CN108927990A - 立体打印方法 - Google Patents

立体打印方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108927990A
CN108927990A CN201710550759.0A CN201710550759A CN108927990A CN 108927990 A CN108927990 A CN 108927990A CN 201710550759 A CN201710550759 A CN 201710550759A CN 108927990 A CN108927990 A CN 108927990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
axis
shaping layer
coloring
material wall
dimensional printing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710550759.0A
Other languages
English (en)
Inventor
黄郁庭
谢世森
连廷翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kinpo Electronics Inc
XYZ Printing Inc
Original Assignee
Kinpo Electronics Inc
XYZ Printing Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kinpo Electronics Inc, XYZ Printing Inc filed Critical Kinpo Electronics Inc
Publication of CN108927990A publication Critical patent/CN108927990A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227—Driving means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/70—Maintenance
    • B29C33/72—Cleaning
    • B29C2033/727—Cleaning cleaning during moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/40—Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

本发明提供一种立体打印方法，适用于立体打印装置。立体打印装置包括打印喷头、着色喷头与平台。打印喷头在平台的X‑Y平面上打印出成形层。打印喷头与着色喷头沿X轴配置且为共构结构。立体打印方法包括：提供成形层及着色区的信息；处理器依据成形层与着色区的信息，在打印成形层时一并在成形层的轮廓范围外打印至少一材料墙，完成之后，处理器驱动着色喷头沿Y轴对着色区进行着色，以在着色喷头进行着色时，材料墙位于打印喷头的移动路径上。

Description

立体打印方法
技术领域
本发明涉及一种立体打印方法。
背景技术
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(additivemanufacturing technology)来建造物理三维(three-dimensional,3-D)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(computer-aideddesign,CAD)等软体建构的3-D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。
目前已发展出许多可以形成多个薄横截面层的方式。举例来说，依据前述每一个薄横截面层的信息，而将成形材料喷涂或挤压于平台后使之硬化形成薄横截面层，并在逐层堆叠后即可形成立体物件。此外，打印装置还可进一步地装设着色喷头，以利于在立体物件的处理中或处理后对薄横截面层或立体物件进行上色。
基于上述，如何让物件打印与着色动作在处理中能顺利地分别被执行而不会相互影响，实为相关技术人员所需考虑的课题。
发明内容
本发明提供一种立体打印方法，其具有同步位移的打印喷头与着色喷头，且通过在着色之前先形成材料墙，以在着色时，材料墙能位于打印喷头的移动路径上而提供清洁打印喷头的效果，进而提高成形层或立体物件的打印品质。
本发明的立体打印方法，适用于立体打印装置。立体打印装置包括打印喷头、着色喷头以及平台。打印喷头在平台的X-Y平面上打印出成形层，其中打印喷头与着色喷头沿X轴配置且为共构结构。立体打印方法包括：提供成形层及其的着色区的信息；处理器依据成形层及着色区的信息，在打印成形层时，驱动打印喷头在平台上且在成形层的轮廓范围外打印至少一材料墙(material barrier)；以及完成成形层与材料墙后，处理器驱动着色喷头沿Y轴对着色区进行着色，以在着色喷头进行着色时，材料墙位于打印喷头的移动路径上。
基于上述，立体打印装置具有同步移动且沿X轴配置的打印喷头与着色喷头，因此为了达到如上述在进行立体物件打印的同时，也对其成形层或完成后的立体物件进行着色的效果，同时不因打印喷头内的成形材料在着色喷头进行着色时行经成形层而影响已打印好的成形层，因此通过在着色之前，先行于成形层之外的区域打印材料墙，并使材料墙位于着色时打印喷头的移动路径上，因此在进行着色时，打印喷头的成形材料得以因与材料墙接触而附着在材料墙上，亦即让材料墙提供对打印喷头的刮料及清洁动作，故能有效避免着色时，打印喷头的成形材料落于成形层而影响立体物件的打印品质。
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是依据本发明一实施例的立体打印装置的局部示意图；
图2A与图2B分别是立体打印方法的流程图；
图3是立体打印装置的局部俯视示意图；
图4显示材料墙与成形层的形成过程示意图；
图5显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图；
图6显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图；
图7显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图；
图8显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图；
图9显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图。
附图标号说明：
100：立体打印装置
110：机架
120：平台
130：打印组件
131：打印喷头
132：着色喷头
133：移动件
140：控制模块
200、200a、200b：成形层
210、220、230：局部
300、300a、300b、300c、300d、300e、300f：材料墙
A1,A2,A3,…,An-1,An、{An}：区域
B1,B2,B3,…,Bn-1,Bn、{Bn}：着色次数
E1、E4、E5：起点
E2、E3：终点
L1、L2、L1a、L1b、L1c、L4、L6：正投影尺寸
L3、L5：间距
S100～S170、S121～S128、S124-1～S124-3：步骤
X-Y-Z：直角座标
具体实施方式
图1是依据本发明一实施例的立体打印装置的局部示意图。图2A与图2B分别是立体打印方法的流程图。图3是立体打印装置的局部俯视示意图。请同时参考图1至图3，在本实施例中，立体打印装置100包括机架110、平台120、打印组件130以及控制模块140(显示于图3)。在此，立体打印装置100例如是熔融沉积造型(fused deposition modeling,FDM)装置，其通过打印组件130的打印喷头131而能在平台120上逐层打印出成形层200，进而堆叠出立体物件。再者，打印组件130还包括着色喷头132，其例如是喷墨头，用以对成形层或立体物件进行着色。
需注意的是，本实施例的打印喷头131与着色喷头132是沿X轴配置且在机架110的内部空间中同步移动。进一步地说，如图1与图3所示，打印组件130还包括移动件133，可移动地组装于机架110且电性连接控制模块140，而打印喷头131与着色喷头132同组装于移动件133，因而两者同随移动件133在机架110内移动。在此，打印喷头131与着色喷头132设置于同一个移动件133而形成共构(co-construction)结构，亦即仅以单一驱动手段(仅驱动移动件133)即能同步移动打印喷头131与着色喷头132(也可视为两者之间不存在相对运动)。
如此一来，在以着色喷头132对成形层或立体物件进行着色时，便会产生让打印喷头131也随着行经成形层或立体物件的可能。再者，当打印喷头131刚打印完成形层或立体物件时，其内还会存有残余的成形材料，故如上述在其经过已打印完的成形层或立体物件时，残余的成形材料便有滴落或垂落在已打印完的成形层或立体物件的可能。
为避免上述残余成形材料对打印目标造成品质上的影响，本实施例提供立体打印方法，以在着色喷头作动时，也同时驱动打印喷头进行相关作动，从而避免上述原因影响成形层或立体物件的品质。
另需说明的是，所述立体打印方法是在立体模型完成后即可执行，亦即，在将立体物件模型以电脑辅助设计方式予以建构完毕后，即能以所述立体方法予以切层解析，即在解析为多个成形层的过程中，控制模块140的处理器能据以模拟出打印喷头131、着色喷头132与移动件133的作动模式，以提供立体打印装置100在进行实体打印时的动作指令。当然，在另一实施例中，所述立体物件模型也可在另一计算机装置或非立体打印装置的处理器予以进行解析动作，待完成解析并产生动作指令之后，再汇入立体打印装置100的控制模块140而进行实体打印动作。
大致而言，为让残余成形材料能被有效地移除，本实施例主要通过在打印成形层时，一并于成形层的轮廓范围外形成至少一材料墙，而在完成成形层与材料墙之后，方进行着色区的着色动作。在着色的同时，材料墙的位置是位于着色时的打印喷头的移动路径上，以让打印喷头得以接触到材料墙并使残余成形材料被材料墙移除。后续将有进一步的叙述。参考图2A与图2B，在本实施例中，首先于步骤S100中提供立体物件的模型信息；接着，步骤S110即是通过处理器对立体物件的模型信息解析为成形层信息，在此所述成形层即是将软体建构的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；而在步骤S120则以所述立体打印方法对成形层进行解析；接着，处理器依据解析后所产生的对应指令，而据以驱动立体打印装置100开始进行打印，如步骤S130的打印成形层、步骤S140的打印材料墙以及步骤S150的着色(在此未限定步骤S130至步骤S150的顺序)。据以完成后，在步骤S160予以判断是否为最后一层成形层，若是，则于步骤S170结束立体物件的打印与着色动作，若否，则继续重复步骤S130至步骤S150，直至完成立体物件打印与着色动作。
在本实施例中，图2B即是图2A中步骤S120的进一步动作流程。也就是说，图2B所述步骤在于对每一成形层的信息进行解析，以得出后续用以驱动立体打印装置100的指令。
需再说明的是，本实施例的立体打印方法搭配直角座标X-Y-Z，以对相关构件的配置及动作进行更明确的定义与叙述，在此是以平台120具有X-Y平面，而多层成形层是沿正Z轴方向堆叠出立体物件，但本发明不以此为限。也就是说，构件之间的配置与动作是处于相对状态，当套用以不同的座标系时当然存在不同描述方式，但并不影响构件之间的对应关系。
请参考图2B与图3，在本实施例中，首先于步骤S121进行一成形层的解析动作，以判断该成形层是否具有着色区，在图3中以一层成形层200为例。当步骤S121中确认成形层200需进行着色后，则执行步骤S122，提供成形层及其的着色区的相关信息，以及着色喷头132与打印喷头沿X轴所存在的间距L3。如图3所示，本实施例的成形层200的全区域都被视为着色区，其在X轴的正投影尺寸L2，而前述两个喷头的间距L3。此外，关于成形层200所具备着色区的范围，于后续将有其他说明。
在此，间距L3是指两个喷头的间距在X轴的正投影尺寸，在本发明的实施例中虽是以打印喷头与着色喷头沿X轴配置而说明其间距，但在一未显示的实施例中，两个喷头也可在如实施例所示的俯视视角呈斜向配置(即，两喷头的连线相对于X轴或Y轴都呈倾斜)，亦即两者沿Y轴也存在错位情形。此时，两喷头之间的间距仍须将其正投影至X轴后所得到的正投影尺寸作为本发明进行解析的依据。同时，上述步骤S122中较佳者是提供着色区在X-Y平面上的正投影信息，以能与所述间距L3相互对应并利于后续的解析动作。当然，当以其他座标系予以定义时，则会有适当的轮廓定义描述。
一般而言，当立体物件的3D模型信息被解析为多层成形层后，每一成形层即具备如图3所示的轮廓信息，而能据以定义出成形层200在X-Y平面上的边界范围(boundingbox)，其中，成形层200在X轴上的正投影尺寸L2，其代表成形层200对应至直角座标X-Y-Z时，沿X轴的尺寸最大值。
接着，在步骤S123中进行判断正投影尺寸L2与间距L3的相互关系，也就是判断着色区在X轴的正投影尺寸L2是否大于或等于打印喷头131与着色喷头132的间距L3。当结果为是时，则接着执行步骤S124-1，进一步决定材料墙在X轴的正投影尺寸。当结果为否时，则执行步骤S124-2，需再判断是否打印材料墙。
步骤S124-1中用以决定材料墙在X轴的正投影尺寸的依据在于因应不同模式，惟需满足的条件是，材料墙在X轴的正投影尺寸L1需大于或等于着色区在X轴上的正投影尺寸L2与间距L3的差，亦即L1≧L2-L3。
请参考图3，为让着色喷头132进行着色时，打印喷头131在行经成形层200之前都会经过材料墙300，且如前述，打印喷头131与着色喷头132之间存在(沿X轴)间距L3，因此材料墙300的起点E1即是相当于着色喷头132在X轴上的着色起点再向正X轴方向位移间距L3处，且材料墙300因此朝向正X轴方向延伸，直至打印喷头131不再经过成形层200处，亦即图中所示终点E2。因此，在此模式下所需的材料墙300在X轴的正投影尺寸L1等于着色区在X轴的正投影尺寸L2与间距L3的差，亦即L1＝L2-L3。
而在另一模式，由于打印喷头131抵达材料墙300的终点E2时，着色喷头132仍未完成着色动作，此即代表移动件133仍须继续朝正X轴方向位移，因此为让打印喷头132仍能在着色喷头132进行着色动作中也同样达到清洁效果，因此材料墙300的终点可从前述终点E2再向正X轴方向延伸至新的终点E3，此时，材料墙300在X轴的正投影尺寸(即L1+L3)实质上等于着色区在X轴的正投影尺寸L2。
另需提及的是，在此所述起点与终点是对应于着色喷头132对着色区进行着色时的顺序。举例来说，本实施例的着色喷头132是朝向正Y轴方向移动进行着色，并朝向正X轴方向进行位移，因此在朝正X轴方向上，材料墙300的起点是后于终点(终点先于起点)，同时也代表在着色时，打印喷头131会先接触到材料墙300的起点。换句话说，本发明所述先、后是以构件运动的方向并搭配直角座标X-Y-Z作为参考基准。在此，相关先、后的描述方式也适用于其他实施例。类似地，后续关于成形层的前缘与末缘也具备相似的描述基准，即，在朝正X轴方向上，成形层的末缘是先于成形层的前缘。
图4显示材料墙与成形层的形成过程示意图。本发明并未限制材料墙300与成形层200的完成顺序，在一未显示的实施例中，可先打印完成形层200后再打印材料墙300，在另一未显示的实施例中，也可先打印完材料墙300再打印成形层200，而在图4所示实施例中，则是材料墙300与成形层200是一同完成，即打印喷头131沿Y轴喷涂成形材料并沿X轴逐渐位移以产生成形层200。
请再参考图2B，经确认材料墙的尺寸后，还需于步骤S125进行判断打印喷头131与着色喷头132沿X轴的配置顺序，以决定材料墙的起点与终点位置。如图2B的步骤S126以及图3所示，此时在着色喷头132沿X轴的位移方向(正X轴方向)上，打印喷头131是先于着色喷头132配置时，则材料墙300的起点E1在X轴的正投影是位于成形层200在X轴正投影的范围之内。此举正因打印喷头131是先于着色喷头132设置，且两者之间沿X轴存在间距L3，故而在着色喷头132开始着色时，打印喷头131在X轴的正投影实质上已落入成形层200的着色区在X轴的正投影轮廓之内，亦即代表着色喷头132在进行着色时，打印喷头131已经会经过成形层200。
图5显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图。请同时参考图2B与图5，在另一模式，则如步骤S127所示，当在着色喷头132沿X轴的位移方向(正X轴方向)上，着色喷头132是先于打印喷头131配置时，则材料墙300a的起点E5在X轴的正投影是位于成形层200在X轴正投影的范围之内。换句话说，由于在X轴上，打印喷头131是后于着色喷头132配置且保持间距L3，因此当着色喷头132开始着色时，打印喷头131在X轴的正投影仍位于成形层200在X轴的正投影的范围外，因此打印喷头131尚不会经过成形层200。据此，材料墙300a的起点E5即可设置在着色喷头132的着色起点，并因此朝向正X轴方向延伸，直到着色喷头132完成着色动作时，打印喷头131在X轴的正投影方位在终点E4的位置，亦即此时终点E4与成形层200末缘在X轴的正投影尺寸L1c会等于间距L3，且此时材料墙300a在X轴的正投影尺寸L1b等于着色区在X轴的正投影尺寸L2与间距L3的差，即L1b＝L2-L3。
另一方面，为了对打印喷头131提供更进一步的清洁效果，在另一模式中，亦可在着色喷头132进行着色时且打印喷头131尚未经过成形层200时，便让打印喷头131能通过提早接触材料墙300a而进行清洁。也就是说，材料墙300a的起点E5会朝负X轴方向延长至起点E6，此时正投影尺寸L1a等于间距L3，此举代表着，当着色喷头132进行着色的同时，打印喷头131便会与材料墙300a进行接触而清洁。此时，材料墙300a在X轴的正投影尺寸即为L1a+L1b，也代表L2＝L1a+L1b。
图6显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图。与前述实施例不同的是，本实施例的打印喷头131在X轴的正投影与着色喷头132在X轴的正投影相互重合，也就是说本实施例的打印喷头131与着色喷头132之间并不存在X轴上的间距。据此，当着色喷头132沿Y轴对成形层200进行着色时，打印喷头131实质上都会存在经过成形层200的可能性，因此本实施例的材料墙300b在X轴的正投影尺寸实质上等于成形层200的着色区在X轴的正投影尺寸。
由上述图3、图5及图6可清楚得知，不同模式下的材料墙的尺寸与配置，是依据着色喷头132的着色动作以及打印喷头131与着色喷头132在X轴上正投影配置而定。也就是说，当着色喷头132与打印喷头131在X轴上存在间距L3时，则如图3与图5所示进行不同模式的材料墙300、300a打印配置，而当两者之间不存在X轴的配置时，则以图6所示进行材料墙300b的打印配置。在此，所述间距L3的轴向与(打印、着色)喷头的位移方向(正X轴方向)一致。另外，材料墙的起点与终点也随着模式不同而改变，在图5的其中一模式与图6所示的中，材料墙的起点在X轴的正投影位于成形层200在X轴上的正投影的前缘，而对图3与图6而言，材料墙的终点在X轴的正投影位于成形层200在X轴上的正投影的末缘，也就是材料墙300b在X轴的正投影与着色区在X轴的正投影重合且尺寸相同。
图7显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图。在此以图3的配置为例进一步地描述材料墙与成形层的对应关系。请参考图7，在本实施例中，打印喷头131与着色喷头132一如前述图3的配置，即在朝正X轴的方向上，打印喷头131的配置是先于着色喷头132，且两者沿X轴存在间距M。如图7所示，着色喷头132是沿Y轴对成形层200进行着色并沿正X轴方向位移，因此在进行成形层200解析时，会将成形层200分解为多条沿Y轴延伸且沿X轴排列的带(band)，着色喷头132便是沿着这些带逐一为成形层200着色，在此将着色喷头132的着色次数B1,B2,B3,…,Bn-1,Bn以数列{Bn}表示，其中n为正整数，其中所述带宽W代表着色喷头132沿X轴的着色精度。
如同前述，本实施例因打印喷头131与着色喷头132的配置关系，因此是在着色喷头132进行首刷，第一次着色(B1)，打印喷头131便会经过成形层200，故而需在成形层200以外的区域A1配置材料墙300c，同时，随着着色喷头132进行所述{Bn}的着色动作，便能预期在区域A1,A2,A3,…,An-1,An都设置材料墙300c，在此同样将区域A1,A2,A3,…,An-1,An以数列{An}表示，其中n为正整数。如此一来，届此便完成对成形层200的解析步骤。当后续驱动打印喷头131进行成形层200的打印动作时，便能同时驱动打印喷头131也在区域{An}处打印材料墙300c。
参考图7并对照图3至图6所示实施例，前述实施例在于所打印出的材料墙是呈连续式结构，而图7则是呈间断式结构。两者均能有效地提供打印喷头131的清洁效果。此外，在另一未显示的实施例中，类似于前述图5实施例所示，材料墙300a也可参考图7所示方式而改以间断式结构呈现。
与前述图3所示类似地，在着色喷头132的位移方向(朝正X轴方向)上，由于打印喷头131是先于着色喷头132设置，因此可选择不同模式而决定材料墙300的终点为E2或E3，在图7的实施例中，也能选择不同模式而使最终材料墙的区域是An-1或An。
在此需提及的是，本案所述清洁效果，是让着色喷头132进行着色动作时，打印喷头131得以经过并接触已列出完的材料墙，而让此时打印喷头131的残余成形材料得以涂布或黏着、附着在材料墙上，同时也让材料墙对打印喷头131进行刮除的动作，而将残余成形材料从打印喷头131处移除，也就是说材料墙相对于X-Y平面的高度等于成形层相对于X-Y平面的高度，据以让打印喷头131能顺利地接触到材料墙。
另一方面，上述实施例的材料墙，其在着色喷头132沿Y轴的着色方向(即朝向正Y轴方向)上，材料墙会先于成形层200设置，而在又一未显示的实施例中，在着色喷头132沿Y轴的着色方向上，可将成形层200改以先于材料墙设置，亦即将材料墙设置在图中成形层200的下方，其同样能达到相同的除料效果。
图8显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图。请同时参考图2B与图8，以下叙述步骤S123进行判断后的另一流程。在本实施例中，当着色区在X轴的正投影尺寸L4是小于打印喷头131与着色喷头132沿X轴的间距L5时，接着则是执行步骤S124-2，也就是能让使用者决定是否需打印材料墙。在此所具理由即是，如图8所示，在着色喷头132对成形层200b的着色区(本实施例同样需将成形层200b的全部区域上色)进行着色的过程中，打印喷头131都不会经过成形层200b，因此并无在着色过程中对打印喷头131进行清洁的急迫性，故若选择不打印材料墙，本实施例的立体打印方法即会直接执行步骤S128，结束本层成形层的解析，而开始对另一层成形层进行解析。
但，若因使用需求而仍须对打印喷头131进行清洁者，则需执行步骤S124-3，即，进一步地在成形层200b以外的区域进行材料墙300d的打印动作，此时可以预设值，决定材料墙300d在X轴上的正投影尺寸L6，且所述正投影尺寸L6小于或等于成形层200b在X轴的正投影尺寸L4。
图9显示另一实施例的立体打印装置的局部俯视示意图。前述实施例的成形层的全区域均作为着色层，而本实施例中，成形层200a具有相异局部210、220与230，而其中局部230无须着色，亦即着色区是涵盖成形层200a的多个相异局部210、220。对于着色区的解析方式一如前述步骤S121至步骤S128，亦即将局部210、220分别视之，并分别提供局部210、220在X轴的正投影尺寸Xa，Xb，以及着色喷头132与打印喷头131的配置方式与间距M，并据以进行各自的解析动作，而在对应的区域形成材料墙300e与材料墙300f，详细解析步骤已如上述，在此不再赘述。
另需提及的是，虽然上述实施例是对一层成形层进行解析说明，但一般而言，立体物件是由多层成形层所堆叠而成，且各成形层实质上会具备不同的轮廓，因此需注意的是，上述实施例中材料墙的打印区域，对单一成形层而言，需是位在所述成形层以外的区域，而对立体物件而言，材料墙的位置则应被限制在立体物件在平台(X-Y平面)上的正投影轮廓(即边界范围)之外，以确保材料墙不会与立体物件产生干涉情形。
举例来说，当立体物件是如金字塔般的造型而立设在平台上时，此时第一层成形层将会是面积最大者，而后逐层面积递减，则立体打印方法在进行材料墙的设置时，必须将面积最大者(即第一层成形层)作为前提，而使打印出的材料墙都须在第一层成形层的轮廓范围之外，如此方能避免后续打印同一层成形层与材料墙时，虽然材料墙在同层成形层的轮廓范围外，但仍有可能落于前一层(第一层)的轮廓范围内的情形。
在另一实施例中，当立体物件是呈倒置金字塔造型立设于平台上时，此时第一层成形层将会是面积最小者，而后逐层面积递增，则立体打印方法在进行材料墙的设置时则包含两种情形，其一仍是依据前述立体打印方法，将材料墙打印在同层成形层的轮廓范围之外，此时随着成形层的面积逐层递增，材料墙可能因此而随着成形层而逐渐外移，也就是后一层成形层的轮廓范围会覆盖但不接触在前一层的材料墙之上，如此当立体物件完成之后，将形成多个材料墙且这些材料墙是随着成形层而逐渐外拓的状态。
再者，另一情形则如前述，亦即以最后一层成形层(面积最大者)作为基准，而让材料墙是设置在最后一层成形层的轮廓范围之外。当然，立体打印方法可依据需求将前述材料墙的设置方式相互搭配而成。
综上所述，在本发明的上述实施例中，立体打印装置具有打印喷头与着色喷头，且所述两个喷头形成共构结构而产生同步移动，因此为了达到如上述在进行立体物件打印的同时，也对其成形层或完成后的立体物件进行着色的效果，同时不因打印喷头内的残余成形材料在着色喷头进行着色时行经成形层而影响已打印好的成形层，故通过在着色之前，先行于成形层之外的区域打印材料墙，并使材料墙位于着色时打印喷头的移动路径上，因此在进行着色时，打印喷头的成形材料得以因与材料墙接触而附着在材料墙上，亦即让材料墙提供对打印喷头的刮料及清洁动作，而能有效避免着色时，打印喷头的成形材料落于成形层而影响立体物件的打印品质。
在解析过程中，立体打印方法是依据成形层的着色区在X轴的正投影尺寸与两喷头的间距在X轴的正投影尺寸，以决定所需材料墙在X轴的正投影尺寸。接着，依据两喷头在X轴上的配置位置先后，而进一步地决定材料墙的起点与终点，其中可随需求而在所述条件满足时适当地改变起点或终点。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。

Claims (18)

1.一种立体打印方法，适用于立体打印装置，其特征在于，所述立体打印装置包括打印喷头、着色喷头与平台，所述打印喷头在所述平台的X-Y平面上打印出成形层，其中所述打印喷头与所述着色喷头沿X轴配置且为共构结构，所述立体打印方法包括：
提供所述成形层及其的着色区的信息；
处理器依据所述成形层及所述着色区的信息，在打印所述成形层时，驱动所述打印喷头在所述平台上且在所述成形层的轮廓范围外打印至少材料墙；以及
完成所述成形层与所述材料墙之后，所述处理器驱动所述着色喷头沿Y轴对所述着色区进行着色，以在所述着色喷头进行着色时，所述材料墙位于所述打印喷头的移动路径上。
2.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，所述打印喷头在打印完所述成形层之后还存有残余成形材料，当所述着色喷头进行着色时，所述打印喷头行经且接触所述材料墙，以使所述材料墙将所述残余成形材料从所述打印喷头移除。
3.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，所述打印喷头与所述着色喷头沿X轴存在间距，所述立体打印方法还包括：
判断所述着色区在X轴上的正投影尺寸是否大于或等于所述间距。
4.根据权利要求3所述的立体打印方法，其特征在于，还包括：
当所述着色区在X轴上的正投影尺寸大于或等于所述间距时，所述材料墙在X轴上的正投影尺寸大于或等于所述着色区在X轴上的正投影尺寸与所述间距的差，L1≧L2-L3。
5.根据权利要求3所述的立体打印方法，其特征在于，还包括：
当所述着色区在X轴上的正投影尺寸小于所述间距时，所述材料墙在X轴上的正投影尺寸大于或等于零。
6.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，还包括：
判断所述打印喷头与所述着色喷头在X轴上的配置顺序。
7.根据权利要求6所述的立体打印方法，其特征在于，还包括：
当在所述着色喷头沿X轴的位移方向上，所述打印喷头先于所述着色喷头时，所述材料墙的起点在X轴的正投影位于所述成形层在所述X轴上的正投影的范围内。
8.根据权利要求7所述的立体打印方法，其特征在于，所述材料墙的终点在X轴的正投影位于所述成形层在所述X轴上的正投影的末缘。
9.根据权利要求7所述的立体打印方法，其特征在于，所述材料墙的终点在X轴的正投影位于所述成形层在所述X轴上的正投影的范围外。
10.根据权利要求6所述的立体打印方法，其特征在于，还包括：
当在所述着色喷头沿X轴的位移方向上，所述着色喷头先于所述打印喷头时，所述材料墙的终点在X轴的正投影位于所述成形层在所述X轴上的正投影的范围内。
11.根据权利要求10所述的立体打印方法，其特征在于，所述材料墙的起点在X轴的正投影位于所述成形层在所述X轴上的正投影的前缘。
12.根据权利要求10所述的立体打印方法，其特征在于，所述材料墙的起点在X轴的正投影位于所述成形层在所述X轴上的正投影的范围外。
13.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，所述材料墙在X轴的正投影与所述着色区在X轴的正投影重合且尺寸相同。
14.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，在所述着色喷头沿Y轴的着色方向上，所述成形层先于所述材料墙。
15.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，在所述着色喷头沿Y轴的着色方向上，所述材料墙先于所述成形层。
16.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，所述成形层与所述材料墙同时打印完成。
17.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，所述材料墙沿X轴形成连续式结构或间断式结构。
18.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，所述材料墙相对于X-Y平面的高度等于所述成形层相对于X-Y平面的高度。
CN201710550759.0A 2017-05-26 2017-07-07 立体打印方法 Pending CN108927990A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106117525 2017-05-26
TW106117525A TWI711533B (zh) 2017-05-26 2017-05-26 立體列印方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108927990A true CN108927990A (zh) 2018-12-04

Family

ID=59631605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710550759.0A Pending CN108927990A (zh) 2017-05-26 2017-07-07 立体打印方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10384392B2 (zh)
EP (1) EP3406422B1 (zh)
JP (1) JP6781680B2 (zh)
KR (1) KR20200067970A (zh)
CN (1) CN108927990A (zh)
TW (1) TWI711533B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115771259A (zh) * 2022-10-31 2023-03-10 北京工商大学 一种3d打印在线着色协同控制方法及系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110576601A (zh) * 2019-08-16 2019-12-17 浙江闪铸三维科技有限公司 一种多喷头3d打印方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104191616A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 马驰 一种喷墨3d打印设备及打印方法
US20150190967A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-09 Adobe Systems Incorporated 3D Cleaning Object for Multi-Print-Head 3D Printing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013067036A (ja) * 2011-09-21 2013-04-18 Keyence Corp ３次元造形装置
US9421713B2 (en) * 2013-03-08 2016-08-23 Stratasys, Inc. Additive manufacturing method for printing three-dimensional parts with purge towers
US9643362B2 (en) 2013-03-15 2017-05-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Full color three-dimensional object fabrication
TWI531486B (zh) 2014-10-01 2016-05-01 國立臺灣科技大學 彩色立體列印裝置及彩色立體列印方法
TWI568601B (zh) * 2014-10-02 2017-02-01 三緯國際立體列印科技股份有限公司 立體列印裝置及其列印方法
US20160311162A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 Win-Hall Tech Sdn Bhd Novel color 3d printer based on energy-curable color coating on transparent or translucent base material
TW201900389A (zh) * 2017-05-26 2019-01-01 三緯國際立體列印科技股份有限公司 立體列印方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150190967A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-09 Adobe Systems Incorporated 3D Cleaning Object for Multi-Print-Head 3D Printing
CN104191616A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 马驰 一种喷墨3d打印设备及打印方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115771259A (zh) * 2022-10-31 2023-03-10 北京工商大学 一种3d打印在线着色协同控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018199321A (ja) 2018-12-20
TW201900388A (zh) 2019-01-01
EP3406422B1 (en) 2021-10-06
TWI711533B (zh) 2020-12-01
EP3406422A1 (en) 2018-11-28
JP6781680B2 (ja) 2020-11-04
US20180339464A1 (en) 2018-11-29
US10384392B2 (en) 2019-08-20
KR20200067970A (ko) 2020-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102173211B (zh) 五轴联动控制立体打印设备及其控制方法
CN103611646B (zh) 喷涂机器人空间路径规划方法
CN106163771B (zh) 用于机器人3d打印的方法及系统
CN104525420B (zh) 一种基于三维模型识别的喷涂机器人控制方法
CN107984764B (zh) 一种三维打印方法
CN104525422B (zh) 一种控制喷涂机器人路径的方法
CN104549850B (zh) 一种控制喷涂机器人喷枪的方法
CN108927989A (zh) 立体打印方法
CN104190936B (zh) 一种优化的3d打印方法
CN108927990A (zh) 立体打印方法
CN111113886A (zh) 一种3d打印回抽运动轨迹规划方法
TW201500172A (zh) 立體列印裝置及其列印方法
JP2019532848A (ja) モジュール式積層造形システム
CN109308370A (zh) 车辆涂装机器人模拟方法
CN104525424B (zh) 一种用于喷涂机器人喷涂路径设定的光学测量设备
CN109435227B (zh) 多模型三维打印装置和方法
CN105479740A (zh) 一种物体自动上色装置及方法
CN104588243B (zh) 一种智能机器人喷涂系统
JP2011230397A (ja) ３次元造形装置、３次元造形方法、及び３次元造形プログラム
WO2020181083A1 (en) An improved swarm 3d printing platform
JP2020006679A (ja) インクジェット幅調整方法および３ｄ印刷設備
CN114820804A (zh) 基于机器视觉进行自动化喷胶的方法及系统
CN113431301B (zh) 一种喷涂路径确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN110450403A (zh) 立体打印方法及立体打印装置
CN104537712B (zh) 一种建立待喷涂工件的三维喷涂节点的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20211026

AD01 Patent right deemed abandoned