TW201627133A - 快速成型裝置之列印模組 - Google Patents

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Abstract

本案關於一種快速成型裝置之列印模組，包含：噴印平台，具有架體及傳動軸，傳動軸跨設於該架體上；承載座，穿設於傳動軸上；以及至少兩個相同模組化之噴液匣，對應設置於承載座上，其中該噴液匣具有匣體，匣體內設有三個儲液室，用以分別容置不同的噴印液體，且至少兩個相同模組化之噴液匣之匣體容置至少有一個相同的噴印液體，以實施快速成型之噴印作業。

Description

快速成型裝置之列印模組 【0001】
本案係關於一種快速成型裝置，尤指一種具有複數個模組化之噴液匣之快速成型裝置之列印模組。
 【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舖設於載具上方並利用噴液列印技術於部分粉末上噴印高黏度之黏結劑，使黏結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】
習知通常以一般噴印技術所採用之列印模組應用於RP技術上，舉例來說，其如第1圖所示，該一般噴印技術所採用之列印模組1設置於一主機體(未圖式)，以進行噴印作業。該列印模組1包括噴印平台10、承載座11及至少一噴液匣12，該噴印平台10包括架體101以及跨設於該架體101之傳動軸102，承載座11穿設於該傳動軸102上，該至少一噴液匣12通常會設置兩噴液匣，即如第1圖所示，為容置黑色墨水之第一噴液匣121及容置彩色墨水(例如：青色(C)、黃色(Y)、洋紅色(M))的第二噴液匣122，且噴液匣12對應設置於該承載座11上，故該承載座11及設置於其上之噴液匣12可相對於該噴印平台10之該傳動軸102以進行X軸之往復式作動。
【0005】
當該列印模組1進行RP技術之噴印作業時，透過該噴印平台10帶著該承載座11及設置於其上的噴液匣12進行一Y軸方向之往復式作動，並再透過該噴液匣12在該承載座11上可沿該傳動軸102以進行左右移動的X軸方向之往復式作動，如此透過X軸及Y軸方向交互進行之往復式作動，可將該噴液匣12所容置的各色墨水噴塗在建構載具(未圖示)所舖設之建構材料(未圖示)上，並一直重複上述製程以實施層層堆砌之作業，進而可完成3D物件的實體模型(未圖示)。
【0006】
惟在此3D物件的快速成型噴印作業實施時，噴液匣12中除了容置黑色及彩色墨水之外，更需額外容置高黏度之黏結劑，以將建構材料進行黏合，進而可層層堆砌以構成3D物件，因此傳統的快速成型裝置更需設置額外的承載架及噴液匣用於容置高黏度之黏結劑，如此一來，則會導致噴印模組1的整體體積增大，同時更增加承載架及噴液匣的成本。
【0007】
有鑑於此，如何發展一種可改善前述習知技術缺失之快速成型裝置之列印模組 ，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快速成型裝置之列印模組 ，其具備模組化之噴液匣，且每一噴液匣具備三個儲液室，且其中兩儲液室用以容置不同色之墨水，一儲液室用以容置黏結劑，同此以實施3D物件之快速成型之噴印作業 。
【0009】
為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種快速成型裝置之列印模組，包含：噴印平台，具有架體及傳動軸，傳動軸跨設於架體上；承載座，穿設於傳動軸上；以及至少兩個相同模組化之噴液匣，對應設置於承載座上，其中噴液匣具有匣體，匣體內設有三個儲液室，用以分別容置不同的噴印液體，且至少兩個相同模組化之噴液匣之匣體容置至少有一個相同的噴印液體，以實施快速成型之噴印作業。
1、2‧‧‧列印模組
10、20‧‧‧噴印平台
101、201‧‧‧架體
102、202‧‧‧傳動軸
11、21‧‧‧承載座
12、22、22X、22Y、42、42X、42Y‧‧‧噴液匣
121‧‧‧第一噴液匣
122‧‧‧第二噴液匣
220‧‧‧上蓋
221、221x、221y、421‧‧‧匣體
221a‧‧‧壁面
222‧‧‧撓性電路板
222a‧‧‧電氣接觸點
223、223x、223y、423、423x、423y‧‧‧噴液晶片
223a‧‧‧噴孔片
224、224a、224b、224c、224d、224x、224ax、224bx、224cx、224dx、224y、224ay、224by、224cy、224dy、424、424a、424b、424c、424x、424ax、424bx、424cx、424y、424ay、424by、424cy‧‧‧供液槽
225、226、227、225x、226x、227x、225y、226y、227y、425、426、427、425x、426x、427x、425y、426y、427y‧‧‧儲液室
228、37‧‧‧液滴產生器
228a‧‧‧噴液孔
229‧‧‧辨識晶片
3‧‧‧噴液控制電路
31‧‧‧第一開關電路
32‧‧‧第二開關電路
33‧‧‧第三開關電路
34‧‧‧第四開關電路
35‧‧‧第五開關電路
36‧‧‧第六開關電路
228b、371‧‧‧加熱電阻
372‧‧‧驅動電晶體
P‧‧‧同排中兩相鄰液滴產生器之間的距離
P/2‧‧‧不同排之相鄰兩液滴產生器之間的垂直距離
Wd2‧‧‧噴液晶片的寬度
Ld2‧‧‧噴液晶片的長度
Ls2‧‧‧每一供液槽的長度
Lr2‧‧‧每一排液滴產生器的總長度
Sd2‧‧‧每一供液槽的寬度
Cd‧‧‧兩相鄰供液槽的間距
M1‧‧‧第一開關元件
M2‧‧‧第二開關元件
M3‧‧‧第三開關元件
M4‧‧‧第四開關元件
M5‧‧‧第五開關元件
M6‧‧‧第六開關元件
M7‧‧‧第七開關元件
M8‧‧‧第八開關元件
M9‧‧‧第九開關元件
M10‧‧‧第十開關元件
P‧‧‧電源端點
PD‧‧‧列印資料信號
MF‧‧‧加熱控制信號
PF‧‧‧預熱控制信號
H1‧‧‧第一開關電路控制端點
H‧‧‧加熱控制端點
PFD‧‧‧預熱資料信號
H2‧‧‧第二開關電路控制端點
PF-N‧‧‧反向預熱控制信號
MF-N‧‧‧反向加熱控制信號
第1圖為習知採用一般噴印技術之快速成型之列印模組之結構示意圖。
第2圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之結構示意圖。
第3A圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之外觀示意圖。
第3B圖為第3A圖所示之噴液匣之底視結構示意圖。
第3C圖為第3A圖所示之噴液匣之橫向剖面結構示意圖。
第4A圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之上視剖面結構示意圖。
第4B圖為第4A圖所示之噴液匣之A-A’之剖面結構示意圖。
第5A圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之上視剖面結構示意圖。
第5B圖為第5A圖所示之噴液匣之B-B’之剖面結構示意圖。
第6圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之墨水配置示意圖。
第7A圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之噴液晶片部分移除噴孔板之結構立體示意圖。
第7B圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之噴液晶片移除噴孔板之結構示意圖。
第8圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之噴液晶片之噴液控制電路結構示意圖。
第9A圖為本案第二較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之底視結構示意圖。
第9B圖為第9A圖所示之噴液匣之上視剖面結構示意圖。
第9C圖為第9A圖所示之噴液匣之D-D’之剖面結構示意圖。
第9D圖為第9A圖所示之噴液匣之E-E’之剖面結構示意圖。
第10圖為本案第二較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之墨水配置示意圖。
 【0010】
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。
【0011】
請參閱第2圖，其係為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之結構示意圖。如第2圖所示，列印模組2係適用於一快速成型裝置(未圖示)中，且包括噴印平台20、承載座21及複數個模組化之噴液匣22，噴印平台20包括架體201以及傳動軸202，且傳動軸202跨設於架體201上，承載座21穿設於傳動軸202上，且於本實施例中，該複數個模組化之噴液匣22係為兩相同之噴液匣22X、22Y，該兩噴液匣22X、22Y對應設置於該承載座21上，故承載座21及設置於其上之兩噴液匣22X、22Y可相對於噴印平台20之傳動軸202以單一方向(例如：X軸之方向)往復式位移，並藉由於複數個模組化之噴液匣22中導入噴印液體，以實施快速成型之噴印作業。
【0012】
當該列印模組2進行RP技術之噴印作業時，透過該噴印平台20帶著該承載座21及設置於其上的兩噴液匣22X、22Y進行一Y軸方向之往復式作動，並再透過該兩噴液匣22X、22Y在該承載座21上可沿該傳動軸202以進行左右移動的X軸方向之往復式作動，如此透過X軸及Y軸方向交互進行之往復式作動，可將兩噴液匣22X、22Y中所容置的噴印液體噴塗在建構載具(未圖示)所舖設之建構材料(未圖示)上，並一直重複上述製程以實施層層堆砌之作業，進而可完成3D物件的實體模型(未圖示)。
【0013】
於一些實施例中，該噴印液體可為黏結劑及色料墨水，且該色料墨水可為顏料墨水或染料墨水等，並不以此為限。且於另一些實施例中，該噴印液體可為無色或單色之噴印液體，例如透明黏結劑噴印液體、青色(C)噴印液體、黃色(Y)噴印液體、洋紅色(M)噴印液體或其他顏色淺青色、淺洋紅、灰階色等噴印液體，且不以此為限。
【0014】
請同時參閱第3A、3B、3C圖，其中第3A圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之外觀示意圖，第3B圖為第3A圖所示之噴液匣之底視結構示意圖，第3C圖為第3A圖所示之噴液匣之橫向剖面結構示意圖。如第3A圖所示，列印模組2之噴液匣22係由上蓋220、匣體221、撓性電路板222以及噴液晶片223所構成，其中上蓋220覆蓋於匣體221之上，而噴液晶片223則設置於匣體221之下方，且在匣體221內部具有儲液空間，以儲存噴印液體。匣體221具有壁面221a，且當噴液匣22安裝設置於快速成型裝置(未圖示)上時，該壁面221a係可與其承載座21(如第2圖所示)相對應而設置。且撓性電路板222即設置於壁面221a上，並具有複數個電氣接觸點222a，當噴液匣22被設置於快速成型裝置的承載座21上時，透過噴液匣22的撓性電路板222上的電氣接觸點222a與承載座21上的導接部(未圖示)對應電氣連接。另該噴液匣22進一步設有一辨識晶片229進而以進行身分辨識/控制及/或監控快速成型裝置和噴液匣22之噴液晶片223之間的電氣信號之通訊。
【0015】
如第3B圖所示，噴液晶片223係對應設置於噴液匣22之匣體221之底部，且具有複數個供液槽224，於本實施例中，該複數個供液槽的數量係為4，但不以此為限，於另一些實施例中，該複數個供液槽的數量亦可為3，該等供液槽之數量係可依照實際施作情形而任施變化，並不以此為限。且於本實施例中，如第3C圖所示，噴液匣22之匣體221內部係具有3個儲液室225、226、227，換言之，匣體221內部的儲液空間被區隔為3個儲液室225、226、227，用以分別容置不同色或相同色之噴印液體。舉例來說，在本實施例中，儲液室225係用以容置透明黏結劑(T)、儲液室226係用以容置青色(C)色料墨水、儲液室227係用以容置洋紅色(M)色料墨水，但不以此為限，且此3個儲液室225、226、227均分別與設置於匣體221底部的噴液晶片223之複數個供液槽224相連通。以本實施例為例，儲液室225係與中央兩道供液槽224b、224c相連通，用以將黏結劑輸送至中央兩道之供液槽224b、224c；儲液室226則與一側之供液槽224a相連通，用以將其中容置的青色色料墨水輸送至供液槽224a中；至於儲液室227則與另一側之供液槽224d相連通，用以將其中容置的洋紅色色料墨水輸送至供液槽224d中。
【0016】
請參閱第4A圖及第4B圖，第4A圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之上視剖面結構示意圖，第4B圖為第4A圖所示之噴液匣之A-A’之剖面結構示意圖。如第4A及第4B圖所示，可見噴液匣22之匣體221內部的3個儲液室225、226、227均分別與設置於匣體221底部的噴液晶片223之複數個供液槽224相連通，且由第4B圖所示之剖面結構示意圖可見儲液室225內部之結構，搭配第4A圖所示之剖面結構示意圖，可見儲液室225內部容置儲存之透明黏結劑係由儲液室225內部兩側向底部流動，以流至匣體221底部的噴液晶片223處，並流至與其相連通之中間兩道供液槽224b、224c處輸出，以進行透明黏結劑之供液作業。
【0017】
請續參閱第5A圖及第5B圖，第5A圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之上視剖面結構示意圖，第5B圖為第5A圖所示之噴液匣之B-B’之剖面結構示意圖。如第5B圖所示，可見儲液室225及226內部之結構，搭配第5A圖所示之剖面結構示意圖，可見儲液室226內部容置儲存之青色色料墨水係由儲液室226向底部流動，以流至匣體221底部的噴液晶片223處，並流至與其相連通之供液槽224a處輸出，以進行青色色料墨水之供液作業。至於本實施例中之儲液室227之內部結構係與儲液室226相仿且相互對稱設置，故其內部結構及墨水流動之方式均與儲液室226相仿，故不再贅述之。然透過前述第3C圖、第4A圖、第4B圖、第5A圖及第5B圖即可理解，透過本實施例具備3個儲液室225、226、227之噴液匣，搭配具有4個供液槽224之噴液晶片223，即可同時輸出兩色之色料墨水及透明黏結劑，俾利於進行3D物件之快速成型之噴印作業。
【0018】
請參閱第6圖並搭配第2圖，第6圖為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之墨水配置示意圖，如圖所示，本案之至少一噴液匣22係可為但不限為兩噴液匣22X、22Y，且該噴液匣22X、22Y分別具有3個儲液室225x、226x、227x及225y、226y、227y，於本實施例中，其中噴液匣22X之儲液室225x係用以容置透明黏結劑(T)、儲液室226x係用以容置青色(C)色料墨水、儲液室227x係用以容置洋紅色(M) 色料墨水，而噴液匣22Y之儲液室225y係用以容置透明黏結劑(T)、儲液室226y係用以容置黃色(Y) 色料墨水、儲液室227y則用以容置黑色(K) 色料墨水，但不以此為限。且噴液匣22X、22Y之匣體221x、221y底部之噴液晶片223x、223y上之複數個供液槽224x、224y均分別與其對應之儲液室225x、226x、227x及225y、226y、227y相連通，以本實施例為例，噴液匣22X之噴液晶片223x之供液槽224ax係與儲液室226x相連通，用以對應輸出其所容置之青色色料墨水、設置於噴液晶片223x之中央兩道供液槽224bx及224cx則與儲液室225x相連通，用以對應輸出其所容置之透明黏結劑、噴液晶片223x之供液槽224dx係與儲液室227x相連通，用以對應輸出其所容置之洋紅色色料墨水；至於噴液匣22Y之噴液晶片223y之供液槽224ay則與儲液室226y相連通，用以對應輸出其所容置之黃色色料墨水、設置於噴液晶片223y之中央兩道供液槽224by及224cy則與儲液室225y相連通，同樣用以對應輸出其所容置之透明黏結劑、噴液晶片223y之供液槽224dy則與儲液室227y相連通，用以對應輸出其所容置之黑色色料墨水。如此一來，透過在本案兩模組化設置之噴液匣22X、22Y內容置不同色之彩色、黑色色料墨水及透明黏結劑等噴印液體，則可對快速成型裝置實施3D物件快速成型之多色噴印作業。
【0019】
請參閱第7A圖及第7B圖，其為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之噴液晶片之結構示意圖。如第7A、7B圖所示，噴液晶片223上設有複數個供液槽224，且於本實施例中，該複數個供液槽224的數量係為4個，即其具有供液槽224a、224b、224c、224d，以及，在每一供液槽224之長軸邊緣之兩側均分別設置一排之液滴產生器228，但不以此為限。每一排液滴產生器228之間以交錯排列的方式設置於供液槽224a、224b、224c、224d的兩側邊，故本實施例之噴液晶片223上係具有2排×4＝8排之液滴產生器228，且該每一液滴產生器228係由一加熱電阻228b及一對應的噴液孔228a所構成，其中液滴產生器228之加熱電阻228b設置在噴液晶片223上，供使供液槽224相連通之儲液室225、226、227所提供噴印液體連通，且該加熱電阻228b受一噴孔板223a封蓋，並於該噴孔板223a上設有該噴液孔228 a，供 以對應於該加熱電阻228b，如此供給噴印液體經加熱電阻228b加熱後，則形成熱氣泡，並由噴液孔228a噴射出液滴以完成該液滴產生器228之噴印作用。
於本實施例中，如第7B圖所示，噴液晶片223上具有四個與參考軸線L之方向平行的供液槽224，且彼此之間相對參考軸線L的垂直方向並排分隔，每一軸線陣列可為但不限為雙排加熱電阻228b設置於供液槽224兩側邊，且雙排加熱電阻228b之間以交錯排列的方式設置於相對應之供液槽224的兩側邊，故本實施例之噴液晶片223上係具有8排的加熱電組排數。每一排之加熱電阻228b中可包含300個或更多的加熱電阻228b，且加熱電阻228b的總數可達2400個，但不以此為限。且每一排加熱電阻228b中兩相鄰之加熱電阻228b之間的距離為P，不同排之相鄰兩加熱電阻228b之間的垂直距離為P/2，於一些實施例中，P之距離可介於1/600~1/1200英吋，P/2則介於1/1200~1/2400英吋；而於本實施例中，P的距離係為1/600英吋，P/2則為1/1200英吋，但不以此為限。
【0020】
請續參閱第7B圖，於本實施例中，噴液晶片223可為一矩形結構，噴液晶片223的寬度Wd2約為5~7毫米（mm），最佳為6毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為77~107.8平方毫米（mm 2 ），長寬比(Ld2/ Wd2)為15.4/5=3.08~15.4/7＝2.2，其長寬比係以15.4/6＝2.56為佳。 因此本案 每一排的加熱電阻228b總長Lr2約為1/2英吋，液滴產生器228總數約為2400個，因此本案噴液晶片223上每平方毫米（mm 2 ）的液滴產生器228密度約為2400/（15.4×7）＝22.2~2400/（15.4×5）＝31.16，加熱電阻228b的密度區間以2400/6=25.9為佳。
【0021】
另外，本實施例之每一供液槽224的寬度Sd2可為0.15~0.3毫米（mm），長度Ls2可為12.8毫米（mm），且相鄰兩供液槽224的間距Cd可為1.27毫米（mm） 。其中， 噴液晶片223 之總面積扣除四個 供液槽224 之面積後，即為 噴液晶片223 之可佈線區域之面積，此即為可設置內部電路之區域。
【0022】
根據本案之構想， 噴液晶片223 之可佈線面積佔 噴液晶片223 總面積之比值可由下列公式計算：
【0023】
(( 噴液晶片223 總面積)-( 供液槽224 不佈線面積))/( 噴液晶片223 總面積)
【0024】
於本實施例中 噴液晶片223採以4個供液槽224佈置 ，該比值即為(( 噴液晶片223 長度Ld2 × 噴液晶片223 寬度Wd2) - ( 供液槽224 長度Ls2 × 供液槽224 寬度Sd2 × 4組 供液槽224 )) / (噴 噴液晶片223 長度Ld2 × 噴液晶片223 寬度Wd2)。
【0025】
由於 噴液晶片223的寬度Wd2約為5毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為77平方毫米（mm 2 ），以及供液槽224 之長度為12.8毫米（mm），寬度為 0.15 毫米（mm），則 噴液晶片223 之佈線區域之面積係為69.32平方毫米( 77 - 12.8× 0.15 ×4)，因此 噴液晶片223 可佈線面積佔 噴液晶片223 總面積之比值為69.32平方毫米/77平方毫米=90.02%。
【0026】
由於 噴液晶片223的寬度Wd2約為5毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為77平方毫米（mm 2 ），以及供液槽224 之長度為12.8毫米（mm），寬度為 0.3 毫米（mm），則 噴液晶片223 之佈線區域之面積係為61.64平方毫米( 77 - 12.8× 0.3 ×4)，因此 噴液晶片223 可佈線面積佔 噴液晶片223 總面積之比值為61.64平方毫米/77平方毫米=80.05%，此為最小佈線面積比值。
【0027】
由於 噴液晶片223的寬度Wd2約為7毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為107.8平方毫米（mm 2 ），以及供液槽224 之長度為12.8毫米（mm），寬度為 0.15 毫米（mm），則 噴液晶片223 之佈線區域之面積係為100.12平方毫米( 107.8 - 12.8× 0.15 ×4)，因此 噴液晶片223 可佈線面積佔 噴液晶片223 總面積之比值為100.12平方毫米/107.8平方毫米=92.87 %， 此為最大佈線面積比值。
【0028】
由於 噴液晶片223的寬度Wd2約為7毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為107.8平方毫米（mm 2 ），以及供液槽224 之長度為12.8毫米（mm），寬度為 0.3 毫米（mm），則 噴液晶片223 之佈線區域之面積係為92.44平方毫米( 107.8 - 12.8× 0.3 ×4)，因此 噴液晶片223 可佈線面積佔 噴液晶片223 總面積之比值為92.44平方毫米/107.8平方毫米=85.75%。
【0029】
由上述可知，本實施例 噴液晶片223以4個供液槽224 可佈線面積佔 噴液晶片223 總面積之最佳比值為80.05%～92.87%。
【0030】
當 噴液晶片223 上之不可佈線面積，即 供液槽224 之面積已固定時，若能夠減少於 噴液晶片223 上之電路配置之面積及接點數目，即減少佈線面積， 噴液晶片223 之面積可以對應更為減少，更可使 噴液晶片223 的尺寸相對縮小，進而降低生產 噴液晶片223 結構的成本。
【0031】
請參閱第8圖，其為本案第一較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之噴液晶片之噴液控制電路結構示意圖。如前所述，噴液晶片223具有複數個噴液孔228a，而每一個噴液孔228a各對應一個液滴產生器3 7，每個 液滴產生器37有一個噴液控制電路控制去控制該液滴產生器37是否噴液作用，由該噴液孔228a噴出噴印液體，故噴液晶片223上具備複數個噴液控制電路以對應控制每一液滴產生器37，以下將以單一個噴液控制電路為例加以說明，但並不以此為限。
【0032】
如第8圖所示，本案之噴液控制電路主要適用於噴液匣22之噴液晶片223，且接收電源信號、列印資料信號PD、預熱資料信號PFD、預熱控制信號PF、反向預熱控制信號PF-N、加熱控制信號MF、反向加熱控制信號MF-N且與共接端點COM相連接，用以對部分噴印液體及噴液晶片進行預熱，或是將部分噴印液體加熱並產生氣泡，進而將噴印液體推擠出該噴液晶片223之噴液孔228a。其中，預熱控制信號PF與反向預熱控制信號PF-N互為反向關係，加熱控制信號MF與反向加熱控制信號MF-N互為反向關係。於一些實施例中，可分別藉由二個反向器(未圖示)將預熱控制信號PF以及加熱控制信號MF反向為反向預熱控制信號PF-N以及反向加熱控制信號MF-N。
【0033】
本案之噴液控制電路3主要由第一開關電路31、第二開關電路32、第三開關電路33、第四開關電路34、第五開關電路35、第六開關電路36以及液滴產生器37所組成，其中液滴產生器37可包含加熱電阻371以及驅動電晶體372，該加熱電阻371之輸入端接收該電源信號，輸出端耦接該 驅動電晶體372之輸入端，而該驅動電晶體372之輸出端 與該共接端點COM相連接 ， 且該驅動電晶體372之控制端連接一加熱控制端點H，主要藉由加熱控制端點H控制液滴產生器37是否加熱或預熱，當加熱控制端點H為高電位時，將控制驅動電晶體372導通，而加熱電阻371將接收電源端點P之電源信號，以進行加熱或預熱。
【0034】
第二開關電路32可連接於電源端點P與加熱控制端點H之間，其係由第二開關元件M2所構成，可為MOS電晶體或BJT電晶體，但不以此為限，可由多個開關元件並聯組成，且該第二開關電路之控制端連接一控制端點H2，主要藉由該第二開關電路控制端點H2控制該第二開關電路32是否導通，當該第二開關電路控制端點H2為低電位時，第二開關電路32導通，並將電源端點P之電源信號傳導到加熱控制端點H(亦即輸出端)。第二開關元件M2具有閘極、汲極以及源極，源極(亦即輸入端)接收電源信號，汲極(亦即輸出端)連接於加熱控制端點H，閘極(亦即控制端)連接於第二開關電路控制端點H2。
【0035】
第一開關電路31可連接於電源端點P與一第二開關電路控制端點H2之間，其係由第一開關元件M1組成，可為MOS電晶體或BJT電晶體，但不以此為限，亦可由多個開關元件並聯成，且該第一開關電路之控制端連接控制端點H1，並與該加熱控制端點H連接，主要藉由該第一開關電路控制端點H1控制該第一開關電路31是否導通，當第一開關電路控制端點H1為低電位時，第一開關電路31導通，並將電源端點P之電源信號傳導到第二開關電路控制端點H2(亦即輸出端)。第一開關元件M1具有閘極、汲極以及源極，第一開關元件M1之源極(亦即輸入端)接收電源信號，第一開關元件M1之汲極(亦即輸出端)連接於第二開關元件之閘極(亦即控制端)，第一開關元件M1之閘極連接於加熱控制端點H。
【0036】
第三開關電路33可連接於第二開關電路控制端點H2與共接端點COM之間，其係由第三開關元件M3及第四開關元件M4串聯組成且兩個控制端分別連接接收該加熱控制信號MF及該列印資料信號PD，可藉由該列印資料信號PD及該加熱控制信號MF控制第三開關電路33是否導通。當該列印資料信號PD及該加熱控制信號MF為高電位時，第三開關電路33導通。第三開關元件M3及第四開關元件M4皆具有閘極、汲極以及源極，第三開關元件M3之閘極(亦即控制端)接收加熱控制信號MF，藉由加熱控制信號MF控制第三開關元件M3是否導通，第四開關元件M4之閘極(亦即控制端)接收列印資料信號PD，藉由列印資料信號PD控制第四開關元件M4是否導通，第三開關元件M3之汲極(亦即輸入端)連接於第一開關元件M1之汲極(亦即輸出端)，第三開關元件M3之源極(亦即輸出端)連接於第四開關元件M4之汲極(亦即輸入端)，第四開關元件M4之源極(亦即輸出端)連接於共接端點COM。
【0037】
第四開關電路34同樣連接於第二開關電路控制端點H2與共接端點COM之間，其係由第五開關元件M5及第六開關元件M6串聯組成且兩個控制端分別連接接收該預熱控制信號PF及該預熱資料信號PFD，主要藉由該預熱控制信號PF及該預熱資料信號PFD控制第四開關電路34是否導通。當該預熱資料信號PFD及該預熱控制信號PF為高電位時，第四開關電路34導通。第五開關元件M5及第六開關元件M6皆具有閘極、汲極以及源極，第五開關元件M5之閘極(亦即控制端)接收預熱控制信號PF，藉由該預熱控制信號PF控制第五開關元件M5是否導通，第六開關元件M6之閘極(亦即控制端)接收預熱資料信號PFD，藉由預熱資料信號PFD控制第六開關元件M6是否導通，第五開關元件M5之汲極(亦即輸入端)連接於第一開關元件M1之汲極(亦即輸出端)，第五開關元件M5之源極(亦即輸出端)連接於第六開關元件M6之汲極(亦即輸入端)，第六開關元件M6之源極(亦即輸出端)連接於共接端點COM。
【0038】
第五開關電路35則連接於加熱控制端點H與共接端點COM之間，其係由第七開關元件M7及第八開關元件M8串聯組成且兩個控制端分別連接接收該反向加熱控制信號MF-N及該印資料信號PD，主要藉由該反向加熱控制信號MF-N及該列印資料信號PD控制第五開關電路35是否導通。當該反向加熱控制信號MF-N及該列印資料信號PD為高電位時，第五開關電路35導通。第七開關元件M7及第八開關元件M8皆具有閘極、汲極以及源極，第七開關元件M7之閘極(亦即控制端)接收該反向加熱控制信號MF-N，藉由該反向加熱控制信號MF-N控制第七開關元件M7是否導通，第八開關元件M8之閘極(亦即控制端)接收該列印料信號PD，藉由該列印料信號PD控制第八開關元件M8是否導通，第七開關元件M7之汲極(亦即輸入端)連接於第二開關元件M2之汲極(亦即輸出端)，第七開關元件M7之源極(亦即輸出端)連接於第八開關元件M8之汲極(亦即輸入端)，第八開關元件M8之源極(亦即輸出端)連接於共接端點COM。
【0039】
第六開關電路36同樣連接於加熱控制端點H與共接端點COM之間，其係由第九開關元件M9及第十開關元件M10串聯組成且兩個控制端分別連接接收反向該預熱控制信號PF-N及該預熱資料信號PFD，主要藉由該反向預熱控制信號PF-N及該預熱資料信號PFD控制第六開關電路34是否導通。當該預熱資料信號PFD及該反向預熱控制信號PF-N為高電位時，第六開關電路36導通。第九開關元件M9及第十開關元件M10皆具有閘極、汲極以及源極，第九開關元件M9之閘極(亦即控制端)接收該反向預熱控制信號PF-N，藉由該反向預熱控制信號PF-N控制第九開關元件M9是否導通，第十開關元件M10之閘極(亦即控制端)接收該預熱資料信號PFD，藉由該預熱資料信號PFD控制第十開關元件M10是否導通，第九開關元件M9之汲極(亦即輸入端)連接於第二開關元件M2之汲極(亦即輸出端)，第九開關元件M9之源極(亦即輸出端)連接於第十開關元件M10之汲極(亦即輸入端)，第十開關元件M10之源極(亦即輸出端)連於共接端點COM。
【0040】
由上述說明可知，當該預熱控制信號PF及該預熱資料信號PFD為高電位信號時，同時該反向預熱控制信號PF-N為低電位信號，因此該第六開關電路36不作動，且該第一開關電路31輸出端輸出信號控制該第二開關電路及該第四開關電路導通運作，藉由該第二開關電路將該電源信號傳送到該加熱電阻，使該加熱電阻對部分墨水及該噴液晶片預熱。
【0041】
當該列印資料信號及該加熱控制信號為高電位信號時，同時該反向加熱控制信號MF-N為低電位信號，因此該第五開關電路35不作動，且該第一開關電路31輸出端輸出信號控制該第二開關電路32及該第三開關電路33導通運作，藉由該第二開關電路32將該電源信號傳送到該加熱電阻371，使該加熱電阻371對部分墨水加熱並產生氣泡，進而將墨水推擠出該噴液晶片223之該噴墨孔228a。
【0042】
當然，上述第三開關元件M3至第十開關元件M10可以是MOS電晶體或BJT電晶體，但不以此為限，任何可達到相同目地及功效之電子元件均為本案所保護之範圍。
【0043】
當快速成型裝置（未圖示）之列印模組2欲執行噴印作業時，會藉由傳送電源信號P、列印資料信號PD、加熱控制信號MF以及預熱控制信號PF至噴液匣22之噴液晶片233之噴液控制電路3來控制液滴產生器37進行加熱或預熱，即使在不列印時，也可進行預熱，達到保持噴液晶片233溫度的效果，進而確保列印品質，且預熱溫度控制效率提升亦可以使列印速度提高。
【0044】
請同時參閱第9A、9B、9C及9D圖，其中第9A圖為本案第二較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之底視結構示意圖，第9B圖為第9A圖所示之噴液匣之上視剖面結構示意圖，第9C圖為第9A圖所示之噴液匣之D-D’之剖面結構示意圖，第9D圖為第9A圖所示之噴液匣之E-E’之剖面結構示意圖。如第9A圖及第9B圖所示，本案另一實施例之列印模組之噴液匣42之結構大致上亦與前述實施例相仿，且於噴液匣42之匣體421內部同樣具有3個儲液室425、426、427，且於匣體421之底部亦設置有噴液晶片423。惟於本實施例中，噴液晶片423之複數個供液槽424之數量與前述實施例略有差異。於本實施例中，該複數個供液槽的數量係為3，但不以此為限。
【0045】
且於本實施例中，如第9B圖及第10圖所示，其中噴液匣42之匣體421內之儲液室425係用以容置透明黏結劑(T)、儲液室426係用以容置青色(C) 色料墨水、儲液室427係用以容置洋紅色(M) 色料墨水或用以容置黑色(K) 色料墨水，但不以此為限，且此三個儲液室425、426、427均分別與設置於匣體421底部的噴液晶片423之複數個供液槽424相連通。且由第9B圖搭配第9C圖可見，儲液室425內部容置儲存之透明黏結劑係由儲液室425內部兩側向底部流動，以流至匣體421底部的噴液晶片423處，並流至與其相連通之中間供液槽424b處輸出，以進行透明黏結劑之供液作業。
【0046】
至於另兩儲液室426、427之墨水流動方式則如第9D圖所示，可見儲液室426內部容置儲存之青色色料墨水係由儲液室426向底部流動，以流至匣體421底部的噴液晶片423處，並流至與其相連通之供液槽424a處輸出，以進行青色色料墨水之供液作業。至於另一儲液室427之內部結構係與儲液室426相同且相互對稱設置，且其墨水流動之方式均與儲液室426相同，故不再贅述之。
【0047】
請參閱第10圖，其為本案第二較佳實施例之快速成型裝置之列印模組之噴液匣之墨水配置示意圖。如圖所示，本案之噴液匣42係可為但不限為兩噴液匣42X、42Y，且該噴液匣42X、42Y分別具有3個儲液室425x、426x、427x及425y、426y、427y，於本實施例中，其中噴液匣42X之儲液室425x係用以容置透明黏結劑、儲液室426x係用以容置青色(C) 色料墨水、儲液室427x係用以容置洋紅色(M) 色料墨水，而噴液匣42Y之儲液室425y係用以容置透明黏結劑、儲液室426y係用以容置黃色(Y) 色料墨水、儲液室427y則用以容置黑色(K) 色料墨水，但不以此為限。且噴液匣42X、42Y之匣體421x、421y底部之噴液晶片423x、423y上之複數個供液槽424x、424y均分別與其對應之儲液室425x、426x、427x及425y、426y、427y相連通，以本實施例為例，噴液匣42X之噴液晶片423x之供液槽424ax係與儲液室426x相連通，用以對應輸出其所容置之青色色料墨水、設置於噴液晶片423x之中央供液槽224bx則與儲液室425x相連通，用以對應輸出其所容置之透明黏結劑、噴液晶片423x之供液槽424cx係與儲液室427x相連通，用以對應輸出其所容置之洋紅色色料墨水；至於噴液匣42Y之噴液晶片423y之供液槽424ay則與儲液室426y相連通，用以對應輸出其所容置之黃色色料墨水、設置於噴液晶片423y之中央供液槽424by則與儲液室425y相連通，同樣用以對應輸出其所容置之透明黏結劑、噴液晶片423y之供液槽424cy則與儲液室427y相連通，用以對應輸出其所容置之黑色色料墨水。如此一來，透過本實施例之兩模組化設置之噴液匣42X、42Y內容置不同色之彩色、黑色色料墨水及黏結劑等噴印液體，則可對快速成型裝置實施3D物件快速成型之多色噴印作業。
【0048】
於本第二較佳實施例中，該噴液晶片223之可佈線面積佔噴液晶片223總面積之比值可由下列公式計算：
【0049】
((噴液晶片223總面積)-(供液槽224不佈線面積))/(噴液晶片223總面積)
【0050】
於本第二較佳實施例中，該噴液晶片223以3個供液槽224佈置，該比值即為((噴液晶片223長度Ld2×噴液晶片223寬度Wd2)-(供液槽224長度Ls2×供液槽224寬度Sd2×3組供液槽224))/(噴液晶片223長度Ld2×噴液晶片223寬度Wd2)。
【0051】
由於噴液晶片223的寬度Wd2約為5毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為77平方毫米（mm2），以及供液槽224 之長度為12.8毫米（mm），寬度為0.15毫米（mm），則噴液晶片223之佈線區域之面積係為71.24平方毫米(77-12.8×0.15×3)，因此噴液晶片223可佈線面積佔噴液晶片223總面積之比值為71.24平方毫米/77平方毫米=92.51%。
【0052】
由於噴液晶片223的寬度Wd2約為5毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為77平方毫米（mm2），以及供液槽224之長度為12.8毫米（mm），寬度為0.3毫米（mm），則噴液晶片223之佈線區域之面積係為65.48平方毫米(77-12.8×0.3×3)，因此噴液晶片223可佈線面積佔噴液晶片223總面積之比值為65.48平方毫米/77平方毫米=85.03%，此為最小佈線面積比值。
【0053】
由於噴液晶片223的寬度Wd2約為7毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為107.8平方毫米（mm2），以及供液槽224之長度為12.8毫米（mm），寬度為0.15毫米（mm），則噴液晶片223之佈線區域之面積係為102.04平方毫米(107.8-12.8×0.15×3)，因此噴液晶片223可佈線面積佔噴液晶片223總面積之比值為102.04平方毫米/107.8平方毫米=94.65 %， 此為最大佈線面積比值。
【0054】
由於噴液晶片223的寬度Wd2約為7毫米（mm），長度Ld2約為15.4毫米（mm），總面積為107.8平方毫米（mm2），以及供液槽224之長度為12.8毫米（mm），寬度為0.3毫米（mm），則噴液晶片223之佈線區域之面積係為96.28平方毫米(107.8-12.8×0.3×3)，因此噴液晶片223可佈線面積佔噴液晶片223總面積之比值為96.28平方毫米/107.8平方毫米=89.31%。
【0055】
由上述可知，本實施例噴液晶片223以三個供液槽224可佈線面積佔噴液晶片223總面積之最佳比值為85.03%～94.65%。
【0056】
當然，於前述所有實施例中，該複數個噴液匣22、42內部所儲置之噴印液體均可透過一外接管線(未圖示)以與本案之快速成型裝置之一連續供液裝置(未圖示)相連接，以構成一連續供液系統。
【0057】
綜上所述，本案之快速成型裝置藉由列印模組中設置模組化之噴液匣， 每一噴液匣具備三個儲液室，且其中兩儲液室用以容置不同色之墨水，一儲液室用以容置黏結劑，並配搭配相對應之噴液晶片及其噴液控制電路，進而可實施快速成型之多色噴印之作業，且無須變更原有列印模組之設計，藉此以達到無需額外變更列印模組之設計、可維持原有列印模組之體積、更可降低列印成本之成效。
【0058】
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‧‧‧列印模組
20‧‧‧噴印平台
201‧‧‧架體
202‧‧‧傳動軸
21‧‧‧承載座
22、22X、22Y‧‧‧噴液匣

Claims (6)

  1. 【第1項】
    一種快速成型裝置之列印模組，包含：
       一噴印平台，具有一架體及一傳動軸，該傳動軸跨設於該架體上；
       一承載座，穿設於該傳動軸上；以及
       至少兩個相同模組化之噴液匣，對應設置於該承載座上，其中該噴液匣具有一匣體，該匣體內設有三個儲液室，用以分別容置不同的噴印液體，且該至少兩個相同模組化之噴液匣之該匣體容置至少有一個相同的噴印液體，以實施快速成型之噴印作業。
  2. 【第2項】
    如申請專利範圍第1項所述之快速成型裝置之列印模組，其中之一該儲液室容置之該噴印液體為一黏結劑，而另兩個該儲液室容置之該不同噴印液體為色料墨水。
  3. 【第3項】
    如申請專利範圍第2項所述之快速成型裝置之列印模組，其中該噴液匣更進一步設有一辨識晶片，以對噴印匣進行身分辨識監控與快速成型裝置之間的電氣信號通訊。
  4. 【第4項】
    如申請專利範圍第2項所述之快速成型裝置之列印模組，其中該匣體之底部設有一噴液晶片，該噴液晶片上具有複數個供液槽，且每一該供液槽係分別與對應之該儲液室相連通。
  5. 【第5項】
    如申請專利範圍第4項所述之快速成型裝置之列印模組，其中該複數個供液槽之數量為4個，且2個該供液槽共用連通一個儲液室，其它2個該供液槽分別對應連通另一個儲液室。
  6. 【第6項】
    如申請專利範圍第4項所述之快速成型裝置之列印模組，其中該複數個供液槽之數量為3個，分別對應連通一個儲液室。
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