TW201507787A - 線材熔接裝置 - Google Patents

Abstract

一種線材熔接裝置包括第一本體、第二本體及加熱單元。第一本體包括第一表面。第二本體樞接於第一本體，以相對第一本體旋轉而與第一本體呈現展開或閉闔狀態，且第二本體具有第二表面，以於第一本體與第二本體呈閉闔狀態時，第二表面與第一表面共同定義出密合的一容置溝槽，用以容置彼此對接之獨立兩線材。第一表面、第二表面與容置溝槽各配置一導熱區域，且在第一本體與第二本體呈閉闔狀態時，導熱區域彼此接觸。加熱單元配置於第一本體或第二本體上，並接觸導熱區域的其中之一，以加熱熔融兩線材之對接點，以將兩線材熔接成熔接線材。

Description

線材熔接裝置

本發明是有關於一種熔接裝置，且特別是有關於一種線材熔接裝置。

隨著電腦輔助製造(Computer-Aided Manufacturing,CAM)的進步，製造業發展了快速成型技術(Rapid Prototyping,RP)，能很迅速的將設計原始構想製造出來。立體列印即屬於快速成形技術的一種，它是一種以數位立體模型為基礎，透過將熔融狀態的建造材料逐層堆疊累積的方式來構造立體物體的技術，也就是所謂的熔融沉積法(Fused Deposition Modeling，FDM)。過去其常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型，現正逐漸用於一些產品的直接製造。特別是一些高價值應用(比如髖關節或牙齒，或一些飛機零部件)已經有使用這種技術列印而成的零部件，意味著“立體列印”這項技術的普及。

目前的立體列印裝置通常是利用由建造材料所構成的固態線材經過加熱後，使建造材料呈現熔融狀態，再經由立體列印裝置的列印頭擠出，以將熔融的建造材料逐層由下往上堆疊於立 體列印裝置的基座上而形成立體物體。然而，若在立體列印的過程中，固態線材使用完畢，則會造成列印的終止，而須換上新的固態線材再重新列印。因此，目前的立體列印設備在使用上仍舊十分地不便。

本發明提供一種線材熔接裝置，其可將一線材與另一線材進行熔接以形成一新的線材。

本發明的一種線材熔接裝置包括一第一本體以及一第二本體。第一本體具有一第一表面。第二本體樞接於第一本體，以相對第一本體旋轉而與第一本體呈現展開或閉闔狀態。第二本體具有一第二表面，以在第一本體與第二本體呈閉闔狀態時第二表面與第一表面定義出密合的容置溝槽，用以容置彼此對接之獨立兩線材。第一表面、第二表面與容置溝槽各配置一導熱區域，且在第一本體與第二本體呈閉闔狀態時，導熱區域彼此接觸。加熱單元配置於第一本體或第二本體上，並接觸導熱區域的其中之一，以加熱熔融兩線材之一對接點，以將兩線材熔接成熔接線材。

在本發明的一實施例中，上述的線材熔接裝置更包括一加熱控制介面，用以電性連接該加熱單元，以控制該加熱單元對該些導熱區域進行加熱的開關切換及溫度調整。

在本發明的一實施例中，上述的線材熔接裝置更包括第一隔熱元件，配置在第一表面與位在第一表面的導熱區域之間， 並分別暴露導熱區域面向第二表面的一導熱面。

在本發明的一實施例中，上述的線材熔接裝置更包括第二隔熱元件，配置在第二表面與位在第二表面的導熱區域之間，並分別暴露導熱區域面向第一表面的一導熱面。

在本發明的一實施例中，上述的線材熔接裝置更包括一裁切件，設置於第二表面。各線材適於承放於第一表面上，以在第一本體與第二本體由展開狀態旋轉至閉闔狀態時裁切各線材，以於各線材上形成一裁切面。各裁切面適於彼此接觸而拼合成對接點。

在本發明的一實施例中，上述的裁切件的一裁切側面為一非平面表面。

在本發明的一實施例中，上述的裁切件的一裁切側面呈波浪狀或鋸齒狀。

在本發明的一實施例中，上述的容置溝槽沿著第二本體的一長軸橫跨第二表面。

在本發明的一實施例中，上述的第二本體更包括與第一本體樞接的一樞接端以及與樞接端相對的一自由端。裁切件設置於樞接端。

在本發明的一實施例中，上述的第一本體更包括一讓位凹槽，對應裁切件設置。在第一本體與第二本體呈閉闔狀態時，讓位凹槽適於容置裁切件。

在本發明的一實施例中，上述的裁切件可拆卸地設置於 第二表面上。

基於上述，本發明的線材熔接裝置包括彼此樞接的第一本體以及第二本體，使第二本體適於相對第一本體旋轉而呈展開狀態以及閉闔狀態。第一本體以及第二本體各具有一導熱區域，並適於透過加熱單元對其進行加熱。如此，即可將待熔接的兩線材彼此對接而設置於第一本體的容置溝槽內，並將第二本體相對第一本體旋轉至閉闔狀態而對兩線材的對接點進行加熱熔融，以將兩線材熔接成一新的熔接線材。如此配置，本發明的線材熔接裝置可應用於任何適用的場合，以對任兩待熔接的線材進行熔接。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧熔接線材

12、14‧‧‧線材

16‧‧‧對接點

100‧‧‧線材熔接裝置

110‧‧‧第一本體

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第一導熱區域

116‧‧‧讓位凹槽

120‧‧‧第二本體

120a‧‧‧樞接端

120b‧‧‧自由端

122‧‧‧第二表面

124‧‧‧第二導熱區域

126‧‧‧容置溝槽

130‧‧‧加熱控制介面

142‧‧‧第一隔熱元件

144‧‧‧第二隔熱元件

150‧‧‧裁切件

152‧‧‧裁切側面

160‧‧‧加熱單元

D1‧‧‧旋轉方向

M1‧‧‧力臂

S‧‧‧容置空間

θ‧‧‧銳角

圖1是依照本發明的一實施例的一種線材熔接裝置呈展開狀態的示意圖。

圖2是圖1的線材熔接裝置呈閉闔狀態的示意圖。

圖3是圖1的兩線材熔接成一熔接線材的示意圖。

圖4是依照本發明的一實施例的一種線材熔接裝置呈展開狀態的示意圖。

圖5是圖4的線材熔接裝置呈展開狀態的側視示意圖。

圖6是圖4的裁切件的示意圖。

圖7是依照本發明的另一實施例的裁切件的示意圖。

圖8是圖4的線材熔接裝置呈閉闔狀態的示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。並且，在下列各實施例中，採用相同的標號來表示相同或近似的元件。

圖1是依照本發明的一實施例的一種線材熔接裝置呈展開狀態的示意圖。圖2是圖1的線材熔接裝置呈閉闔狀態的示意圖。在此須說明的是，為了更清楚線材熔接裝置100的內部構造，圖2中的第二本體120以透視的方式呈現。請同時參照圖1以及圖2，在本實施例中，線材熔接裝置100包括一第一本體110、一第二本體120以及一加熱單元160。第一本體110具有一第一表面112及一第一導熱區域114。第一本體110可如圖1所示地暴露第一導熱區域114的一導熱面。第二本體120樞接於第一本體110，以沿一旋轉方向D1相對第一本體110旋轉，而使第二本體120可與第一本體110呈現如圖1所示的展開狀態以及如圖2所示的閉闔狀態。第二本體120如圖1所示包括一第二表面122以及一第二導熱區域124。第二導熱區域124與第一導熱區域114的設置位 置對應，且第二本體120暴露第二導熱區域124的一導熱面。也就是說，第一表面112及第二表面122各配置一導熱區域114、124以在第二本體120與第一本體110呈現如圖2所示的閉闔狀態時，導熱區域114、124彼此接觸。並且，第一表面112及第二表面如圖1所示分別具有一溝槽，溝槽分別通過導熱區域114、124，以在第一本體110與第二本體120呈現如圖2所示的閉闔狀態時共同定義出密合的一容置溝槽126，用以容置彼此對接之獨立兩線材12、14，且容置溝槽126通過導熱區域114、124。在本實施例中，加熱單元160可配置於第一本體110或第二本體120上，並接觸導熱區域114、124的其中之一。在本實施例中，加熱單元160可為任何能將電能轉換成熱能的加熱元件，以對導熱區域114、124的其中之一進行加熱，並藉由導熱區域114、124的彼此接觸而將熱能傳導至導熱區域114、124的其中之另一。

圖3是圖1的兩線材熔接成一熔接線材的示意圖。請同時參照圖1至圖3，在本實施例中，容置溝槽126可如圖1所示沿著第二本體120的一長軸橫跨第二表面124並通過第二導熱區域124，以在第一本體110與第二本體120呈如圖2所示的閉闔狀態時定義出密合的一容置空間S。容置空間S適於容置如圖1所示的彼此對接之獨立兩線材12、14。在此須說明的是，圖1所示的線材12、14為各自獨立且分開的兩線材，其各自的端點僅相互接觸而不具接著力。如此，上述獨立且分開的兩線材12、14以彼此對接的方式置放於容置溝槽126後，便可將第二本體120往第一 本體110的方向旋轉，以使第一本體110與第二本體120呈現如圖2所示的閉闔狀態而使兩線材12、14位於密合的容置空間S內。此時，加熱單元160透過第一導熱區域114及第二導熱區域124對兩線材12、14之對接點16進行加熱，以將兩線材12、14熔接成如圖3所示的熔接線材10。

在本實施例中，線材12、14可為一立體列印裝置(three-dimensional printer,3-D printer)的供料線。一般而言，立體列印裝置的供料線可為由積層材料所組成的固態線材，並可例如透過一加熱單元對供料線進行加熱，使積層材料呈現熔融狀態而經由立體列印裝置的列印頭擠出，並將其逐層堆疊於立體列印裝置的基座上而形成立體物體。線材12、14的其中之一可例如為立體列印裝置正在使用中的供料線，而線材12、14的其中之另一則可為待替換的新供料線。本實施例的線材熔接裝置100可將上述兩供料線的各自兩端點對接後置放於容置溝槽126，再將第二本體120往第一本體110的方向旋轉至呈現如圖2所示的閉闔狀態，以透過加熱單元160的加熱以及第一導熱區域114及第二導熱區域124的熱傳導對兩供料線之對接點16進行加熱熔融，以將正在使用中的供料線以及待替換的新供料線熔接成一連續的供料線，以供立體列印裝置使用。當然，任何所屬技術領域中具有通常知識者應了解，本實施例僅用以舉例說明而並不侷限於此。在本發明的其他實施例中，線材12、14亦可為任意兩待熔接的線材，透過本實施例的線材熔接裝置100將其熔接成一新的熔接線材。

在本實施例中，線材熔接裝置100更可包括如圖2所示的一加熱控制介面130，用以電性連接加熱單元160，以控制加熱單元160對第一導熱區域114以及第二導熱區域124進行加熱的開關切換及溫度調整。舉例而言，加熱控制介面130可例如為一按壓式開關，兩線材12、14以彼此對接的方式置放於容置溝槽126後，使用者可將第二本體120往第一本體110的方向旋轉至第一本體110與第二本體120呈現閉闔狀態，此時，使用者可再按壓此加熱開關130，以控制加熱單元160對第一導熱區域114及第二導熱區域124開始進行加熱而熔融兩線材12、14之對接點16，使兩線材12、14熔接成新的熔接線材10。當然，任何所屬技術領域中具有通常知識者應了解，本實施例僅用以舉例說明而並不侷限於此。在本發明的其他實施例中，加熱控制介面130可為一推進式開關或其他任意形式的開關，只要其電性連接至加熱單元160，使其能控制加熱單元160對導熱區域114、124開始以及停止加熱或進行溫度調整即為本發明所欲保護的範圍。

除此之外，在本實施例中，線材熔接裝置100更可包括一第一隔熱元件142以及一第二隔熱元件144。第一隔熱元件142如圖1所示配置在第一表面112與位在第一表面112的第一導熱區域114之間，並暴露於第一導熱區域114面向第二表面122的一導熱面。第二隔熱元件144如圖2所示配置在第二表面112與位在第二表面122的第二導熱區域124之間，並如圖1所示暴露於第二導熱區域124面向第一表面122的一導熱面。也就是說， 隔熱元件142、144分別包覆導熱區域114、124，並位於導熱區域114、124與本體110、120之間，以降低導熱區域114、124所產生的熱對本體110、120所造成的傷害。

圖4是依照本發明的一實施例的一種線材熔接裝置呈展開狀態的示意圖。圖5是圖4的線材熔接裝置呈展開狀態的側視示意圖。請參照圖4，在本實施例中，線材熔接裝置100更可如圖4所示包括一裁切件150，設置於第二表面122。待熔接的線材12、14適於在進行加熱熔接之前，先分別承放於第一表面112上。如此配置，裁切件150可在第二本體120沿旋轉方向D1旋轉至閉闔狀態時，分別裁切各線材12、14，以於各線材12、14上形成一裁切面。之後，即可將線材12、14的各裁切面彼此接觸而拼合成如圖1所示對接點16。在此須說明的是，圖4以及圖5僅繪示線材熔接裝置100裁切線材12的示意圖。如此，兩線材12、14的裁切面可彼此吻合而適於完全接觸，進而可增進兩線材12、14熔接後的接合力。在本實施例中，第二本體120如圖5所示更可包括與第一本體110樞接的一樞接端120a以及與樞接端120a相對的一自由端120b，而裁切件150則可設置於樞接端120a。如此，在第二本體120如圖5所示沿旋轉方向D1旋轉以裁切線材12、14時，由於裁切件150設置於遠離自由端120b的樞接端120a，因而可具有較長的力臂M1，讓使用者能透過槓桿原理而輕易地裁切線材12、14。

圖6是圖4的裁切件的示意圖。圖7是依照本發明的另 一實施例的裁切件的示意圖。請同時參照圖4、圖6以及圖7，承上述，裁切件150可如圖6所示為一刀片，其裁切側面152(也就是刀片的相對兩側面)可為平面，且裁切件150的長軸與容置溝槽126的長軸可如圖6所示夾一銳角0而不彼此垂直，使裁切後的各線材12、14的裁切面呈一斜面，以增加各線材12、14彼此對接時的接觸面積，進而可增加線材12、14熔接之後彼此之間的接合力。此外，在如圖7所示的實施例中，裁切件150的裁切側面152亦可為一非平面表面，也就是說，裁切件150的裁切側面並非如圖6所示的為一平面。更具體來說，裁切件150的裁切側面可如圖7所示而呈波浪狀或鋸齒狀，以使各線材12、14的裁切面呈波浪狀或鋸齒狀的斜面，以進一步增加線材12、14熔接之後彼此間的接合力。

圖8是圖4的線材熔接裝置呈閉闔狀態的示意圖。請同時參照圖4以及圖8，在本實施例中，第一本體110更包括一讓位凹槽116，對應裁切件150設置。在第一本體110與第二本體120呈閉闔狀態時，裁切件150可位於讓位凹槽116內。如此，在第二本體120如圖4所示地沿旋轉方向D1旋轉時，裁切件150隨著第二本體120往第一本體110靠近，以裁切線材12、14，並在裁切線材12、14後位於第一本體110的讓位凹槽116內，使第一本體110與第二本體120可呈完全閉闔的狀態。此外，本實施例的裁切件150係可拆卸地設置於第二表面122上。如此，在利用裁切件150分別裁切待熔接的兩線材12、14後，即可將裁切件150 自線材熔接裝置100上移除。接著，便可將裁切後的兩線材12、14的裁切面以對接的方式置放於容置溝槽126上，再將第二本體120往第一本體110的方向旋轉至如圖8所示的閉闔狀態，以利用第一導熱區域114及第二導熱區域124共同加熱兩線材12、14的裁切面相接觸的對接點16，以將兩線材12、14熔接成例如為圖3所示的熔接線材10。

綜上所述，本發明的線材熔接裝置包括彼此樞接的第一本體以及第二本體，使第二本體適於相對第一本體旋轉而呈展開狀態以及閉闔狀態，其中，第一本體以及第二本體各具有一導熱區域，並適於透過加熱單元對其進行加熱。如此，即可將待熔接的兩線材彼此對接而設置於第一本體的容置溝槽內，並將第二本體相對第一本體旋轉至閉闔狀態而對兩線材的對接點進行加熱熔融，以將兩線材熔接成一新的熔接線材。

本發明可應用於熔接立體列印裝置的供料線，以將正在使用中的供料線與待替換的新供料線進行熔接。如此，若在立體列印的過程中發現供料線即將用完，即可利用本發明的線材熔接裝置將正在使用中的供料線與待替換的新供料線熔接成一連續的供料線，以供立體列印裝置繼續使用，而無須中止列印來更換供料線甚至在更換供料線後重新進行列印。當然，本發明亦可應用於任何適用的場合，以對任兩待熔接的線材進行熔接。此外，本發明的線材熔接裝置更可包括一可拆卸的裁切件，以在待熔接的線材進行熔接之前，先分別對其進行裁切，以使兩線材的接觸面 可彼此吻合而完全接觸，以增進兩線材熔接後的接合力。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

12、14‧‧‧線材

16‧‧‧對接點

100‧‧‧線材熔接裝置

110‧‧‧第一本體

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第一導熱區域

120‧‧‧第二本體

122‧‧‧第二表面

124‧‧‧第二導熱區域

126‧‧‧容置溝槽

142‧‧‧第一隔熱元件

144‧‧‧第二隔熱元件

D1‧‧‧旋轉方向

Claims (11)

1. 一種線材熔接裝置，包括：一第一本體，具有一第一表面；一第二本體，樞接於該第一本體，以相對該第一本體旋轉而與該第一本體呈現一展開狀態或一閉闔狀態，且該第二本體具有第二表面，以於該第一本體與該第二本體呈該閉闔狀態時該第二表面與該第一表面共同定義出密合的一容置溝槽，用以容置彼此對接之獨立兩線材，該第一表面及該第二表面各配置一導熱區域，該容置溝槽通過該些導熱區域，且在該第一本體與該第二本體呈該閉闔狀態時，該些導熱區域彼此接觸；以及一加熱單元，配置於該第一本體或該第二本體上，並接觸該些導熱區域的其中之一，以加熱熔融該兩線材之一對接點而將該兩線材熔接成一熔接線材。
2. 如申請專利範圍第1項所述的線材熔接裝置，更包括一加熱控制介面，用以電性連接該加熱單元，用以控制該加熱單元對該些導熱區域進行加熱的開關切換及溫度調整。
3. 如申請專利範圍第1項所述的線材熔接裝置，更包括一第一隔熱元件，配置在該第一表面與位在該第一表面的導熱區域之間，並分別暴露該導熱區域面向該第二表面的一導熱面。
4. 如申請專利範圍第1項所述的線材熔接裝置，更包括一第二隔熱元件，配置在該第二表面與位在該第二表面的導熱區域之間，並分別暴露該導熱區域面向該第一表面的一導熱面。
5. 如申請專利範圍第1項所述的線材熔接裝置，其中該容置溝槽沿著該第二本體的一長軸橫跨該第二表面。
6. 如申請專利範圍第1項所述的線材熔接裝置，更包括一裁切件，設置於該第二表面，各該線材適於承放於該第一表面上，以在該第一本體與該第二本體由該展開狀態旋轉至該閉闔狀態時裁切各該線材，以於各該線材上形成一裁切面，各該裁切面適於彼此接觸而拼合成該對接點。
7. 如申請專利範圍第6項所述的線材熔接裝置，其中該裁切件的一裁切側面為一非平面表面。
8. 如申請專利範圍第6項所述的線材熔接裝置，其中該裁切件的一裁切側面呈波浪狀或鋸齒狀。
9. 如申請專利範圍第6項所述的線材熔接裝置，其中該第二本體更包括與該第一本體樞接的一樞接端以及與該樞接端相對的一自由端，該裁切件設置於該樞接端。
10. 如申請專利範圍第6項所述的線材熔接裝置，其中該第一本體更包括一讓位凹槽，對應該裁切件設置，在該第一本體與該第二本體呈該閉闔狀態時，該讓位凹槽適於容置該裁切件。
11. 如申請專利範圍第6項所述的線材熔接裝置，其中該裁切件可拆卸地設置於該第二表面上。