CN108068313B - 具有清洁功能的三维列印机 - Google Patents

Abstract

一种具有清洁功能的三维列印机，包括：机台、列印单元、清洁机构以及控制单元。机台具有工作区域和分别位于工作区域内的成形部和设置部；具有喷嘴的列印单元设置于机台上并在工作区域内位移而形成往复位移路径，设置部位于往复位移路径上；清洁机构设置于设置部且包含具有接触部的刮板；控制单元电性藕接列印单元和清洁机构；其中，控制单元选择性控制刮板的接触部突出于机台，使喷嘴于行进间在往复位移路径中摩擦接触部而被清洁。借此，以在不停止列印、不中断既有的列印移动行程以及不影响列印进行的连续性的情况下清洁喷嘴，因此具有不占用列印时间的效果。

Description

具有清洁功能的三维列印机

技术领域

本发明涉及一种三维列印机，特别是指一种具有清洁功能的三维列印机。

背景技术

随着三维列印(3D printing)技术的渐趋成熟，已在近年来掀起新一波的产业革命，原因在于它可以借由使用者设计好的数位模型档案直接制成成品。

现有已有许多三维列印技术，以粉末逐层堆叠累积的3DP(Three-DimensionalPrinting)技术为例，由于在铺粉或刮粉时必会扬尘，使喷胶头除了会残留废胶，更易于沾附所扬起的粉末而更加脏污，脏污一旦累积，将会对喷胶头造成伤害，因此有必要增设清洁模块。

现有使用于三维列印机的清洁模块，虽能将已脏污的喷胶头清洁干净，但却仍有如下缺失有待加以改善：喷胶头必须中断原有的列印动作，停留在一特定位置而供清洁模块进行清洁，无论清洁模块的清洁动作如何快速，都必须中断三维列印机原有的列印动作，导致占用既有的列印时间，形成浪费时间的缺失，早为人所诟病已久。

因此，如何改善上述缺失，乃为本申请所亟欲解决的一大课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有清洁功能的三维列印机，能在不停止列印、不中断既有的列印移动行程以及不影响列印进行的连续性的情况下，就能清洁列印单元的喷嘴，进而具有不占用列印时间的效果。甚至于还能避免列印单元在每次经过清洁机构就被摩擦清洁一次，因此能保证喷嘴的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有清洁功能的三维列印机，用以逐层列印一立体物件，包括：一机台，具有一工作区域和分别位于该工作区域内的一成形部和一设置部；一列印单元，设置于该机台上且在该工作区域内相对于该机台位移而形成一往复位移路径，该设置部位于该往复位移路径上，该列印单元具有至少一喷嘴；一清洁机构，设置于该设置部且包含一刮板，该刮板具有一接触部；以及一控制单元，电性藕接该列印单元和该清洁机构；其中，该控制单元选择性控制该刮板之该接触部突出于该机台，使该列印单元的该至少一喷嘴于行进间在该往复位移路径中摩擦该接触部而被清洁。

本发明的技术效果在于：

相较于现有技术，本发明具有以下功效：能在不停止列印、不中断既有的列印移动行程以及不影响列印进行的连续性的情况下，就能清洁列印单元的喷嘴，因此具有不占用列印时间的效果。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明三维列印机于省略列印单元时的俯视示意图；

图2为本发明三维列印机的侧视示意图；

图3为本发明三维列印机的控制电路方块图；

图4为本发明中的清洁机构第一实施例于撑起后及清洁前的侧视示意图；

图5为本发明依据图4于撑起并清洁后的侧视示意图；

图6为本发明依据图4于回降后的侧视示意图；

图7为本发明中的清洁机构第二实施例于撑起后及清洁前的侧视示意图；

图8为本发明中的清洁机构第三实施例于撑起后及清洁前的侧视示意图；

图9为本发明中的清洁机构第四实施例于撑起前的侧视示意图；

图10为本发明依据图9于撑起并连动掀开防尘盖的侧视示意图。

其中，附图标记

1 机台

11 工作区域

111 第一边界

112 第二边界

12 成形部

13 供粉部

14 回收部

15 设置部

15a、15b、15c 设置部

151 收容槽

2 列印单元

21 喷嘴

3 控制单元

4 清洁机构

41 刮板

411 接触部

42 驱动单元

43、43a 清洁媒介

431 接触面

44 带动组件

441 卷出滚轴

442 卷入滚轴

45 水槽

46 夹压器

47 防尘盖

471 枢轴

48 驱动器

49 连动件

P 往复位移路径

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明提供一种具有清洁功能的三维列印机，主要应用于任何有需要清洁列印喷嘴的三维列印机，例如：使用3DP(Three-Dimensional Printing)技术的三维列印机或亦以粉末逐层堆叠累积来完成的其它三维列印技术。

如图1、图2和图3所示的本发明三维列印机，用以逐层列印一立体物件(图中未示)，其包括：一机台、一列印单元2、一控制单元3以及一清洁机构4。

机台1具有一工作区域11以及分别位于工作区域11内的一成形部12和一设置部15，换言之，在工作区域11中，除了成形部12以外的部分，都是设置部15(图中未示)。而就使用3DP技术的三维列印机而言，机台1还具有一供粉部13和一回收部14，且成形部12、设置部15、供粉部13和回收部14这四个部分都分别位于工作区域11内的不同位置，成形部12则彼此间隔地位于供粉部13与回收部14之间，因此，在工作区域11中，除了成形部12、供粉部13和回收部14以外的部分，都是设置部15、15a、15b、15c(见图1)。

列印单元2设置于机台1上且具有至少一喷嘴21。列印单元2在工作区域11内相对于机台1位移而形成一往复位移路径P。前述工作区域11另具有彼此相对的一第一边界111和一第二边界112，往复位移路径P即形成于第一边界111与第二边界112之间，前述多数设置部的其中之一或其中任多数或全部位于往复位移路径P上，如图所示，设置部15、15a、15b、15c皆位于往复位移路径P上。

清洁机构4设置于前述多数设置部15、15a、15b、15c的其中之一，以使列印单元2能在列印过程中(也就是：行进中)通过清洁机构4而被清洁。本发明并未限制清洁机构4应设置于哪一个设置部，于本实施例中则以设置于设置部15为例进行说明，且设置部15位于成形部12与供粉部13之间。此外，设置部15较佳还可开设有一收容槽151，以将清洁机构4设置于收容槽151内。

本发明中的清洁机构4的第一实施例包含一刮板41，较佳还包含一驱动单元42、一清洁媒介43以及一带动组件44。其中，刮板41具有一接触部411，接触部411用以直接或间接接触喷嘴21。

控制单元3则设置于机台1的任意处，且电性藕接于列印单元2和清洁机构4(见图3)，使控制单元3能控制列印单元2和清洁机构4分别动作。

于本实施例中的第一种变化是：当清洁机构4仅包含刮板41时(图中未示)，控制单元3选择性控制刮板41的接触部411突出于机台1，使列印单元2的喷嘴21能在行进于往复位移路径P的行进中摩擦接触部411，喷嘴21则借由摩擦接触部411而被清洁。此外，刮板41还可是一弹性凸轮体(图中未示)，例如具有弹性支撑力的泡棉或海绵等，以能直接摩擦喷嘴21而达成清洁。

于本实施例中的第二种变化是：当清洁机构4进一步包含清洁媒介43时(图中未示)，清洁媒介43对应刮板41配置。控制单元3则选择性控制刮板41撑起清洁媒介43(参图4)，使刮板41的接触部411抵接清洁媒介43而在清洁媒介43形成一接触面431，且此时的接触面431因为被撑起而突出于机台1，从而让列印单元2的喷嘴21能在行进中摩擦被撑起的接触面431而被清洁。

于本实施例中的第三种变化是：当清洁机构4再进一步包含带动组件44时(如图4-图6所示)，清洁媒介43绕设于刮板41和带动组件44，控制单元3则控制带动组件44带动清洁媒介43相对于刮板41依次移动，使清洁媒介43的干净部分能够轮流用来摩擦清洁喷嘴21。较佳者，带动组件44包含一卷出滚轴441和一卷入滚轴442，清洁媒介43的两端分别缠绕于卷出滚轴441和卷入滚轴442，至于清洁媒介43位于卷出滚轴441与卷入滚轴442之间的部分则绕设于刮板41，以能将原本缠绕于卷出滚轴441清洁媒介43依次卷出，卷出的清洁媒介43则被卷入滚轴442依次卷收，如此达到让清洁媒介43的干净部分能被轮流使用的需求。

所称的选择性指：列印单元2列印至一段预定时间长度后，即经由控制单元3控制刮板41的接触部411突出于机台1；或是指：列印单元2每列印一预设层数后，即控制刮板41的接触部411突出于机台1。以上仅为举例说明，实际上当然不只这两种方式。因此，控制单元3即就多种方式选择其中一种作为控制刮板41动作的依据。

如图3所示，控制单元3较佳经由驱动元件42控制刮板41动作，详细而言，控制单元3控制驱动元件42动作，驱动单元42则驱动刮板41直线移动一距离(图中未示)或旋转一角度(参图4-图6)，如此以让刮板41的接触部411突出于机台1而利于被喷嘴21摩擦。

如图7所示，则为本发明中的清洁机构4的第二实施例，本实施例大致与第一实施例相同，差异仅在于本实施例的清洁媒介43a由第一实施例的非环绕式，改为环绕式而环绕于刮板41、卷出滚轴441与卷入滚轴442之间，如此以使清洁媒介43a能被循环使用。

如图8所示，则为本发明中的清洁机构4的第三实施例，本实施例大致与第二实施例相同，差异仅在清洁机构4进一步包含有一水槽45，较佳则还包含有一夹压器46，详述如后。

为了让因为清洁过喷嘴21而沾污后的清洁媒介43a能回复干净，因此将清洁媒介43a的一部分浸于水槽45中，水槽45中的液体可为一般的水、也可为具有清洁效果的液体，本发明并未限制。至于清洁媒介43a浸于水槽45中的部分，只要不是绕于刮板41的部分即可，于本实施例中则以清洁媒介43a绕于卷出滚轴441与卷入滚轴442之间的部分为例进行说明。

再者，为了让再度回复干净的清洁媒介43a，能以不含水的状态供喷嘴21摩擦，因此在清洁媒介43a露出于水槽45之外的部分夹压有夹压器46，以让回复干净的清洁媒介43a在经由带动组件44的带动而离开水槽45后，还能经由夹压器46的夹压而脱去清洁媒介43a所含的水分。当然，清洁媒介43a夹压有夹压器46部分，较佳指绕于卷出滚轴441与刮板41之间的部分。

如图9和图10所示，则为本发明中的清洁机构4的第四实施例，本实施例大致与前述任一实施例相同(如图所示则以第一实施例为例进行说明)，差异仅在清洁机构4进一步包含有一防尘盖47，较佳则还包含有一驱动器48和一连动件49，详述如后。

清洁机构4设置于前述收容槽151内(见图2和图9)，防尘盖47则对应收容槽151位置可启闭地遮盖，具体而言，防尘盖47的一边借由枢轴471枢接于收容槽151内的对应处而可掀开或盖合。

连动件49设置于防尘盖47与刮板41之间，使刮板41能经由连动件49连动防尘盖47启闭。连动件49较佳和刮板41彼此同轴连接，且连动件49与刮板41之间具有一夹角而在带动上产生时间差，如此一来，当控制单元3控制刮板41带动连动件49一起同轴旋转时，就能先后让连动件49带动防尘盖47掀开以及让刮板41撑起清洁媒介43；反之，还能借由同轴反向旋转，以先后让防尘盖47盖合以及让刮板41回降。

如图3所示，当然，除了利用连动件49来带动防尘盖47启闭，本实施例还可改以驱动器48来带动防尘盖47启闭，也就是让控制单元3控制驱动器48动作，驱动器48则驱动防尘盖47启闭。对于防尘盖47的启闭，本发明并不限于利用前述连动件49或利用前述驱动器48这两种方式，也可以是其它任何可行的方式。

本发明借由增设防尘盖47，以能防止任何杂质沾染刮板41、清洁媒介43、43a或污染水槽45内的液体，例如使用3DP技术的三维列印机即会产生粉尘，本发明借由防尘盖47就能防止粉尘沾染刮板41、清洁媒介43、43a或污染水槽45内的液体。

本发明中的清洁机构4，除了可设置于成形部12与供粉部13之间的设置部15，还可设置于：成形部12与回收部14之间的设置部15a、第二边界112与回收部14之间的设置部15b、或供粉部13与第一边界111之间的设置部15c，本发明对此并未限制。

此外，本发明中的清洁机构4还可为多数设置，因此可将多数清洁机构4同时设置于机台1的多数设置部15、15a、15b、15c中的任其中几个。

综上所述，本发明相较于现有技术具有以下功效：借由将清洁机构4设置于列印单元2的往复位移路径P上，且利用控制单元3选择性控制刮板41的接触部411或清洁媒介43、43a的接触面431突出于机台1，使列印单元2的喷嘴21能在列印过程的行进中摩擦接触部411或接触面431而被清洁，完全不需停止列印，就能摩擦清洁喷嘴21，因此具有不占用列印时间的效果。再者，也不会因为刮板41让触部411或接触面431一直处于突出于机台1的状态，因此还能避免喷嘴21会因为经过过多的摩擦次数而受损(也就是能避免列印单元2每经过清洁机构4一次，就摩擦清洁一次)，以保证喷嘴21的使用寿命。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种具有清洁功能的三维列印机，用以逐层列印一立体物件，其特征在于，包括：

一机台，具有一工作区域和分别位于该工作区域内的一成形部和一设置部，该设置部开设有一收容槽；

一列印单元，设置于该机台上且在该工作区域内相对于该机台位移而形成一往复位移路径，该设置部位于该往复位移路径上，该列印单元具有至少一喷嘴；

一清洁机构，设置于该收容槽内且包含一刮板、一防尘盖、一连动件和一清洁媒介，该清洁媒介绕设于该刮板，该刮板具有一接触部，该防尘盖对应该收容槽位置可启闭地遮盖，该连动件设置于该防尘盖与该刮板之间，该刮板经由该连动件连动该防尘盖启闭；以及

一控制单元，电性藕接该列印单元和该清洁机构；

其中，该控制单元选择性控制该刮板直线移动一距离而撑起该清洁媒介，使该刮板的该接触部突出于该机台并抵接该清洁媒介而在该清洁媒介形成一接触面，使该列印单元的该至少一喷嘴于列印过程的行进中在该往复位移路径中摩擦该接触面而被清洁。

2.如权利要求1所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该控制单元在该列印单元的列印过程中，选择性控制该刮板的该接触部突出于该机台。

3.如权利要求1或2所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该清洁媒介对应该刮板配置。

4.如权利要求3所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该清洁机构还包含一驱动单元，该控制单元控制该驱动单元动作，该驱动单元则驱动该刮板直线移动。

5.如权利要求3所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该清洁机构还包含一带动组件，该清洁媒介绕设于该刮板和该带动组件，该控制单元控制该带动组件带动该清洁媒介相对于该刮板移动。

6.如权利要求5所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该带动组件包含一卷出滚轴和一卷入滚轴，该清洁媒介的两端分别缠绕于该卷出滚轴和该卷入滚轴，该清洁媒介位于该卷出滚轴与该卷入滚轴之间的部分则绕设于该刮板。

7.如权利要求5所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该带动组件包含一卷出滚轴和一卷入滚轴，该清洁媒介可循环地环绕于该刮板、该卷出滚轴和该卷入滚轴。

8.如权利要求7所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该清洁机构还包含一水槽，该清洁媒介绕于该卷出滚轴与该卷入滚轴之间的部分浸于该水槽中。

9.如权利要求8所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该清洁机构还包含一夹压器，该夹压器夹压于该清洁媒介露出于该水槽之外的部分。

10.如权利要求1所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该清洁机构还包含一驱动器，该控制单元控制该驱动器动作，该驱动器驱动该防尘盖启闭。

11.如权利要求1所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该连动件和该刮板彼此同轴连接，该连动件与该刮板之间具有一夹角，该控制单元控制该刮板带动该连动件同轴旋转。

12.如权利要求1所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该机台还具有位于该工作区域内的一供粉部，该设置部位于该成形部与该供粉部之间。

13.如权利要求1所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该机台还具有位于该工作区域内的一供粉部，该工作区域具有一第一边界和相对于该第一边界的一第二边界，该设置部位于该第一边界与该供粉部之间。

14.如权利要求1所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该机台还具有位于该工作区域内的一回收部，该设置部位于该成形部与该回收部之间。

15.如权利要求1所述的具有清洁功能的三维列印机，其特征在于，该机台还具有位于该工作区域内的一回收部，该工作区域具有一第一边界和相对于该第一边界的一第二边界，该设置部位于该第二边界与该回收部之间。

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