承载座11上可沿该传动轴102以进行左右移动的X轴方向的往复式作动，如此透过X轴及Y轴方向交互进行的往复式作动，可将该喷液匣12所容置的各色墨水喷涂在建构载具(未图示)所铺设的建构材料(未图示)上，并一直重复上述制程以实施层层堆砌的作业，进而可完成3D对象的实体模型(未图标)。
惟在此3D对象的快速成型喷印作业实施时，喷液匣12中除了容置黑色及彩色墨水之外，更需额外容置高粘度的粘结剂，以将建构材料进行粘合，进而可层层堆砌以构成3D对象，因此传统的快速成型装置更需设置额外的承载架及喷液匣用于容置高粘度的粘结剂，如此一来，则会导致喷印模块1的整体体积增大，同时更增加承载架及喷液匣的成本。
除此之外，传统喷液匣12的喷墨芯片位置均相同一致，故其打印行程亦为固定配合喷墨芯片上的喷孔长度，无法加快其喷印速度。
有鉴于此，如何发展一种可改善前述已知技术缺失的快速成型装置的打印模块，实为目前迫切需要解决的问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种快速成型装置的打印模块，其具备两模块化相同结构的喷液匣，且每一喷液匣具备三个储液室，且其中两储液室用以容置不同色的墨水，一储液室用以容置粘结剂，同此以互为相反方向嵌合于承载座上实施3D对象的快速成型的喷印作业。
为达上述目的，本发明的一较广义实施态样为提供一种快速成型装置的打印模块，包含：喷印平台，具有架体及传动轴，传动轴跨设于架体上；承载座，穿设于传动轴上；以及两模块化相同结构的喷液匣，互为相反方向嵌合设置于承载座上，其中每一喷液匣具有一匣体，匣体内设有三个储液室，用以分别容置不同的喷印液体，至少两个相同模块化的喷液匣的匣体容置至少有一个相同的喷印液体，而喷液匣的匣体底部设有喷液芯片，喷液芯片上具有多个供液槽，各自与匣体的储液室对应连通，其中的一喷液匣的喷液芯片上的多个供液槽是与另一喷液匣的喷液芯片上的多个供液槽错位设置，且其中的一喷液芯片上的多个供液槽末端的位置是切齐于另一喷液芯片上的多个供液槽顶端的位置，促使整个有效喷印长度延长以实施快速成型的喷印作业。
【附图说明】
图1为已知采用一般喷印技术的快速成型的打印模块的结构示意图。
图2为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的结构示意图。
图3为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的外观示意图。
图4A为图3所示的喷液匣的仰视结构示意图。
图4B为图3所示的喷液匣的俯视剖面结构示意图。
图4C为图4A所示的喷液匣的A-A’的剖面结构示意图。
图4D为图4A所示的喷液匣的B-B’的剖面结构示意图。
图5为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的墨水配置示意图。
图6为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液芯片及挠性电路板的共板结构示意图。
图7A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的储液室及喷墨芯片、挠性电路板的共板结构示意图。
图7B为图3所示的喷液匣的侧面剖面结构示意图。
【符号说明】
1、2：打印模块
10、20：喷印平台
101、201：架体
102、202：传动轴
11、21：承载座
12、22、22X、22Y：喷液匣
121：第一喷液匣
122：第二喷液匣
220：上盖
221、221x、221y：匣体
221a、221ax、221ay：壁面
222、222x、222y：挠性电路板
222a、222ax、222ay：电气接触点
223、223x、223y：喷液芯片
224、224a、224b、224c、224x、224ax、224bx、224cx、224y、224ay、224by、224cy：供液槽
225、226、227、225x、226x、227x、225y、226y、227y：储液室
228X、228Y：喷液芯片及挠性电路板的共板结构
229ax、229ay：第一卡接结构
229bx、229by：第二卡接结构
229cx：侧边
L：有效喷印长度
2L：总有效喷印长度
【具体实施方式】
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本发明。
请参阅图2，其是为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的结构示意图。如图2所示，打印模块2是适用于一快速成型装置(未图标)中，且包括喷印平台20、承载座21及多个模块化的喷液匣22，喷印平台20包括架体201以及传动轴202，且传动轴202跨设于架体201上，承载座21穿设于传动轴202上，且于本实施例中，该多个模块化的喷液匣22是为两模块化相同结构的喷液匣22X、22Y，该两喷液匣22X、22Y互为相反方向嵌合设置于该承载座21上，故承载座21及设置于其上的两喷液匣22X、22Y可相对于喷印平台20的传动轴202以单一方向(例如：X轴的方向)往复式位移，并借由于此两模块化相同结构的喷液匣22中导入喷印液体，以实施快速成型的喷印作业。
当该打印模块2进行RP技术的喷印作业时，透过该喷印平台20带着该承载座21及设置于其上的两喷液匣22X、22Y进行一Y轴方向的往复式作动，并再透过该两喷液匣22X、22Y在该承载座21上可沿该传动轴202以进行左右移动的X轴方向的往复式作动，如此透过X轴及Y轴方向交互进行的往复式作动，可将两喷液匣22X、22Y中所容置的喷印液体喷涂在建构载具(未图示)所铺设的建构材料(未图示)上，并一直重复上述制程以实施层层堆砌的作业，进而可完成3D对象的实体模型(未图标)。
于一些实施例中，该喷印液体可为粘结剂及色料墨水，且该色料墨水可为颜料墨水或染料墨水等，并不以此为限。且于另一些实施例中，该喷印液体可为无色或单色的喷印液体，例如透明粘结剂喷印液体、青色(C)喷印液体、黄色(Y)喷印液体、洋红色(M)喷印液体或其它颜色浅青色、浅洋红、灰度色等喷印液体，且不以此为限。
请参阅图3，图3为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣之外观示意图。如图所示，打印模块2的喷液匣22是由上盖220、匣体221、挠性电路板222以及喷液芯片223所构成，其中上盖220覆盖于匣体221之上，而喷液芯片223则设置于匣体221的下方，且在匣体221内部具有储液空间，以储存喷印液体。匣体221具有壁面221a，且当喷液匣22安装设置于快速成型装置(未图标)上时，该壁面221a是可与其承载座21(如图2所示)相对应而设置。且挠性电路板222即设置于壁面221a上，并具有多个电气接触点222a，当喷液匣22被设置于快速成型装置的承载座21上时，透过喷液匣22的挠性电路板222上的电气接触点222a与承载座21上的导接部(未图示)对应电气连接。
请参阅图4A及图4B，图4A为图3所示的喷液匣的底视结构示意图，图4B为图3所示的喷液匣的上视剖面结构示意图，如图4A所示，喷液芯片223是对应设置于喷液匣22的匣体221的底部，且具有多个供液槽224，于本实施例中，该多个供液槽的数量是为3，但不以此为限，于另一些实施例中，该多个供液槽的数量亦可为4，该多个供液槽的数量是可依照实际施作情形而任施变化，并不以此为限。且于本实施例中，如图4B所示，喷液匣22的匣体221内部是具有3个储液室225、226、227，换言之，匣体221内部的储液空间被区隔为3个储液室225、226、227，用以分别容置不同色或相同色的喷印液体。举例来说，在本实施例中，储液室225是用以容置透明粘结剂(T)、储液室226是用以容置青色(C)色料墨水、储液室227是用以容置洋红色(M)色料墨水，但不以此为限，且此3个储液室225、226、227均分别与设置于匣体221底部的喷液芯片223的多个供液槽224相连通。以本实施例为例，储液室225是与中央的供液槽224b相连通，用以将粘结剂输送至中央的供液槽224b；另外，储液室226则与一侧的供液槽224a相连通，用以将其中容置的青色色料墨水输送至供液槽224a中；至于储液室227则与另一侧的供液槽224c相连通，用以将其中容置的洋红色色料墨水输送至供液槽224c中。
请同时参阅图4A、图4B、图4C及图4D其中图4C为图4A所示的喷液匣的A-A’的剖面结构示意图，图4D为图4A所示的喷液匣的B-B’的剖面结构示意图。如图4B所示，可见喷液匣22的匣体221内部的3个储液室225、226、227均分别与设置于匣体221底部的喷液芯片223的多个供液槽224相连通，且由图4C所示的剖面结构示意图可见储液室225内部的结构，搭配图4B所示的剖面结构示意图，可见储液室225内部容置储存的透明粘结剂是由储液室225内部两侧向底部流动，以流至匣体221底部的喷液芯片223处，并流至与其相连通的中间供液槽224b处输出，以进行透明粘结剂的供液作业。
如图4D所示，可见储液室225及226内部的结构，搭配图4B所示的剖面结构示意图，可见储液室226内部容置储存的青色色料墨水是由储液室226向底部流动，以流至匣体221底部的喷液芯片223处，并流至与其相连通的供液槽224a处输出，以进行青色色料墨水的供液作业。至于本实施例中的储液室227之内部结构是与储液室226相仿且相互对称设置，故其内部结构及墨水流动的方式均与储液室226相仿，故不再赘述的。然透过前述图4A、图4B、图4C及图4D即可理解，透过本实施例具备3个储液室225、226、227的喷液匣，搭配具有3个供液槽224的喷液芯片223，即可同时输出两色的色料墨水及透明粘结剂，俾利于进行3D对象的快速成型的喷印作业。
请参阅图5并搭配图2，图5为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的墨水配置示意图，如图所示，本发明的喷液匣22为两模块化相同结构的喷液匣22X、22Y，并以互为相反方向嵌合设置于承载座21上，喷液匣22X、22Y分别具有3个储液室225x、226x、227x及225y、226y、227y，于本实施例中，其中喷液匣22X的储液室225x是用以容置透明粘结剂(T)、储液室226x是用以容置青色(C)色料墨水、储液室227x是用以容置洋红色(M)色料墨水，而喷液匣22Y的储液室225y是用以容置透明粘结剂(T)、储液室226y是用以容置黑色(K)色料墨水、储液室227y则用以容置黄色(Y)色料墨水，但不以此为限。
如图5所示，于一些实施例中，两喷液匣22X、22Y的匣体221x、221y更可分别具有第一卡接结构229ax、229ay及第二卡接结构229bx、229by，于本实施例中，每一喷液匣22X、22Y各具两第一卡接结构229ax、229ay及两第二卡接结构229bx、229by，但该多个结构的数量并不以此为限。举例来说，第一卡接结构229ax及第二卡接结构229bx是分别设置于喷液匣22X的匣体221x的两相对侧面上，且第一卡接结构229ax是设置于匣体221x设置挠性电路板222x(如图7A所示)的壁面221a上，并设计略为内缩、并未切齐于侧边229cx的结构，而第二卡接结构229bx则设计为切齐于匣体221x的侧边229cx的结构，如此一来则可使两结构作为防呆结构的用，当喷液匣22X设置于承载座21上时，则可使第一卡接结构229ax与承载座21上对应的卡合结构(未图标)相互对应卡接，以使喷液匣22X可稳固地卡接于承载座21上；至于另一喷液匣22Y，由于其为与喷液匣22X反向设置的结构，故当喷液匣22Y设置于承载座21上时，则是以第二卡接结构229by与承载座21上对应的卡合结构(未图标)，如此可见，承载座21上会设置两分别对应于第一卡接结构229ax及第二卡接结构229by的卡合结构，故当喷液匣22X及22Y设置于承载座21上时，则可方便且快速地进行设置，且不会产生方向错误的问题。
请参阅图6，其为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液芯片及挠性电路板的共板结构示意图。如图所示，于本实施例中，喷液芯片223x、223y与挠性电路板222x、222y是为共板的模块，且挠性电路板222x、222y分别具有多个电气接触点222ax、222ay，但不以此为限。且由图6所示即可见喷液匣22X及22Y实质上具有相同的喷液芯片223x、223y及挠性电路板222x、222y的共板结构228X、228Y，惟由于喷液匣22X与喷液匣22Y是为反向设置的结构，故该喷液匣22X的共板结构228X是与喷液匣22Y的共板结构228Y形成错位设置，即使喷液匣22X的喷液芯片223x的供液槽224x的顶端切齐于喷液匣22Y的喷液芯片223y的供液槽224y的末端而设置，使该两者设置于供液槽224x、224y各侧边的喷印组件(未图标)可头尾相接，如此一来，当快速成型装置的打印模块2进行喷印作业时，透过此两模块化的喷液匣22X与喷液匣22Y互为相反方向嵌合于承载座21上，并且喷液匣22X与喷液匣22Y的喷液芯片223x及223y采错位设置以延长总有效喷印长度，而使其整个总有效喷印长度2L是为喷液匣22X与喷液匣22Y的有效喷印长度L的总和，亦即喷液匣22X与喷液匣22Y的有效喷印长度L相加。因此，以本实施例为例，两喷液匣22X、22Y设置有相同供给透明粘结剂(T)通过的供液槽224x、224y，故其供液槽224x、224y采错位设置以延长总有效喷印长度，所以其喷出透明粘结剂(T)的喷印组件的喷印行程的长度即为两倍的长度2L，透过该喷液匣22X、22Y在该承载座21上可沿该传动轴202以进行X轴方向喷印行程作动，即可在单一喷印行程喷印出两倍长度2L，无须再返回再喷印下一个有效喷印长度L，直接进行下一次喷印行程，可缩减喷印时间。除此之外，由于喷液芯片223x、223y及挠性电路板222x、222y是为相同的共板结构228X、228Y，故其物料相同、制作方式亦相同，且在未灌墨前可视为同一零组件，不仅节省成本、使制程更为简便之外，更方便进行物料管理。
请同时参阅图7A及图7B，图7A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的储液室及喷墨芯片、挠性电路板的共板结构示意图，图7B为图3所示的喷液匣的侧面剖面结构示意图。如图7A所示，可见喷液匣22X及22Y是为两相同的结构，于喷液匣22X中具有容置透明粘结剂(T)的储液室225x、容置青色(C)色料墨水的储液室226x及容置洋红色(M)色料墨水的储液室227x，喷液芯片223x对应设置于储液室225x、226x及227x交界处的下方，且喷液芯片223x的供液槽224bx、224ax、224cx均分别与其对应的储液室225x、226x、227x相连通，用以对应输出透明粘结剂、青色色料墨水及洋红色色料墨水，至于与之共板的挠性电路板222x则如图7B所示，弯折贴附于匣体221x的壁面221ax上。
至于喷液匣22Y，则其同样具有容置透明粘结剂(T)的储液室225y、容置黑色(K)色料墨水的储液室226y及容置黄色(Y)色料墨水的储液室227y，喷液芯片223y亦对应设置于储液室225y、226y及227y交界处的下方，惟由于喷液匣22Y为与喷液匣22X互为相反方向嵌合于承载座21上的设置，故喷液芯片223y设置的位置则与喷液匣22X的喷液芯片223x为延长总有效喷印长度的错位设置，当然，喷液芯片223y的供液槽224by、224ay、224cy亦分别与其对应的储液室225y、226y、227y相连通，用以对应输出透明粘结剂、黑色色料墨水及黄色色料墨水，且由图7A可见，喷液芯片223y的供液槽224y末端的位置是切齐于喷液芯片223x的供液槽224x前端的位置，而与喷液芯片223y共板的挠性电路板222y则如图7B所示，弯折贴附于匣体221的壁面221ay上。
请续参阅图7B，如前所述，由于喷液匣22X的喷液芯片223x是对应设置于储液室225x、226x及227x交界处的下方，而喷液匣22Y的喷液芯片223y亦对应设置于储液室225y、226y及227y交界处的下方，故该两喷液芯片223x、223y对应设置的位置则如图7B所示，具有前后错位的关系，而分别与喷液芯片223x、223y共板的挠性电路板222x、222y弯折设置于壁面221ax、221ay的高度也会有所不同，故其上的电气接触点222ax及222ay亦会呈现上下错位的关系。如此一来，当将喷液匣22X、22Y设置于承载座21上时，则可透过喷液匣22X的第一卡接结构229ax及喷液匣22Y的第二卡接结构229by分别与承载座21上相对应的卡合结构相互卡接而设置，并透过喷液匣22X及喷液匣22Y上下错位的电气接触点222ax及222ay而与承载座21上相对应的导接部进行电气连接，不仅具有两个喷液匣22X及22Y防止误嵌入承载座21的防呆功效，进而控制喷液匣22X、22Y实施3D对象快速成型的多色喷印作业。
于另一些实施例中，喷液匣22X及喷液匣22Y的喷液芯片223x、223y更可分别设置4个供液槽224x、224y，但不以此为限，且其供墨分配的方式则为中央两道供液槽224x、224y均为供应透明粘结剂，而其余两侧供液槽224x、224y则如前述实施例，可分别输出青色色料墨水、洋红色色料墨水、黑色色料墨水及黄色色料墨水，如此一来，则透明粘结剂单位时间印量可再加倍，且透过本实施例的两模块化相同结构的喷液匣22X、22Y，不仅可节省物料成本、更可缩减喷印时间。
综上所述，本发明的快速成型装置借由打印模块中设置两模块化相同结构的喷液匣，且互为相反方向嵌合设置于承载座上，每一喷液匣具备三个储液室，且其中两储液室用以容置不同色的墨水，一储液室用以容置粘结剂，并搭配延长总有效喷印长度且错位设置的喷液芯片及挠性电路板的共板结构，进而可达到物料管理方便、节省成本、简化制程、且于同一喷印行程可喷印两倍的长度、增加单位时间的印量等诸多功效，同时透过喷液匣的匣体上的第一卡接结构及第二卡接结构的设置，以及电气接触点上下错位的关系，使喷液匣设置于承载座上时更为简便，以达到防呆的功效。
本发明得由熟知此技术之人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
Claims (7)
1.一种快速成型装置的打印模块，其特征在于包含：
一喷印平台，具有一架体及一传动轴，该传动轴跨设于该架体上；
一承载座，穿设于该传动轴上；以及
两模块化相同结构的喷液匣，互为相反方向嵌合设置于该承载座上，其中每一该喷液匣具有一匣体，该匣体内设有三个储液室，用以分别容置不同的喷印液体，该至少两个相同模块化的喷液匣的该匣体容置至少有一个相同的喷印液体，而该喷液匣的该匣体底部设有一喷液芯片，该喷液芯片上具有多个供液槽，各自与该匣体的该储液室对应连通，其中的一该喷液匣的该喷液芯片上的多个供液槽是与另一该喷液匣的该喷液芯片上的多个供液槽错位设置，且其中的一该喷液芯片上的多个供液槽末端的位置是切齐于另一该喷液芯片上的多个供液槽顶端的位置，促使整个有效喷印长度延长以实施快速成型的喷印作业。
2.如权利要求1所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，一该储液室容置的该喷印液体为一粘结剂，而另两个该储液室容置的该不同喷印液体为色料墨水。
3.如权利要求1所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，该多个供液槽的数量为3个，分别对应连通一个储液室。
4.如权利要求1所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，该多个供液槽的数量为4个，且2个该供液槽共享连通一个储液室，其它2个该供液槽分别对应连通另一个储液室。
5.如权利要求1所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，每一该喷液匣更具有一挠性电路板，且该挠性电路板是为与该喷液芯片共板的结构。
6.如权利要求5所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，一该喷液匣的该挠性电路板的多个电气接触点是与另一该喷液匣的该挠性电路板的多个电气接触点上下错位设置。
7.如权利要求1所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，每一该喷液匣更具有至少一第一卡接结构及一第二卡接结构，用以分别与该承载座上相对应的卡合结构相互卡接。
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