TW201540481A - 適用於快速成型裝置之粉末加熱組件及其加熱模組 - Google Patents

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Abstract

本案關於一種粉末加熱組件，適用於快速成型裝置，包含：供粉槽及加熱模組，供粉槽具有容置空間及落粉口，容置空間用以盛裝成型粉末，並與落粉口相連通；加熱模組設置於該供粉槽之底部，包括出料導熱蓋件及導熱件，出料導熱蓋件封蓋設置於落粉口處，且具有出料口，出料口與落粉口相連通；導熱件設置於供粉槽之容置空間之底部及出料導熱蓋件之間，且內部裝設有加熱單元；其中，透過加熱單元對導熱件加熱，俾使設置於供粉槽之容置空間底部之成型粉末可進行預熱作業，以排除其內之濕度並形成乾燥之成型粉末，再經由出料口落下進行鋪粉作業。

Description

適用於快速成型裝置之粉末加熱組件及其加熱模組 【0001】
本案係關於一種粉末加熱組件，尤指一種可對供粉槽內之成型粉末進行一預熱作業之適用於快速成型裝置之粉末加熱組件及其加熱模組 。
 【0002】
快速成型技術（Rapid Prototyping，簡稱RP技術）為依據建構類似金字塔層層堆疊成型的概念所發展而成，其主要技術特徵是成型的快捷性，能在不需要任何刀具，模具及治具的情況下自動、快速將任意複雜形狀的設計方案快速轉換為3D的實體模型，大大縮短了新產品的研發週期及減少研發成本，能夠確保新產品的上市時間和新產品開發的一次成功率，快速成型技術為技術人員之間，以及技術人員與企業決策者、產品的用戶等非技術人員之間提供了一個更加完整及方便的產品設計交流工具，從而明顯提高了產品在市場上的競爭力和企業對市場的快速反應能力。
【0003】
目前RP技術發展出利用噴印技術結合載具精密定位技術的方式來生產3D的實體模型，其生產方式為先將一層粉末鋪設於載具上方並利用噴墨列印技術於部分粉末上噴印高黏度膠合劑，使膠合劑與粉末沾黏並固化，一直重複上述製程層層堆砌即可完成3D的實體模型。
【0004】
前述習知之快速成型裝置即如第1A圖所示，該快速成型裝置1主要由供粉槽10、建構平台11、建構槽12、噴印模組13及供液模組14等所構成，其中供粉槽10設置於建構平台11上方，用以容置一成型粉末(未圖示)，並將該成型粉末提供至建構平台11上，再由與噴印模組13連動設置之推送元件(未圖示)將建構平台11上之成型粉末推送至建構槽12中，並由噴印模組13於成型 粉末上噴印高黏度膠合劑， 以進行建構成型作業，至於供液模組14則與噴印模組13相連通，以進行黏合劑之補充之用，藉由前述之步驟，使得成型粉末於建構槽12中層層堆疊而建構完成一立體成型物。
【0005】
雖習知之快速成型裝置1號稱為快速成型技術，但不管立體成型物的尺寸大小、或是如何改進快速成型裝置的設備，一般來說，仍是需要耗費數小時或數十小時才能成型完成，且在層層堆砌而成的成品中，在使用噴印高黏度膠合劑液體的方式成型時，每次鋪粉完成後需等待成型乾燥時間，且成型後須等待數小時乾燥方可取出，亦即若成型強度不足或挖取不慎均可能傷及成品，所以需讓成型品強度夠強，方可取出成型物，可說是極為花費時間成本的建構成型作業 。
【0006】
除此之外，此傳統之建構成型作業於粉末成型時，會大幅受到環境濕度之影響，舉例來說，若是環境濕度較高，則其成型粉末的濕氣亦會相對較重，在此情況下進行建構成型作業，不僅會影響成型粉末之落粉、鋪粉作業，也會影響到立體成型物的品質，因此，傳統的快速成型裝置1通常會如第1B圖所示，於建構槽12之上方對應設置一熱風烘烤裝置15，如此一來，成型粉末於建構槽12中進行建構成型作業時，則可直接且快速地對成型粉末進行加熱。惟此方式雖可對建構槽12內的成型粉末進行烘烤加熱，但成型粉末吸收高熱能時，所發散的高溫卻同樣會影響到快速成型裝置1的內部組件，同時更會直接影響噴印模組13；舉例來說，此高溫環境會導致該噴印模組13的噴頭造成孔塞，進而使該噴印模組13於列印時會產生細白線之狀況，並直接影響到成型物之品質，除此之外，此高溫環境更會直接影響到快速成型裝置1的內部組件及噴印模組13的使用壽命。
【0007】
有鑑於此，如何發展一種可使成型粉末乾燥，以及可加快成型速度且成型品質佳之適用於快速成型裝置之粉末加熱組件及其加熱模組，實為目前迫切需要解決之問題 。
 【0008】
本案之主要目的在於提供一種適用於快速成型裝置之粉末加熱組件及其加熱模組，俾解決習知之熱風烘烤裝置於進行快速成型作業時會因高溫而導致之成型品質受影響，且使快速成型裝置內部組件及噴印模組的使用壽命變短之問題。
【0009】
為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種粉末加熱組件，適用於快速成型裝置，包含：供粉槽，具有容置空間及落粉口，容置空間用以盛裝成型粉末，並與落粉口相連通；加熱模組，設置於供粉槽之底部，包括；出料導熱蓋件，封蓋設置於落粉口處，具有出料口，出料口與落粉口相連通；導熱件，設置於供粉槽之容置空間之底部及出料導熱蓋件之間，且內部裝設有加熱單元；其中，透過加熱單元對導熱件加熱，俾使設置於供粉槽之容置空間底部之成型粉末可進行預熱作業，以排除其內之濕度並形成乾燥之成型粉末，再經由出料口落下進行鋪粉作業。
【0010】
為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種加熱模組，適用於快速成型裝置供盛裝成型粉末之供粉槽內，包含：出料導熱蓋件，封蓋設置於該供粉槽內，與該供粉槽形成一出料口；導熱件，設置於供粉槽內，並與該出料導熱蓋件相接觸，且內部裝設有加熱單元；其中，透過加熱單元對導熱件加熱，促使設置於該供粉槽之成型粉末可進行預熱作業，以排除其內之濕度並形成乾燥之成型粉末，再經由出料口落下進行鋪粉作業。
1‧‧‧快速成型裝置
10‧‧‧供粉槽
11‧‧‧建構平台
12‧‧‧建構槽
13‧‧‧噴印模組
14‧‧‧供液模組
15‧‧‧熱風烘烤裝置
2‧‧‧粉末加熱組件
20‧‧‧供粉槽
200‧‧‧容置空間
201‧‧‧落粉口
202‧‧‧落粉分量桿件
203‧‧‧攪拌組件
21‧‧‧加熱模組
210‧‧‧出料導熱蓋件
210a‧‧‧容置槽
210b‧‧‧出料口
211‧‧‧導熱件
212‧‧‧加熱單元
213‧‧‧溫度感測元件
第1A圖為習知之快速成型裝置之結構示意圖。
第1B圖為第1A圖所示之快速成型裝置之剖面結構示意圖。
第2圖為本案較佳實施例之快速成型裝置之粉末加熱組件之剖面結構示意圖。
 【0011】
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。
【0012】
請參閱第2圖，其為本案較佳實施例之快速成型裝置之粉末加熱組件之剖面結構示意圖。如第2圖所示，本案之粉末加熱組件2主要適用於一快速成型裝置(未圖示)中，且粉末加熱組件2係由供粉槽20及設置於供粉槽20底部之加熱模組21所構成，其中供粉槽20具有容置空間200及落粉口201，且容置空間200與落粉口201相連通；至於加熱模組21則包含出料導熱蓋件210以及導熱件211，該出料導熱蓋件210封蓋設置於供粉槽20之落粉口201處，並具有出料口210b，且出料口210b與供粉槽20之落粉口201相連通；導熱件211則設置於供粉槽20之容置空間200之底部與出料導熱蓋件210之間，並與出料導熱蓋件210相接觸，且內部裝設有加熱單元212。故本案之粉末加熱組件2主要為透過加熱單元212對導熱件211進行加熱，俾使設置於供粉槽20之容置空間200底部的成型粉末可進行一預熱作業，以排除該成型粉末內部的濕度，並形成乾燥之成型粉末，再經由加熱模組21之出料導熱蓋件210的出料口210b落下，以進行一鋪粉作業。
【0013】
請續參閱第2圖，如圖所示，供粉槽20係為一漏斗型之結構，但不以此為限，且其內部係具有容置空間200，用以盛裝成型粉末(未圖示)，該漏斗型結構之供粉槽20於其底部處具有落粉口201，用以供設置於容置空間200之成型粉末落出。於一些實施例中，供粉槽20之容置空間200內更可 設置攪拌組件203，例如可為但不限為攪拌桿或攪拌葉片等，用以對設置於容置空間內的成型粉末進行攪拌。以及，於另一些實施例中，供粉槽20更可具有落粉分量桿件202，但不以此為限，且該落粉分量桿件202主要設置於落粉口201處，用以控制成型粉末落出之數量 。
【0014】
於本實施例中，為了使成型粉末於鋪粉前即可先進行預熱作業，故於供粉槽20之容置空間200的底部處設置加熱模組21，以對成型粉末先行預熱，排除成型粉末內含濕度量，並形成乾燥之粉末顆粒。如前所述，加熱模組21主要由出料導熱蓋件210以及導熱件211兩組件所構成，出料導熱蓋件210設置於供粉槽20之落粉口201處，並對落粉口201封蓋設置。以本實施例為例，出料導熱蓋件210具有容置槽210a以及出料口210b，但不以此為限，該容置槽210a可為但不限為一凹陷之結構，主要用以使供粉槽20之落粉分量桿件202對應設置於其內，出料口210b則設置於容置槽210a之底部，且與供粉槽20之落粉口201對應連通設置。
【0015】
至於導熱件211則對應設置於供粉槽20與出料導熱蓋件210之間，換言之，即該導熱件211設置於供粉槽20之底部，其一側與該容置空間200內的成型粉末大面積地接觸，另一側則與出料導熱蓋件210相連接，用以將熱傳導至該容置空間200內的成型粉末以及出料導熱蓋件210上。於一些實施例中，導熱件211內部可設有加熱單元212，用以進行加熱之用，於另一些實施例中，加熱模組21 更可具有溫度感測元件213，但不以此為限，且溫度感測元件213亦可裝設於導熱件211之內部，用以感測及調節加熱單元212之加熱溫度。當然，於本實施例中， 出料導熱蓋件210及導熱件211均為由熱傳導良好之材質所構成，例如，金屬材質，且該較佳之實施態樣為採用熱傳導率高之鋁材質所製成，但不以此為限。
【0016】
此外，於另一些實施例中，加熱模組21亦可設置於供粉槽20內，且其出料導熱蓋件210可直接封蓋設置於該供粉槽20內，並與供粉槽20形成出料口210b，且導熱件211亦設置於供粉槽20內，並與出料導熱蓋件210相接觸，藉此以直接對供粉槽20內之成型粉末進行加熱，然而其設置方式並不以前述該等實施例為限，可依照實際施作情形而任施變化。
【0017】
因此，藉由本案之粉末加熱組件2，可使導入供粉槽20內之容置空間200中的成型粉末，經由加熱單元212對導熱件211進行加熱，並使設置於容置空間200底部的成型粉末可達到加熱之效果，同時再透過容置空間200內的攪拌組件203對該加熱的成型粉末進行攪拌，以排除其內含的濕度，進而形成乾燥的成型粉末，即為完成該成型粉末之預熱作業，其後再由供粉槽20之落粉分量桿件202導送至出料導熱蓋件210的容置槽210a中，並由出料口210b落下，以順利進行鋪粉作業。
【0018】
綜上所述，本案之粉末加熱組件及其加熱模組主要為在供粉槽之落粉口處裝設加熱模組，進而可促使成型粉末在鋪粉前先行預熱，以排除成型粉末內含濕度，並形成乾燥之成型粉末顆粒，不僅可以改善落粉及鋪粉時受環境因素及成型粉末內含濕度所帶來噴印品質之直接影響。此外，該透過預熱作業以排除濕度之成型粉成於進行鋪粉時更能達到紮實平整之效果，以及，當該預熱過且乾燥的成型粉末設置於建構槽上時，由於該單鋪粉層僅維持適當的乾燥溫度，故在立體成型之噴印作業中，該乾燥粉末具有適合於噴印模組所噴印之膠合劑進行快速乾燥的黏結效益，但不會產生高溫而影響到鄰近的組件或是噴印模組之噴頭結構，故本案之粉末加熱組件及其加熱模組相較於傳統技術，不僅具有可於鋪粉前即對成型粉末進行預熱之優點，更可達到可加快成型速度、使立體成型物之成型品質更為穩定，同時亦可維持快速成型裝置之內部組件及噴頭結構之使用壽命，極具產業利用性。
【0019】
本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
2‧‧‧粉末加熱組件
20‧‧‧供粉槽
200‧‧‧容置空間
201‧‧‧落粉口
202‧‧‧落粉分量桿件
203‧‧‧攪拌組件
21‧‧‧加熱模組
210‧‧‧出料導熱蓋件
210a‧‧‧容置槽
210b‧‧‧出料口
211‧‧‧導熱件
212‧‧‧加熱單元
213‧‧‧溫度感測元件

Claims (10)

  1. 【第1項】
    一種粉末加熱組件，適用於一快速成型裝置，包含：
         一供粉槽，具有一容置空間及一落粉口，該容置空間用以盛裝一成型粉末，並與該落粉口相連通；
         一加熱模組，設置於該供粉槽之底部，包括；
           一出料導熱蓋件，封蓋設置於該落粉口處，具有一出料口，該出料口與該落粉口相連通；以及
           一導熱件，設置於該供粉槽內部與及該出料導熱蓋件之間，且內部裝設有一加熱單元；
         其中，透過該加熱單元對該導熱件加熱，促使該供粉槽之該成型粉末可進行一預熱作業，以排除其內之濕度並形成乾燥之該成型粉末，再經由該出料口落下進行一鋪粉作業。
  2. 【第2項】
    如申請專利範圍第1項所述之粉末加熱組件，其中該供粉槽內設有一攪拌組件，用以對該成型粉末進行攪拌。
  3. 【第3項】
    如申請專利範圍第1項所述之粉末加熱組件，其中該供粉槽更具有一落粉分量桿件，且設置於該落粉口處。
  4. 【第4項】
    如申請專利範圍第3所述之粉末加熱組件，其中該出料導熱蓋件更具有一容置槽，用以供該落粉分量桿件對應設置。
  5. 【第5項】
    如申請專利範圍第1項所述之粉末加熱組件，其中該加熱模組更具有一溫度感測元件，裝設於該導熱件內，用以感測及調節該加熱單元之一加熱溫度。
  6. 【第6項】
    如申請專利範圍第1項所述之粉末加熱組件，其中該出料導熱蓋件及該導熱件由一金屬材質所構成，且該金屬材質為鋁材質。
  7. 【第7項】
    一種加熱模組，適用於一快速成型裝置供盛裝成型粉末之供粉槽內，包含：
         一出料導熱蓋件，封蓋設置於供粉槽內，與該供粉槽形成一出料口；以及
         一導熱件，設置於該供粉槽內，並與該出料導熱蓋件相接觸，且內部裝設有一加熱單元；
         其中，透過該加熱單元對該導熱件加熱，促使該供粉槽之該成型粉末可進行一預熱作業，以排除其內之濕度並形成乾燥之該成型粉末，再經由該出料口落下進行一鋪粉作業。
  8. 【第8項】
    如申請專利範圍第7項所述之加熱模組，其中該出料導熱蓋件與該供粉槽形成之出料口處更具有一容置槽，用以供設置於該供粉槽內部之一落粉分量桿件對應設置。
  9. 【第9項】
    如申請專利範圍第7項所述之加熱模組，其中該加熱模組更具有一溫度感測元件，裝設於該導熱件內，用以感測及調節該加熱單元之一加熱溫度。
  10. 【第10項】
    如申請專利範圍第7項所述之加熱模組，其中該出料導熱蓋件及該導熱件由一金屬材質所構成，且該金屬材質為鋁材質。
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