CN106808680B - 立体打印方法及应用其的立体打印装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种立体打印方法及应用其的立体打印装置。所述立体打印方法包括以下步骤：依据立体模型信息产生关联于立体物件的多个切层物件的二维图层信息，其中立体物件具有成型部与物件嵌入部；分析所述二维图层信息，通过辨识每一切层物件中的成型区域与物件嵌入区域，其中所述成型区域构成成型部，并且所述物件嵌入区域构成物件嵌入部；选取立体物件的至少一截面作为分离平面；以及以成型材与支撑材逐层打印所述多个切层物件，通过将成型材涂布于未与分离平面重叠的成型区域内，并且将支撑材涂布于与分离平面重叠的成型区域及物件嵌入区域内。从而本发明的立体打印方法可直接打印完整的立体物件，提高了整体应用的便利性。

Description

立体打印方法及应用其的立体打印装置
技术领域
本发明是有关于一种打印技术及其应用，且特别是有关于一种立体打印方法及应用其的立体打印装置。
背景技术
随着电脑辅助制造(Computer-Aided Manufacturing,简称为：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,简称为：RP)技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在XY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，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,简称为：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。
一般而言，目前利用上述快速成型法形成立体物品的立体打印装置，多是通过读取一数字立体模型来据此建造关联于此数字立体模型的立体物体。然而，对于一些包含有不可打印的嵌入物件的复合式物件而言(例如包含有金属部分的主机板、电子线路或机构件)，其并无法直接利用立体打印装置直接一体成型地建造出。
在现行的应用中，对于此类型复合式物件的建造，通常仅能以立体打印装置针对复合式物件中可被打印的部分进行打印。待使用者判断已打印至特定嵌入点后，控制立体打印装置暂停打印动作，并且手动地将不可打印的嵌入物件置入打印至一半的立体物件中，再控制立体打印装置继续进行打印的动作。对于使用者的操控/应用便利性的考量上并非那么友善。此外，若在放置嵌入物件时造成立体打印装置的平台或打印头发生位移，则可能会造成后续的打印动作的定位失准，降低了立体打印装置的工作精确性。
发明内容
本发明提供一种立体打印方法及应用其的立体打印装置，其可解决先前技术所涉及的问题。
本发明的立体打印方法包括以下步骤：依据立体模型信息产生关联于立体物件的多个切层物件的二维图层信息，其中立体物件具有成型部与物件嵌入部；分析所述多个二维图层信息，通过辨识每一切层物件中的成型区域与物件嵌入区域，其中所述多个成型区域构成成型部，并且所述多个物件嵌入区域构成物件嵌入部；选取立体物件的至少一截面作为分离平面；以及以成型材与支撑材逐层打印所述多个切层物件，通过将成型材涂布于未与分离平面重叠的成型区域内，并且将支撑材涂布于与分离平面重叠的成型区域及物件嵌入区域内。
在本发明一实施例中，选取立体物件的截面作为分离平面的步骤包括：依据所述多个二维图层信息计算物件嵌入部的截面积；以及选取物件嵌入部的截面积符合设定条件的截面作为分离平面。
在本发明一实施例中，选取物件嵌入部的截面积符合设定条件的截面作为分离平面的步骤包括：选取物件嵌入部中具有最大截面积的截面作为分离平面。
在本发明一实施例中，选取物件嵌入部的截面积符合设定条件的截面作为分离平面的的步骤还包括：当物件嵌入部中具有最大截面积的截面为连续多个时，选取所述多个具有最大截面积的截面其中位于中央者作为分离平面。
在本发明一实施例中，选取立体物件的特定截面作为分离平面的步骤包括：选取所述多个切层物件至少其中之一作为第一分离层，并且以其余各切层物件作为成型层。
在本发明一实施例中，以成型材与支撑材逐层打印所述多个切层物件，通过将成型材涂布于未与分离平面重叠的成型区域内，并且将支撑材涂布于与分离平面重叠的成型区域及物件嵌入区域内的步骤包括：当被打印的切层物件为成型层时，将成型材涂布于成型区域内，并且将支撑材涂布于物件嵌入区域内；以及当被打印的切层物件为第一分离层时，将支撑材涂布于成型区域与物件嵌入区域内。
在本发明一实施例中，依据立体物件的形状选取分离平面的步骤还包括：选取各切层物件的部分区域作为分离区域，其中所述多个分离区域构成第二分离层。
在本发明一实施例中，以成型材与支撑材逐层打印所述多个切层物件，通过将成型材涂布于未与分离平面重叠的成型区域内，并且将支撑材涂布于与分离平面重叠的成型区域及物件嵌入区域内的步骤包括：将成型材涂布于非分离区域的成型区域内；以及将支撑材涂布于分离区域与物件嵌入区域内。
在本发明一实施例中，第一分离层与第二分离层的法线方向不互相平行。
在本发明一实施例中，依据立体物件的形状选取分离平面的步骤包括：选取各切层物件的部分区域作为分离区域，其中所述多个分离区域构成分离层。
本发明的立体打印装置包括平台、打印头模块以及控制单元。平台包括承载面。打印头模块设置于平台上方。打印头模块经配置以沿着移动平面移动以及沿着移动平面的法线方向移动。控制单元耦接打印头模块，用以依据立体模型信息控制打印头模块将成型材与支撑材逐层涂布于承载面上，通过构成立体物件，其中立体物件具有成型部与物件嵌入部。控制单元依据立体模型信息产生关联于立体物件的多个切层物件的二维图层信息，并且分析所述多个二维图层信息以辨识每一切层物件中的成型区域与物件嵌入区域，所述多个成型区域构成成型部，并且所述多个物件嵌入区域构成物件嵌入部。控制单元选取立体物件的至少一截面作为分离平面，并且控制打印头模块将成型材涂布于未与分离平面重叠的成型区域内，以及将支撑材涂布于与分离平面重叠的成型区域及物件嵌入区域内。
在本发明一实施例中，控制单元依据所述多个二维图层信息计算物件嵌入部的截面积，通过选取物件嵌入部的截面积符合设定条件的截面作为分离平面。
在本发明一实施例中，控制单元选取物件嵌入部中具有最大截面积的截面作为分离平面。
在本发明一实施例中，当物件嵌入部中具有最大截面积的截面为连续多个时，控制单元选取所述多个具有最大截面积的截面其中位于中央者作为分离平面。
在本发明一实施例中，控制单元是选取所述多个切层物件至少其中之一作为一第一分离层，并且以其余各切层物件作为成型层。
在本发明一实施例中，当被打印的切层物件为成型层时，控制单元控制打印头模块将成型材涂布于成型区域内，并且将支撑材涂布于物件嵌入区域内，以及当被打印的切层物件为第一分离层时，控制单元控制打印头模块将支撑材涂布于成型区域与物件嵌入区域内。
在本发明一实施例中，控制单元还选取各切层物件的部分区域作为分离区域，其中所述多个分离区域构成第二分离层。
在本发明一实施例中，控制单元控制打印头模块将成型材涂布于非分离区域的成型区域内，并且将支撑材涂布于分离区域与物件嵌入区域内。
在本发明一实施例中，控制单元还选取各切层物件的部分区域作为分离区域，其中所述多个分离区域构成分离层。
基于上述，本发明提出一种立体打印方法及应用其的立体打印装置。在本案的应用中，立体打印装置可通过选取立体物件的特定截面作为分离平面，并且将被选作为分离平面的截面涂布支撑材，使得打印完的立体物件可根据分离平面作为切割面/分隔面，而被分为两个或多个部分。更具体地说，通过上述立体打印方法，使用者可以在打印完完整的立体物件后，通过将支撑材移除的方式将立体物件分割为多个部分，将不可打印的嵌入物件置入物件嵌入部的一部分中，再将立体物件的各部分组合在一起以构成完整的复合式物件。相较于传统的复合式物件的立体打印方法而言，本案的立体打印方法可直接打印完整的立体物件，而不需要在打印至一半时停止打印，藉手动方式将物件置入物件嵌入部后再继续进行打印，因此提高了整体应用的便利性。
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1A为本发明一实施例的立体打印装置的功能方块示意图；
图1B为依照图1A的一实施例的立体打印装置的配置示意图；
图2为本发明一实施例的立体打印方法的步骤流程图；
图3A为本发明一实施例的立体物件的示意图；
图3B为依照图3A的一实施例的立体物件的剖面俯视图；
图3C为依照图3A的一实施例的立体物件的侧视图；
图4A示出依照本发明一实施例的立体打印方法所建构的立体物件的侧视结构示意图；
图4B示出图4A中沿截线AA’与BB’的截面上的切层物件SLOa与SLOb的俯视结构示意图；
图4C示出分离后的立体物件的示意图；
图5A示出依照本发明另一实施例的立体打印方法所建构的立体物件的侧视结构示意图；
图5B示出图5A中沿截线CC’与DD’的截面上的切层物件SLOa与SLOb的俯视结构示意图；
图5C示出分离后的立体物件的示意图；
图6A与图6B为本发明又一实施例的立体物件打印流程示意图。
附图标记说明：
10：立体物件/螺丝起子的把手部分；
12：螺丝起子的金属部分；
100：立体打印装置；
110：平台；
112：承载面；
120：打印头模块；
130：控制单元；
200：电脑主机；
EOP：物件嵌入部；
EOR：物件嵌入区域；
FP：成型部；
FL：成型层；
FR：成型区域；
FP1、FP2、FP3、FP4：立体物件的各部分；
AA’、BB’、CC’、DD’、EE’、OO’：截线；
S210～S240：立体打印方法的步骤；
SCD：复合式物件；
SLO、SLOa、SLOb、SLOc、SLOd：切层物件；
SPL、SPL1、SPL2：分离层；
SPR：分离区域。
具体实施方式
为了使本揭露的内容可以被更容易明了，以下特举实施例做为本揭露确实能够据以实施的范例。以下实施例中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。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/步骤，是代表相同或类似部件。
图1A为本发明一实施例的立体打印装置的功能方块示意图。请参照图1A，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件。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件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物件。在本实施例中，立体模型信息可为一立体数字图像档案，其可例如由电脑主机200通过电脑辅助设计(computer-aided design,简称为：CAD)或动画建模软件等建构而成，并将此数字立体模型信息切割为多个关联于立体物件的横截面的二维图层信息，使立体打印装置100可依据此数字立体模型信息的二维图层信息依序获取出多个的切层物件，所述切层物件堆叠而形成立体物件。
具体而言，立体打印装置100包括平台110、打印头模块120以及控制单元130。在此搭配图1B所示出的立体打印装置100的范例硬件架构进行说明，并且同时提供直角坐标系以便于描述相关构件及其运动状态，其中，图1B为依照图1A的一实施例的立体打印装置的配置示意图。
请同时参照图1A与图1B，平台110包括承载面112。打印头模块120设置于平台110上方。打印头模块120经配置以沿着XY平面移动以及沿XY平面的法线方向(Z轴向)移动。控制单元130耦接打印头模块120，其可用以依据立体模型信息控制打印头模块120的移动路径，通过将积层材料逐层涂布于承载面112上，从而构成立体物件10。
更具体地说，本实施例所述的立体打印的具体实施手段例如为材料喷射式(material jetting)立体打印技术。举例来说，当立体打印装置100为材料喷射式立体打印装置时，打印头模块120例如是可喷涂出成型材的喷头，而所沉积的成型材可为液态或浆料状态的光敏性树脂。打印头模块120将成型材直接喷撒至平台110的承载面112上，并利于随后自然硬化或通过特定光源来固化成型材，从而形成所要的横截面层。因此，液态或浆料状态的光敏性树脂可逐层地在承载面上固化而形成立体物件。需特别说明的是，上述的立体打印装置100虽以材料喷射式立体打印装置为例，但本发明并不限制于此，只要是通过打印头模块120将成型材逐层涂布于平台110的立体打印装置皆属于本发明所欲保护的范围。
在本实施例中，当所形成的立体物件10是要与其他无法通过立体打印方式构成的物件(例如金属材料)相结合时，立体物件10除了会有构成其本体与外型的成型部外，还会设置有对应的物件嵌入部，以提供与其他物件结合的空间。当所设计的立体物件10具有物件嵌入部时，无论以何种立体打印技术进行打印，其均需在物件嵌入部处提供足够的支撑结构，以避免立体物件10成型之后，其物件嵌入部因无任何支撑结构而因应力集中导致变形。
因此，在本实施例中，形成立体物件10的积层材料可例如包括成型材与支撑材。成型材是用以建构立体物件10的本体及形状，所述成型材可例如是液态的光硬化树脂(photopolymer)，而支撑材是用以支撑立体物件10。其中，在成形于承载面112上的积层材料固化后，可再将支撑材移除，以得到立体物件10。
在硬件配置上，所述打印头模块120可例如包括打印头、供料线、皮带、滑轮及滑轮总成等硬件构件，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。
底下以图2进一步说明本发明实施例的立体打印方法的步骤流程。其中，图2为本发明一实施例的立体打印方法的步骤流程图。
请一并参照图1A、图1B与图2，首先，立体打印装置100的控制单元130会从电脑主机200接收立体模型信息，并且依据立体模型信息产生关联于立体物件10的多个切层物件的二维图层信息，其中立体物件10可视为由所述多个切层物件堆叠组成(步骤S210)。在取得二维图层信息后，控制单元130会进一步分析所述二维图层信息，通过辨识每一切层物件中的成型区域与物件嵌入区域(步骤S220)。接着，控制单元130会依据所述二维图层信息选取立体物件10的至少一截面作为分离平面(步骤S230)，并且控制打印头模块120以成型材与支撑材逐层打印切层物件，通过将成型材涂布于未与分离平面重叠的成型区域内，并且将支撑材涂布于与分离平面重叠的成型区域及物件嵌入区域内(步骤S240)。
底下以图3A至图3C所示出的立体物件作为范例，通过具体说明本案的立体打印方法。其中，图3A为本发明一实施例的立体物件的示意图。图3B为依照图3A的一实施例的立体物件的剖面俯视图。图3C为依照图3A的一实施例的立体物件的侧视图。
请先参照图3A，本实施例的复合式物件SCD是以螺丝起子做为范例，其包括把手部分10与金属部分12，其中金属部分12为不可打印的物件，其是镶嵌于把手部分10中，并且把手部分10在本实施例是以立体打印的方式建构。换言之，把手部分10即为所述立体打印装置100所构成的立体物件(底下以立体物件10称之)。
立体物件10的剖面俯视结构与侧视结构分别如图3B与图3C所示。在本实施例的立体物件10中，其包括成型部FP与物件嵌入部EOP，其中成型部FP构成立体物件10的本体与形状，而物件嵌入部EOP则是提供放置金属部分12的空间。此外，本实施例以图3B上半部所示出的切层物件SLO来示意立体物件10沿截线OO’的截面上的切层物件(后续实施例皆会以此方式表示立体物件10沿特定截线上的截面图)。根据立体物件10在各截面上的组成，每一切层物件SLO具有成型区域FR和/或物件嵌入区域EOR，其中各层切层物件SLO的成型区域FR堆叠起来即构成立体物件10的成型部FP。类似地，各层切层物件SLO的物件嵌入区域EOR堆叠起来即构成立体物件10的物件嵌入部EOP。
通过本发明实施例所述的立体打印方法，在立体打印的过程中，立体物件10中被选作为分离平面的截面会被涂布支撑材，使得打印完的立体物件10可根据分离平面作为切割面/分隔面，而被分为两个或多个部分。其中，被选取的分离平面通常会与部分的物件嵌入部重叠，通过令使用者可以在打印完完整的立体物件10后，将不可打印的嵌入物件置入物件嵌入部的一部分中，再将立体物件10的各部分组合在一起以构成完整的复合式物件SCD。相较于传统的复合式物件SCD的立体打印方法而言，本案的立体打印方法是可直接打印完整的立体物件10，而不需要在打印至一半时停止打印，通过手动方式将物件置入物件嵌入部后再继续进行打印，因此提高了整体应用的便利性，并且降低了立体打印装置可能会在打印的过程中受到使用者手动操作的影响而降低工作精确度的风险。
此外，由于在本案的立体打印方法下若在放置嵌入物件时造成立体打印装置的平台或打印头发生位移，则可能会造成后续的打印动作的定位失准，降低了立体打印装置的工作精确性。
在本实施例中，所述分离平面的选取是可依据设计需求而定义。举例来说，所述分离平面可以是立体物件10在特定位置的横向截面(即，与XY平面具有相同法线方向的截面)、纵向截面(即，与XY平面相互正交的截面)或者沿一特定法线方向的截面，本发明不以此为限。
当分离平面是定义为立体物件10在特定位置的横向截面时，控制单元130可依据特定的选取规则而选取立体物件10中与分离平面重叠的切层物件SLO作为分离层(以后续图4A至图4C实施例作进一步说明)。另一方面，当分离平面是定义为立体物件10在特定位置的纵向截面时，控制单元130可依据特定的选取规则而选取各切层物件中与分离平面重叠的部分区域作为分离区域，其中各切层物件的分离区域会堆叠成一分离层(以后续图5A至图5C实施例作进一步说明)。
此外，所述选取规则可例如为控制单元130依据对应各切层物件的二维图层信息计算立体物件10的物件嵌入部的截面积。在决定分离平面的法线方向后，通过比较物件嵌入部于所述法线方向上的各截面的截面积来选取截面积符合一设定条件的截面作为分离平面。所述设定条件可例如为截面积最大者或截面积大于一特定临界值者。
其中，较佳地，选取具有最大截面积的截面作为分离平面可令嵌入物件较容易置入立体物件10的物件嵌入部中，因此底下的实施例是以选取具有最大截面积的截面作为分离平面作为范例进行说明，但本发明不仅限于此。
图4A至图4C为本发明一实施例的立体物件打印流程示意图。其中，图4A示出依照本发明一实施例的立体打印方法所建构的立体物件的侧视结构示意图。图4B示出图4A中沿截线AA’与BB’的截面上的切层物件SLOa与SLOb的俯视结构示意图。图4C示出分离后的立体物件的示意图。
请先参照图4A，本实施例是选取立体物件10的横向截面作为分离平面。在本实施例中，控制单元130会在从电脑主机200接收到立体模型信息后，依据二维图层信息计算各切层物件的物件嵌入区域的面积。其中，根据本实施例的立体物件10的物件嵌入部的形状，控制单元130会计算出立体物件10在截线AA’的截面上的切层物件SLOa具有最大的物件嵌入区域面积，因此控制单元130会选取切层物件SLOa作为分离层SPL。此外，未被选取的切层物件SLOa会被控制单元130定义为成型层FL。
在选定以切层物件SLOa作为分离层SPL后，控制单元130即会控制打印头模块120逐层打印切层物件。其中，当被打印的切层物件为成型层FL时，以图4B所示的沿截线BB’的截面上的切层物件SLOb为例，打印头模块120会将成型材涂布于成型区域FR内，并且将支撑材涂布于物件嵌入区域EOR内。在图示中，示出斜线的部分即表示涂布支撑材的区域，而非斜线的部分则表示涂布成型材的区域。另一方面，当被打印的切层物件为分离层SPL时，打印头模块120会将支撑材涂布于成型区域FR与物件嵌入区域EOR内。
因此，当立体物件10的各切层物件皆打印完成时，使用者可将支撑材移除以令立体物件10从分离层SPL被切分为上半部FP1与下半部FP2，如图4C所示。此后，使用者即可将嵌入物件置入于物件嵌入部EOP中，并且粘合立体物件10的上半部FP1与下半部FP2，通过建构完整的复合式物件SCD。
图5至图5C本发明另一实施例的立体物件打印流程示意图。其中，图5A示出依照本发明另一实施例的立体打印方法所建构的立体物件的侧视结构示意图。图5B示出图5A中沿截线CC’与DD’的截面上的切层物件SLOa与SLOb的俯视结构示意图。图5C示出分离后的立体物件的示意图。
请先参照图5A，本实施例是选取立体物件10的纵向截面作为分离平面。在本实施例中，控制单元130会在从电脑主机200接收到立体模型信息后，依据二维图层信息计算各切层物件的物件嵌入区域的面积。其中，根据本实施例的立体物件10的物件嵌入部的形状，控制单元130会计算出立体物件10在区域Rv之间的截面皆具有最大的物件嵌入区域面积。在本实施例中，控制单元130是选取位于区域Rv的中央截面(即，截线EE’上的截面)作为分离平面，但本发明不仅限于此。在其他实施例中，使用者可依据设计考量而令控制单元130选取区域Rv内的任一截面作为分离平面。
更具体地说，在本实施例中，控制单元130会选取各切层物件中与分离平面重叠的部分区域作为分离区域，如图5B所示出的分离区域SPR，其中各切层物件中的分离区域叠加起来即构成分离层SPL。在此附带一提的是，控制单元130在各切层物件中所选取的分离区域的宽度是可依据设计需求而定义的，其可例如与各切层物件的厚度相同或近似，但本发明不仅限于此。
在选定各切层物件中的分离区域SPR后，控制单元130即会控制打印头模块120逐层打印切层物件。在本实施例中，打印头模块120会将成型材涂布于非分离区域SPR的成型区域FR内，并且将支撑材涂布于分离区SPR域与物件嵌入区域EOR内。
在此分别以截线CC’与DD’上的切层物件SLOc与SLOd作为范例来说明，如图5B所示。当打印头模块120打印至不包含有物件嵌入区域EOR的切层物件SLOd时，打印头模块120会将成型材涂布于非分离区域SPR的成型区域FP内，并且将支撑材涂布于分离区域SPR内。在图示中，示出斜线的部分即表示涂布支撑材的区域，而非斜线的部分则表示涂布成型材的区域。另一方面，当打印头模块120打印至包含有物件嵌入区域EOR的切层物件SLOc时，打印头模块120除了同样会将成型材涂布于非分离区域SPR的成型区域FP内，其还会将支撑材涂布于成型区域FR与物件嵌入区域EOR内。
因此，当立体物件10的各切层物件皆打印完成时，使用者可将支撑材移除以令立体物件10从分离层SPL被切分为左半部FP1与右半部FP2，如图5C所示。此后，使用者即可将嵌入物件置入于物件嵌入部EOP中，并且粘合立体物件10的左半部FP1与右半部FP2，通过建构完整的复合式物件SCD。
另外值得一提的是，在本发明实施例的立体打印方法下，分离平面的数量可以为一个或多个。换言之，以图4A至图4C实施例来看，控制单元130可选取多个切层物件作为分离层，使得立体物件10可被分割为三个以上的不同部分。类似地，以图5A至图5C实施例来看，控制单元130可在每一切层物件中选取多个分离区域，通过构成多个分离层，使得立体物件10可被分割为三个以上的不同部分。本发明不对此加以限制。
除上述分离平面选择方式外，控制单元130还可选取至少一个横向截面与至少一个纵向截面作为分离平面。图6A与图6B为本发明又一实施例的立体物件打印流程示意图，如图6A与图6B所示，在本实施例中，控制单元130可选取立体物件10的横向截面中物件嵌入区域面积最大者(即，截线AA’上的截面)作为第一分离平面，并且选取立体物件10的纵向截面中物件嵌入区域面积最大者(即，截线EE’上的截面)作为第二分离平面。本实施例具体的立体打印方法可综合参照上述图4A至图5C实施例的说明。在此不再重复赘述。
在本实施例中，当立体物件10的各切层物件皆打印完成时，使用者可将支撑材移除以令立体物件10从第一分离层SPL1与第二分离层SPL2被切分为四个部分FP1～FP4，如图6B所示。此后，使用者即可将嵌入物件置入于物件嵌入部EOP中，并且粘合立体物件10的各部分FP1～FP4，通过建构完整的复合式物件SCD。
在此应注意的是，本实施例虽是以选择横向截面与纵向截面作为第一与第二分离平面作为范例，但本发明不仅限于此。只要是选择法线方向不同的两截面作为分离平面，并且据以构成两分离层即符合本实施例的概念，在此合先叙明。
综上所述，本发明提出一种立体打印方法及应用其的立体打印装置。在本案的应用中，立体打印装置可藉由选取立体物件的特定截面作为分离平面，并且将被选作为分离平面的截面涂布支撑材，使得打印完的立体物件可根据分离平面作为切割面/分隔面，而被分为两个或多个部分。更具体地说，通过上述立体打印方法，使用者可以在打印完完整的立体物件后，通过将支撑材移除的方式将立体物件分割为多个部分，将不可打印的嵌入物件置入物件嵌入部的一部分中，再将立体物件的各部分组合在一起以构成完整的复合式物件。相较于传统的复合式物件的立体打印方法而言，本案的立体打印方法是可直接打印完整的立体物件，而不需要在打印至一半时停止打印，通过手动方式将物件置入物件嵌入部后再继续进行打印，因此提高了整体应用的便利性，并且降低了立体打印装置可能会在打印的过程中受到使用者手动操作的影响而降低工作精确度的风险。
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 (20)

1.一种立体打印方法，其特征在于，包括：
依据立体模型信息产生关联于立体物件的多个切层物件的二维图层信息，其中所述立体物件具有成型部与物件嵌入部；
分析该些二维图层信息，通过辨识每一切层物件中的成型区域与物件嵌入区域，其中该些成型区域构成所述成型部，并且该些物件嵌入区域构成所述物件嵌入部；
选取所述立体物件的至少一截面作为分离平面，被选取的分离平面与所述物件嵌入部部分重叠；以及
以成型材与支撑材逐层打印该些切层物件，通过将所述成型材涂布于未与所述分离平面重叠的成型区域内，并且将所述支撑材涂布于与所述分离平面重叠的成型区域及所述物件嵌入区域内以产生已列印的所述立体物件，
其中已列印的所述立体物件中的所述支撑材可被移除以使得嵌入物件置入已列印的所述立体物件中的所述物件嵌入部。
2.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，选取所述立体物件的截面作为所述分离平面的步骤包括：
依据该些二维图层信息计算所述物件嵌入部的截面积；以及
选取所述物件嵌入部的截面积符合设定条件的截面作为所述分离平面。
3.根据权利要求2所述的立体打印方法，其特征在于，选取所述物件嵌入部的截面积符合所述设定条件的截面作为所述分离平面的步骤包括：
选取所述物件嵌入部中具有最大截面积的截面作为所述分离平面。
4.根据权利要求3所述的立体打印方法，其特征在于，选取所述物件嵌入部的截面积符合所述设定条件的截面作为所述分离平面的的步骤还包括：
当所述物件嵌入部中具有最大截面积的截面为连续多个时，选取该些具有最大截面积的截面其中位于中央者作为所述分离平面。
5.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，选取所述立体物件的截面作为分离平面的步骤包括：
选取该些切层物件至少其中之一作为第一分离层，并且以其余各所述切层物件作为成型层。
6.根据权利要求5所述的立体打印方法，其特征在于，以所述成型材与所述支撑材逐层打印该些切层物件，通过将所述成型材涂布于未与所述分离平面重叠的成型区域内，并且将所述支撑材涂布于与所述分离平面重叠的成型区域及所述物件嵌入区域内的步骤包括：
当被打印的切层物件为所述成型层时，将所述成型材涂布于所述成型区域内，并且将所述支撑材涂布于所述物件嵌入区域内；以及
当被打印的切层物件为所述第一分离层时，将所述支撑材涂布于所述成型区域与所述物件嵌入区域内。
7.根据权利要求5所述的立体打印方法，其特征在于，依据所述立体物件的形状选取所述分离平面的步骤还包括：
选取各所述切层物件的部分区域作为分离区域，其中该些分离区域构成第二分离层。
8.根据权利要求7所述的立体打印方法，其特征在于，以所述成型材与所述支撑材逐层打印该些切层物件，通过将所述成型材涂布于未与所述分离平面重叠的成型区域内，并且将所述支撑材涂布于与所述分离平面重叠的成型区域及所述物件嵌入区域内的步骤包括：
将所述成型材涂布于非所述分离区域的成型区域内；以及
将所述支撑材涂布于所述分离区域与所述物件嵌入区域内。
9.根据权利要求7所述的立体打印方法，其特征在于，所述第一分离层与所述第二分离层的法线方向不互相平行。
10.根据权利要求5所述的立体打印方法，其特征在于，依据所述立体物件的形状选取所述分离平面的步骤包括：
选取各所述切层物件的部分区域作为分离区域，其中该些分离区域构成分离层。
11.一种立体打印装置，其特征在于，包括：
平台，包括承载面；
打印头模块，设置于所述平台上方，所述打印头模块经配置以沿着移动平面移动以及沿着所述移动平面的法线方向移动；以及
控制单元，耦接所述打印头模块，用以依据立体模型信息控制所述打印头模块将成型材与支撑材逐层涂布于所述承载面上，通过构成立体物件，其中所述立体物件具有成型部与物件嵌入部，
其中，所述控制单元依据所述立体模型信息产生关联于所述立体物件的多个切层物件的二维图层信息，并且分析该些二维图层信息以辨识每一切层物件中的成型区域与物件嵌入区域，该些成型区域构成所述成型部，并且该些物件嵌入区域构成所述物件嵌入部，
其中，所述控制单元选取所述立体物件的至少一截面作为分离平面，被选取的分离平面与所述物件嵌入部部分重叠并且控制所述打印头模块将所述成型材涂布于未与所述分离平面重叠的成型区域内，以及将所述支撑材涂布于与所述分离平面重叠的成型区域及所述物件嵌入区域内以产生已列印的所述立体物件，
其中已列印的所述立体物件中的所述支撑材可被移除以使得嵌入物件置入已列印的所述立体物件中的所述物件嵌入部。
12.根据权利要求11所述的立体打印装置，其特征在于，所述控制单元依据该些二维图层信息计算所述物件嵌入部的截面积，通过选取所述物件嵌入部的截面积符合设定条件的截面作为所述分离平面。
13.根据权利要求12所述的立体打印装置，其特征在于，所述控制单元选取所述物件嵌入部中具有最大截面积的截面作为所述分离平面。
14.根据权利要求13所述的立体打印装置，其特征在于，当所述物件嵌入部中具有最大截面积的截面为连续多个时，所述控制单元选取该些具有最大截面积的截面其中位于中央者作为所述分离平面。
15.根据权利要求11所述的立体打印装置，其特征在于，所述控制单元是选取该些切层物件至少其中之一作为第一分离层，并且以其余各所述切层物件作为成型层。
16.根据权利要求15所述的立体打印装置，其特征在于，当被打印的切层物件为所述成型层时，所述控制单元控制所述打印头模块将所述成型材涂布于所述成型区域内，并且将所述支撑材涂布于所述物件嵌入区域内，以及当被打印的切层物件为所述第一分离层时，所述控制单元控制所述打印头模块将所述支撑材涂布于所述成型区域与所述物件嵌入区域内。
17.根据权利要求16所述的立体打印装置，其特征在于，所述控制单元还选取各所述切层物件的部分区域作为分离区域，其中该些分离区域构成第二分离层。
18.根据权利要求17所述的立体打印装置，其特征在于，所述控制单元控制所述打印头模块将所述成型材涂布于非所述分离区域的成型区域内，并且将所述支撑材涂布于所述分离区域与所述物件嵌入区域内。
19.根据权利要求17所述的立体打印装置，其特征在于，所述第一分离层与所述第二分离层的法线方向不互相平行。
20.根据权利要求11所述的立体打印装置，其特征在于，所述控制单元还选取各所述切层物件的部分区域作为分离区域，其中该些分离区域构成分离层。
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