TW201713488A - ３ｄ雷射列印機之光源調整方法 - Google Patents

Abstract

一種3D雷射列印機之光源調整方法，主要係於3D雷射列印機之光源模組設有光能調節單元及曝光時間調節單元，藉由光能調節單元計算雷射光源路徑，將路徑中各點的能量為增減計算出來，並與點座標一起傳給韌體，使韌體經由計算後控制輸出電壓，進而調整雷射輸出功率。以及藉由曝光時間調節單元計算雷射光源路徑，將路徑中各點的曝光時間為增減計算出來，並用一個數字表示，這個數字將會與點座標一起傳給韌體，使韌體經由計算後控制雷射光的開或關(ON/OFF)，從而達成可調式雷射光源輸出。達成適用於各類型之雷射列印材料之功能。

Description

3D雷射列印機之光源調整方法

本發明係有關一種3D雷射列印機之光源調整方法，尤指一種可調式雷射光源輸出，得適用於各類型之雷射列印材料，可使超過保存期限之材料可順利成型，且可使不同廠商之材料皆可達到相同列印水準之3D雷射列印機之光源調整方法。

按；隨著科技的快速發展，3D雷射列印於現今漸趨廣泛，其係藉由3D雷射光束，將樹脂材料從液體形態轉變為固體形態。惟由於3D雷射列印機器受限於各廠家成型材料的差異，所需的光源能量及曝光時間亦不相同，造成使用者的困擾，例如：A廠商生產的成型材料包括光敏樹脂適用於30mw之機型，而B廠商生產的成型材料包括光敏樹脂適用於50mw之機型，因此，當A廠商之材料用於50mw之機型時，將會造成成型膨脹過大的問題。反之，將B廠商之材料用於30mw之機型時，則會無法成型或成型不良的問題。又；3D雷射列印之成型材料往往都存在有老化(氧化)的問題，使得久未使用的材料因弱化導致列印失敗。申請人有鑑於此，經不斷研究、實驗，遂萌生設計一種一種3D雷射列印機之光源調整方法，具有可調式雷射光源輸出，使超過保存期限之材料可順利成型，且可使不同廠商之材料皆可達到相同列印水準。

本發明之主要目的，即在提供一種3D雷射列印機之光源調整方法，藉由光能調節單元調整雷射輸出功率，以及藉由曝光時間調節單元控制雷射光的開或關(ON/OFF)，從而達成可調式雷射光源輸出，使超過保存期限之材料可順利成型，且使不同廠商之材料皆可達到相同之列印水準。

前述之3D雷射列印機之光源調整方法，係於3D雷射列印機之光源模組設有光能調節單元及曝光時間調節單元，藉由光能調節單元計算雷射光源路徑，將路徑中各點的能量為增減計算出來，並與點座標一起傳給韌體，使韌體經由計算後控制輸出電壓，進而調整雷射輸出功率。以及藉由曝光時間調節單元計算雷射光源路徑，將路徑中各點的曝光時間為增減計算出來，並用一個數字表示，這個數字將會與點座標一起傳給韌體，使韌體經由計算後控制雷射光的開或關(ON/OFF)。從而達成可調式雷射光源輸出，使超過保存期限之材料可順利成型，且使不同廠商之材料皆可達到相同之列印水準。

前述之3D雷射列印機之光源調整方法，係包含承盒、光源模組、前反射鏡、後反射鏡及X軸振鏡、Y軸振鏡。透過電腦輔助設計軟體使前反射鏡、後反射鏡及X軸振鏡、Y軸振鏡將光源模組之光能反射於承盒之印盤逐層堆疊成型。

前述之3D雷射列印機之光源調整方法，其中之光能調節單元及曝光時間調節單元，係可藉由設於光源模組之旋鈕所控制。

前述之3D雷射列印機之光源調整方法，其中之光能調節單元及曝光時間調節單元，係可藉由軟體所設定及控制。

1‧‧‧承盒

2‧‧‧光源模組

21‧‧‧光能調節單元

22‧‧‧曝光時間調節單元

23‧‧‧調節旋鈕

3‧‧‧前反射鏡

4‧‧‧後反射鏡

5‧‧‧X軸振鏡

6‧‧‧Y軸振鏡

第1圖係本發明之立體圖。

第2圖係本發明之方塊圖。

第3圖係本發明之操作流程圖。

第4圖係本發明之雷射列印狀態圖。

請同時參閱第1圖及第2圖，係為本發明之立體圖及方塊圖。如圖所示，本方發明係包含承盒1、光源模組2、前反射鏡3、後反射鏡4及X軸振鏡5、Y軸振鏡6。透過電腦輔助設計軟體，於該光源模組2產生雷射光能，使前反射鏡3、後反射鏡4及X軸振鏡5、Y軸振鏡6將光源模組2之光能反射於承盒1之印盤，其反射位置依據列印之圖檔經軟體控制X軸振鏡5、Y軸振鏡6的擺弧，以及經由升降裝置，以逐層堆疊的方式成型。

該光源模組2係設有光能調節單元21及曝光時間調節單元22，藉由光能調節單元21將雷射光源路徑中各點的能量為增減計算，進而調整雷射輸出功率，以及藉由曝光時間調節單元22將雷射光源路徑中各點的曝光時間為增減計算，進而控制雷射光的開或關(ON/OFF)，從而達成可調式雷射光源輸出，使超過保存期限之材料可順利成型，且使不同廠商之材料皆可達到相同之列印水準。於本實施例，該光能調節單元 21及曝光時間調節單元22係可藉由設於光源模組2之調節旋鈕23所調整控制，亦或藉由軟體24所控制(軟體控制是軟體發出光源能量的數值給韌體，其中之雷射的反饋訊號係可用以控制光的強度，本發明導入雷射光的反饋訊號給韌體，經由韌體依據軟體的命令計算後，發出新的反饋訊號給雷射，使其發射更改後的能量。)

請參閱第3圖，係為本發明之操作流程圖。敬請配合第1圖及第2圖，如圖所示，本發明之光能調節單元21，係首先於硬體(調節旋鈕23)或軟體24的設定中，可供使用者設定光能調節。例如：於直線列印時，增加或減少某百分比的能量，於直角轉彎時，增加或減少某百分比的能量，在曲線時，增加或減少某百分比的能量，當軟體24於計算路徑時，會同時將路徑中各點的能量為增減計算出來，並用一個數字表示，這個數字將會與點座標一起傳給韌體，使韌體經由計算後控制輸出電壓，進而調整雷射輸出功率。

本發明之曝光時間調節單元22，係首先於硬體(調節旋鈕23)或軟體24的設定中，可供使用者設定時間的增減。例如：於直線列印時，增加或減少某百分比的時間，於直角轉彎時，增加或減少某百分比的時間，在曲線時，增加或減少某百分比的時間，當軟體24於計算路徑時，會同時將路徑中各點的曝光時間為增減計算出來，並用一個數字表示，這個數字將會與點座標一起傳給韌體，使韌體經由計算後控制雷射光的開或關(ON/OFF)。

請參閱第4圖，係為本發明之雷射列印狀態圖。敬請配合第1圖及第2圖，如圖所示，本發明於列印時，係由軟體導入一個3D立體圖像檔 案，並通過預定的高度切片，以形成一個橫截面，接著硬體(調節旋鈕23)或軟體24將決定如何排列剖面上的各點。光源能量被導引至起點然後停留一段時間(曝光時間)以固化成型材料。接著將光源能量依據硬體(調節旋鈕23)或軟體24提供的位置序列至下一個點，直到在此橫截面的所有點被固化。軟體將會偵測該點位置區段，並決定是否需要增加或減少曝光時間。如圖所示之實施例，Time1為20us時，係可進行一般的曝光程序。Time2為30us時，可對成型材料進行加強固化。Time3為10us時，則因轉折處的曝光量會較多，所以用較少的時間進行曝光，Time4的時間係變動的，依據曲線的不同，進行曝光量的調整，以達到全線相同的曝光量，進而可製造更堅固的模型，使模型表面更為光滑，且可節省材料。

前述實施例，僅為說明本發明之較佳實施方式，而非限制本 發明之範圍，凡經由些微修飾、變更，仍不失本發明之要義所在，亦不脫本發明之精神範疇。

綜上所述，本發明以設於光源模組之光能調節單元及曝光時 間調節單元，構成3D雷射列印機之光源調整之方法，藉由光能調節單元調整雷射輸出功率，以及藉由曝光時間調節單元控制雷射光的開或關(ON/OFF)，從而達成可調式雷射光源輸出，使超過保存期限之材料可順利成型，且使不同廠商之材料皆可達到相同之列印水準。為一實用之設計，誠屬一俱新穎性之創作，爰依法提出專利之申請，祈 鈞局予以審查，早日賜准專利，至感德便。

1‧‧‧承盒

2‧‧‧光源模組

21‧‧‧光能調節單元

22‧‧‧曝光時間調節單元

23‧‧‧調節旋鈕

3‧‧‧前反射鏡

4‧‧‧後反射鏡

5‧‧‧X軸振鏡

6‧‧‧Y軸振鏡

Claims (3)

1. 一種3D雷射列印機之光源調整方法，係於3D雷射列印機之光源模組設有光能調節單元及曝光時間調節單元，藉由光能調節單元計算雷射光源路徑，將路徑中各點的能量為增減計算出來，並與點座標一起傳給韌體，使韌體經由計算後控制輸出電壓，進而調整雷射輸出功率，以及藉由曝光時間調節單元計算雷射光源路徑，將路徑中各點的曝光時間為增減計算出來，並用一個數字表示，這個數字將會與點座標一起傳給韌體，使韌體經由計算後控制雷射光的開或關(ON/OFF)，從而達成可調式雷射光源輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射列印機之光源調整方法，其中，光能調節單元，係導入雷射光的反饋訊號給韌體，經由韌體依據軟體的命令計算後，發出新的反饋訊號給雷射，使其發射更改後的能量。
3. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射列印機之光源調整方法，其中，光源模組係設有調整旋鈕，藉由調整旋鈕控制光能調節單元及曝光時間調節單元。