TW201529341A - 具有刮料機構的裝置及三維印表機 - Google Patents

Abstract

一種三維印表機，包含：一外殼及一刮料機構。外殼包括一殼體及一上蓋，殼體界定一存取口，殼體與上蓋共同界定一內部空間，上蓋可相對於殼體在一關閉位置及一開蓋位置間移動。刮料機構設置於內部空間，並包括一伸縮組、一盛料容器及一刮刀。伸縮組連接上蓋，並受上蓋於關閉位置及開蓋位置間移動時驅動而伸縮。盛料容器具有一基板及一倒料部。刮刀穿伸上開口並橫向於第一方向地設置於基板，且連接伸縮組，受伸縮組帶動沿第一方向移動。其中，於關閉位置，刮刀位於基板且相反於倒料部的一側，於開蓋位置，刮刀位於倒料部，能自動清除殘料。

Description

具有刮料機構的裝置及三維印表機

本發明是有關於一種具有刮料機構的裝置及三維印表機，特別是指一種方便刮除殘料的具有刮料機構的裝置及三維印表機。

快速成型技術(Rapid Prototyping,RP)，能迅速地將3D CAD製造出來，能試驗零件的裝配性，以及進一步做功能性試驗。3D列印(3D printing)為快速成型技術的其中一種。3D列印是以數位模型檔案為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等黏合材，透過逐層堆疊的方式來建構實體。

立體光固成型法(Stereolithography,SLA)為3D列印的其中一種方式。如在美國專利US20130337100 A1公開了一種用以製造三維物件的立體光固成型機。又已知一種利用SLA的家用3D印表機是盛料容器上放入光敏樹脂，光敏樹脂接收相應的光波長而達固化成型，而剩餘的光敏樹脂不能重覆利用，需要清除殘料。如採用手動方式是將盛料容器移出，將殘料倒掉，由於光敏樹脂對人體是有毒害的，如會刺激皮膚，因此在移除殘料的過程中，有可 能會傷害使用者的健康。

因此，本發明之目的，即在提供一種能自動清除殘料的具有刮料機構的裝置及三維印表機。

於是，本發明較佳實施例具有刮料機構的裝置，包含：一外殼及一刮料機構。

該外殼包括一殼體，該殼體界定一存取口，該外殼還包括一可掀合地蓋合該存取口的上蓋，該殼體與該上蓋共同界定一內部空間，該上蓋可相對於該殼體在一關閉位置及一開蓋位置間移動。

該刮料機構設置於該內部空間，並包括一伸縮組、一盛料容器，及一刮刀。該伸縮組連接該上蓋，並受該上蓋於該關閉位置及該開蓋位置間移動時驅動而伸縮。該盛料容器具有一自一第一方向延伸的基板、一形成於該基板一側且與外界相連通的倒料部，及一相反於該基板的上開口。該刮刀穿伸該上開口並橫向於該第一方向地設置於該基板，且連接該伸縮組，受該伸縮組帶動沿該第一方向移動。其中，於該關閉位置，該刮刀位於該基板且相反於該倒料部的一側，於該開蓋位置，該刮刀位於該倒料部。

於是，本發明較佳實施例三維印表機，包含：一外殼、一刮料機構、一雷射機構、一掃描機構，及一成型平台。

該外殼包括一殼體，該殼體界定一存取口，該 外殼還包括一可掀合地蓋合該存取口的上蓋，該殼體與該上蓋共同界定一內部空間，該上蓋可相對於該殼體在一關閉位置及一開蓋位置間移動。

該刮料機構設置於該內部空間，並包括一伸縮組、一盛料容器，及一刮刀。該伸縮組連接該上蓋，並受該上蓋於該關閉位置及該開蓋位置間移動時驅動而伸縮。該盛料容器具有一自一第一方向延伸的基板、一形成於該基板一側且與外界相連通的倒料部，及一相反於該基板的上開口。該刮刀穿伸該上開口並橫向於該第一方向地設置於該基板，且連接該伸縮組，受該伸縮組帶動沿該第一方向移動。其中，於該關閉位置，該刮刀位於該基板且相反於該倒料部的一側，於該開蓋位置，該刮刀位於該倒料部。

該雷射機構設置於該內部空間且位於該盛料容器的下方，用以發射一雷射光束。該掃描機構設置於該內部空間且位於該盛料容器的下方，將該雷射光束反射至該盛料容器。該成型平台設置於該內部空間且位於該基板上方，並可穿伸該上開口而相對於該盛料容器上下移動。

較佳地，其中，該倒料部具有一自該基板下表面凸伸的導引凸部，及一自該導引凸部緃向延伸且與外界相連通的連通管。

較佳地，其中，該導引凸部自該遠離該連通管的一端朝鄰近該連通管的一端逐漸背離該基板下表面地傾斜延伸。

較佳地，其中，該倒料部還具有一套設於該連通管內表面的套管。

較佳地，其中，該上蓋具有一L形板，及一連接該L形板的連動板，該伸縮組具有二連接該連動板兩相反側的伸縮件，各該伸縮件具有一連接該刮刀的缸體，及一可相對該缸體伸縮位移且連接該連動板的桿體。

較佳地，其中，該盛料容器還具有二個相間隔自該基板向上且沿該第一方向延伸的側板，與分別連接該等側板的一第一連接板及一第二連接板，該倒料部鄰近該第二連接板，各該側板形成一滑槽，各該滑槽具有一鄰近該第一連接板的第一端，及一鄰近該第二連接板的第二端；該刮刀包括一穿設於該等滑槽及該等缸體的操作部，及一連接該操作部且滑設於該基板的刀片。

較佳地，該三維印表機還包含一設置於該內部空間且撐立固定該盛料容器的機架。

本發明之功效在於：透過該上蓋相對該殼體由該關閉位置位移至該開蓋位置，而連動該刮刀的刀片由該第二連接板沿該第一方向移動至該第一連接板，而使該剩餘的光敏樹脂依序集中至該倒料部及該廢料盒，減少使用者清理該盛料容器，而能自動清除殘料，相當方便。

1‧‧‧外殼

11‧‧‧殼體

111‧‧‧存取口

12‧‧‧上蓋

121‧‧‧L形板

122‧‧‧連動板

13‧‧‧內部空間

2‧‧‧刮料機構

21‧‧‧伸縮組

211‧‧‧伸縮件

212‧‧‧缸體

213‧‧‧桿體

22‧‧‧盛料容器

221‧‧‧基板

222‧‧‧倒料部

223‧‧‧側板

224‧‧‧第一連接板

225‧‧‧第二連接板

226‧‧‧上開口

227‧‧‧滑槽

228‧‧‧第一端

229‧‧‧第二端

231‧‧‧導引凸部

232‧‧‧連通管

233‧‧‧套管

24‧‧‧廢料盒

25‧‧‧刮刀

251‧‧‧操作部

252‧‧‧刀片

3‧‧‧機架

4‧‧‧雷射機構

41‧‧‧雷射光源

42‧‧‧移動模組

5‧‧‧掃描機構

6‧‧‧成型機構

61‧‧‧成型臂

62‧‧‧成型平台

8‧‧‧實體

9‧‧‧光敏樹脂

D1‧‧‧第一方向

本發明實施例之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一立體圖，說明本發明三維印表機的一較佳實施 例；圖2是一對應圖1的部分立體分解圖；圖3是一立體圖，說明一盛料容器；圖4是一上視圖，說明該盛料容器；圖5是一沿圖4的線5-5所截取的剖視圖；及圖6至圖10是該三維印表機的運作方式的示意圖，其中，圖7、圖8及圖10隱藏了部分的殼體，圖6與圖9示意繪出層狀堆疊的實體及該光敏樹脂。

下列較佳實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用語，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，而非用來限制本發明。

參閱圖1、圖2與圖6，本發明三維印表機之較佳實施例，適用於將光敏樹脂9製造一層狀堆疊的實體8，並包含：一外殼1、一刮料機構2、一機架3、一雷射機構4、一掃描機構5，及一成型機構6。

該外殼1包括一殼體11，該殼體11界定一存取口111，該外殼1還包括一可掀合地蓋合該存取口111的上蓋12，該殼體11與該上蓋12共同界定一內部空間13。該上蓋12具有一L形板121，及一連接該L形板121且概呈倒U型的連動板122。

該刮料機構2設置於該內部空間13，並包括一 伸縮組21、一盛料容器22、一廢料盒24，及一刮刀25。該伸縮組21具有二連接該連動板122兩相反側的伸縮件211。各該伸縮件211具有一連接該刮刀25的缸體212，及一可相對該缸體212伸縮位移且連接該連動板122的桿體213。在本實施例中，各該伸縮件211為氣壓缸，但不以此為限，也可為油壓缸。

參閱圖2至圖5，該盛料容器22概呈方形盒體用以盛裝該光敏樹脂9(見圖6)，並具有一自一第一方向D1延伸的基板221、一形成於該基板221一側且與外界相連通的倒料部222、二個相間隔自該基板221向上且沿該第一方向D1延伸的側板223，與分別連接該等側板223的一第一連接板224及一第二連接板225，及一相反於該基板221的上開口226。該倒料部222鄰近該第二連接板225。各該側板223形成一滑槽227，各該滑槽227具有一鄰近該第一連接板224的第一端228，及一鄰近該第二連接板225的第二端229。

詳細來說，該倒料部222具有一自該基板221下表面凸伸的導引凸部231、一自該導引凸部231緃向延伸且與外界相連通的連通管232，及一套設於該連通管232內表面的套管233。該導引凸部231自該遠離該連通管232的一端朝鄰近該連通管232的一端逐漸背離該基板221下表面地傾斜延伸。在本實施例中，該套管233為塑膠套管，當然，該套管233省略亦可以實施；再者，該連通管232為直管狀，但不以此為限，該連通管232也可為漏斗狀。 該廢料盒24設置於該連通管232的下方。

該刮刀25穿伸該上開口226並橫向於該第一方向D1地設置於該基板221，並包括一穿設於該等滑槽227及該等缸體212的操作部251，及一連接該操作部251且滑設於該基板221的刀片252。

參閱圖2與圖6，該機架3設置於該內部空間13且撐立固定該盛料容器22。該雷射機構4設置於該內部空間13且位於該盛料容器22的下方，該雷射機構4包括一用以發射一雷射光束的雷射光源41，及二個分別調整該雷射光源41的路徑的移動模組42。該掃描機構5設置於該內部空間13且位於該盛料容器22的正下方，將該雷射光束反射至該盛料容器22。該成型機構6設置於該內部空間13，並包括一固定於該機架3的成型臂61，及一可相對該成型臂61上下移動且位於該基板221上方，並可穿伸該上開口226的成型平台62。

以下說明該三維印表機的運作方式。

須說明的是，圖6至圖10是該三維印表機的運作方式的示意圖。其中，圖7、圖8及圖10隱藏了部分的殼體11，圖6與圖9示意繪出層狀堆疊的實體8及該光敏樹脂9。

參閱圖2、圖6與圖7，首先，該上蓋12相對於該殼體11在一關閉位置，該缸體212的末端位於該滑槽227的第一端228，該刮刀25抵於該第一連接板224。該盛料容器22放入光敏樹脂9。該成型平台62先下降穿伸該上 開口226而伸入該盛料容器22內，並透過該雷射機構4的雷射光源41發射出一雷射光束，該等移動模組42分別調整該雷射光源41的路徑，該掃描機構5該雷射光束反射至該盛料容器22，使部分光敏樹脂9接收相應的光波長而達固化成型完成其中一層的實體。接著，該成型平台62再上昇，使該雷射機構4調整雷射光束的路徑，該掃描機構5該雷射光束反射至該盛料容器22，使部分光敏樹脂9接收相應的光波長而達固化成型完成其中一層的實體。如此重覆上述方式，而達所需求的層狀堆疊的實體8，該成型平台62上昇而鄰近該存取口111(見圖9)。而盛料容器22中剩餘的光敏樹脂9即為殘料，不能重覆利用需要清除。

參閱圖6至圖10，當使用者欲打開該上蓋12，由該存取口111取出該實體8。此時，該上蓋12相對該殼體11由如圖6與圖7所示的該關閉位置位移至如圖9與圖10所示的一開蓋位置，該連動板122連動該伸縮組21驅動而使該等桿體213分別伸出該等缸體212。使該刮刀25受該伸縮組21帶動，該操作部251由該滑槽227的該第一端228沿該第一方向D1移動至該第二端229，同時該刀片252由該第一連接板224沿該第一方向D1移動至該第二連接板225，進而推動該剩餘的光敏樹脂9先集中至該倒料部222的導引凸部231，因為該導引凸部231是朝鄰近該連通管232向下傾斜，能使該剩餘的光敏樹脂9快速流至該套管233(見圖5)，而最後集中至該廢料盒24。該廢料盒24可裝設一袋子(圖未示)，待該袋子收集裝滿該剩餘的光敏樹脂 9，而拖出該袋子即可回收該剩餘的光敏樹脂9。

當使用者由該存取口111取出該實體8。此時，該上蓋12由如圖9與圖10所示的該開蓋位置位移至如圖6與圖7所示的該關閉位置，該連動板122連動該伸縮組21驅動而使該等桿體213分別縮回該等缸體212，使該刮刀25受該伸縮組21帶動，該操作部251由該滑槽227的該第二端229沿相反於該第一方向D1移動至該第一端228，同時該刀片252由該第二連接板225沿相反於該第一方向D1移動至該第一連接板224。

透過該上蓋12相對該殼體11由如圖6與圖7所示的該關閉位置位移至如圖9與圖10所示的該開蓋位置，而連動該刮刀25的刀片252由該第二連接板225沿該第一方向D1移動至該第一連接板224，而使該剩餘的光敏樹脂9依序集中至該倒料部222及該廢料盒24，減少使用者清理該盛料容器22，而能自動清除殘料，相當方便。再者，該刮料機構2不需要安裝馬達及感應器，僅透過機構設計即可自動清除殘料，而能節省馬達及感應器的成本。

由上述的該外殼1與該刮料機構2相配合，組成具有刮料機構的裝置。

綜上所述，透過該上蓋12相對該殼體11由該關閉位置位移至該開蓋位置，而連動該刮刀25的刀片252由該第二連接板225沿該第一方向D1移動至該第一連接板224，而使該剩餘的光敏樹脂9依序集中至該倒料部222及該廢料盒24，減少使用者清理該盛料容器22，而能自動清 除殘料，相當方便，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11‧‧‧殼體

111‧‧‧存取口

12‧‧‧上蓋

122‧‧‧連動板

21‧‧‧伸縮組

212‧‧‧缸體

213‧‧‧桿體

225‧‧‧第二連接板

227‧‧‧滑槽

229‧‧‧第二端

232‧‧‧連通管

233‧‧‧套管

24‧‧‧廢料盒

8‧‧‧實體

9‧‧‧光敏樹脂

D1‧‧‧第一方向

Claims (14)

1. 一種具有刮料機構的裝置，包含：一外殼，包括一殼體，該殼體界定一存取口，該外殼還包括一可掀合地蓋合該存取口的上蓋，該殼體與該上蓋共同界定一內部空間，該上蓋可相對於該殼體在一關閉位置及一開蓋位置間移動；及一刮料機構，設置於該內部空間，並包括一伸縮組，連接該上蓋，並受該上蓋於該關閉位置及該開蓋位置間移動時驅動而伸縮，一盛料容器，具有一自一第一方向延伸的基板、一形成於該基板一側且與外界相連通的倒料部，及一相反於該基板的上開口，及一刮刀，穿伸該上開口並橫向於該第一方向地設置於該基板，且連接該伸縮組，受該伸縮組帶動沿該第一方向移動，其中，於該關閉位置，該刮刀位於該基板且相反於該倒料部的一側，於該開蓋位置，該刮刀位於該倒料部。
2. 如請求項1所述具有刮料機構的裝置，其中，該倒料部具有一自該基板下表面凸伸的導引凸部，及一自該導引凸部緃向延伸且與外界相連通的連通管。
3. 如請求項2所述具有刮料機構的裝置，其中，該導引凸部自該遠離該連通管的一端朝鄰近該連通管的一端逐漸背離該基板下表面地傾斜延伸。
4. 如請求項2所述具有刮料機構的裝置，其中，該倒料部還具有一套設於該連通管內表面的套管。
5. 如請求項1所述具有刮料機構的裝置，其中，該上蓋具有一L形板，及一連接該L形板的連動板，該伸縮組具有二連接該連動板兩相反側的伸縮件，各該伸縮件具有一連接該刮刀的缸體，及一可相對該缸體伸縮位移且連接該連動板的桿體。
6. 如請求項5所述具有刮料機構的裝置，其中，該盛料容器還具有二個相間隔自該基板向上且沿該第一方向延伸的側板，與分別連接該等側板的一第一連接板及一第二連接板，該倒料部鄰近該第二連接板，各該側板形成一滑槽，各該滑槽具有一鄰近該第一連接板的第一端，及一鄰近該第二連接板的第二端；該刮刀包括一穿設於該等滑槽及該等缸體的操作部，及一連接該操作部且滑設於該基板的刀片。
7. 如請求項1所述具有刮料機構的裝置，還包含一設置於該內部空間且撐立固定該盛料容器的機架。
8. 一種三維印表機，包含：一外殼，包括一殼體，該殼體界定一存取口，該外殼還包括一可掀合地蓋合該存取口的上蓋，該殼體與該上蓋共同界定一內部空間，該上蓋可相對於該殼體在一關閉位置及一開蓋位置間移動；一刮料機構，設置於該內部空間，並包括一伸縮組，連接該上蓋，並受該上蓋於該關閉 位置及該開蓋位置間移動時驅動而伸縮，一盛料容器，具有一自一第一方向延伸的基板、一形成於該基板一側且與外界相連通的倒料部，及一相反於該基板的上開口，及一刮刀，穿伸該上開口並橫向於該第一方向地設置於該基板，且連接該伸縮組，受該伸縮組帶動沿該第一方向移動，其中，於該關閉位置，該刮刀位於該基板且相反於該倒料部的一側，於該開蓋位置，該刮刀位於該倒料部；一雷射機構，設置於該內部空間且位於該盛料容器的下方，用以發射一雷射光束；一掃描機構，設置於該內部空間且位於該盛料容器的下方，將該雷射光束反射至該盛料容器；及一成型平台，設置於該內部空間且位於該基板上方，並可穿伸該上開口而相對於該盛料容器上下移動。
9. 如請求項8所述三維印表機，其中，該倒料部具有一自該基板下表面凸伸的導引凸部，及一自該導引凸部緃向延伸且與外界相連通的連通管。
10. 如請求項9所述三維印表機，其中，該導引凸部自該遠離該連通管的一端朝鄰近該連通管的一端逐漸背離該基板下表面地傾斜延伸。
11. 如請求項9所述三維印表機，其中，該倒料部還具有一套設於該連通管內表面的套管。
12. 如請求項8所述三維印表機，其中，該上蓋具有一L形板，及一連接該L形板的連動板，該伸縮組具有二連接該連動板兩相反側的伸縮件，各該伸縮件具有一連接該刮刀的缸體，及一可相對該缸體伸縮位移且連接該連動板的桿體。
13. 如請求項12所述三維印表機，其中，該盛料容器還具有二個相間隔自該基板向上且沿該第一方向延伸的側板，與分別連接該等側板的一第一連接板及一第二連接板，該倒料部鄰近該第二連接板，各該側板形成一滑槽，各該滑槽具有一鄰近該第一連接板的第一端，及一鄰近該第二連接板的第二端；該刮刀包括一穿設於該等滑槽及該等缸體的操作部，及一連接該操作部且滑設於該基板的刀片。
14. 如請求項8所述三維印表機，還包含一設置於該內部空間且撐立固定該盛料容器的機架。