TW201724983A - 高產量之鞋面3d列印系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種高產量之鞋面3D列印系統，其主要係通過輸送裝置上所設置之複數個印刷站，且各該印刷站具備複數個可拆卸式印刷噴頭並可同時打印複數個鞋面體，據以提升單位時間之產量；再依電腦的預設列印程式調控上述該些印刷站之位移裝置，將列印材料疊加印製於鞋面元件上，藉此，利用兩個以上的打印頭達到印製具有色彩及粗細線條變化且列印位置精准度高的鞋面花紋式樣之技術效果，同時也通過將3D列印技術應用於印製鞋面花紋式樣而確實降低製造成本及簡化製造工序。

Description

高產量之鞋面3D列印系統

本案涉及一種3D列印系統，特別係一種用於鞋面的3D列印系統裝置。

由於過往製鞋加工產業中，一般鞋面以及運動鞋鞋面的花紋通常係以TPU或其他塑料材質經沖壓裁剪機從片材裁切製成所需厚度之貼編後，再將該些貼邊以人工操作黏貼或者模內一體成形於鞋面，藉以形成各式樣花紋。抑或，也可以依據鞋款設計而全部或局部地在鞋面上設置TPU或其他塑料材質構成的塗層(coat)。現有塗層之成形方法，是先做出具有塗層樣式刻紋的鋼製模板，接著將TPU材料填滿模板，並將鞋面與模板對壓，利用熱和壓力使TPU塗層結合於鞋面上，並同時製得所需的鞋面樣式。

然而，前述製法需要對應各鞋款花紋設計製作各種尺寸、樣式的金屬模板，不僅準備模板的過程耗費整體製造時間與成本，融化後之TPU也不易精準地壓結於所需的鞋面位置上，至此傳統鞋面花紋的製法存在成本高且工序繁雜等問題。

因此，就上述之傳統製程問題，雖已存在有將最新之3D列印技術應用於鞋面花紋之製作，亦已實質改善上述之問題；然，由於現前大部分3D列印技術較適合客製化且小量生產之產品，因此應用於工業化需大量製造之製程上，具有待解決之難題。

本發明之創作目的係在於提供一種高產量之鞋面3D列印系統，以解決一般3D列印技術上難以工業量產之難題。

為達上述目的，本發明所創作之高產量之鞋面3D列印系統，主要包含：一輸送裝置、複數印刷站、複數固持座、一設於該輸送帶首端之紫外光室；一設於該輸送帶末端之烘箱以及一電腦電性連接裝置；達高產量之技術手段主要係通過輸送裝置上，所設置之複數個印刷站，且各該印刷站上皆具複數個3D列印噴頭，據以令每一個印刷站可同時印製複數個鞋面體，致使達成高產量之效果。

本發明所創作之高產量之鞋面3D列印系統，除了利用到FDM（Fused Deposition Modeling）3D列印技術直接將立體的花紋式樣打印在鞋面上，大大地製造成本以及簡化工序，另外，更透過運輸線上複數個印刷站的設計，使一個立體具色彩及線條之鞋面立體花紋式樣，透過各個印刷站之分工打印，免去繁雜之圖案位置定位控制，再加上各該印刷站可同時加工複數個鞋面體，上述之技術改良，令單位時間內產量大大地提升。

有關於本發明為達上述目的，所採用之詳細技術、手段及其他效果，茲舉一較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如下。

請參照所附圖1到圖3所示，說明本發明高產量鞋面3D列印系統的較佳實施，主要包含: 一輸送裝置(20)、一紫外光室(50)、一烘箱(60) 、複數個印刷站(30)、複數個固持座(40)以及一電腦電性連接裝置(70)(圖未示)；其中，該輸送裝置具有一輸送帶，因該輸送帶之輸送運作具方向性，定義該輸送裝置(20)之首端係為未經3D列印加工之鞋面體進入該輸送裝置(20)之位置，而該輸送裝置(20)之末端係為已經3D列印加工後之鞋面體離開該輸送裝置(20)之位置；於此請詳加參照圖1所示，該紫外光室(50)係設於該輸送裝置(20)之首端，當該些待3D列印加工之鞋面體(A)進入製程前，將會通過該紫外光室(50)，據以增強該些鞋面體(A)表面對3D打印顏料之附著效果，再者，該烘箱(60)係設於該輸送裝置(20)之末端，當3D列印加工之該些鞋面體(A)離開製程前，將會通過該烘箱(60)，其目的係令噴印之材料經熱熔作用，得更穩固地黏持於該些鞋面體(A)表面上；而，該些印刷站(30)係以彼此間隔一預定距離設於該輸送裝置(20)上且序列於該紫外光室(50)與該烘箱(60)之間；再者，該些固持座(40)係鋪設於該輸送裝置(20)上並利用該輸送裝置(20)傳送，自固持未加工之鞋面體(A)進入製程後，依序經過該紫外光室(50)、該些印刷站(30)以及該烘箱(60)後，即加工完成離開製程。而該電腦電性連接裝置(70) (圖未示)，係通過電性控制該些印刷站(30)之作動機制，據以驅動列印噴頭位移至對應之鞋面體(A)位置進行3D列印，以在鞋面體表面印製一立體印刷層，該電腦電性連接裝置(70) (圖未示)於圖示中並未標示。

其中詳述該輸送裝置(20)，除該輸送帶(21)外更具有複數個滾輪(22)(圖未示)以及一驅動馬達(23) (圖未示)，因非本發明技術特徵因此於圖示中並未標示，該輸送帶(21)係呈U字型，其輸送方向依序係自該紫外光室(50)再經由該些印刷站(30)最後經由該烘箱(60)離開製程，可運送該些固持座(40)與座中之欲打印立體樣式之鞋面體(A)到達各個印刷站(30)進行加工，其作動機制係該輸送帶(21)繞經兩端滾輪(22)後，用卡子或硫化方法，將該輸送帶(21)兩頭接在一起，使之成為閉環結構。該輸送帶(21)由上、下托輥支承著，由拉緊裝置將其拉緊，使之具有一定的張力。當主動之該滾輪(22)被該驅動馬達(23)帶動而旋轉時，借助主動之該滾輪(22)與該輸送帶(21)之間的摩擦力帶動該輸送帶(21)連續運轉，從而傳輸該些裝載於該輸送帶(21)上的鞋面體(A)。

再請搭配參照圖2，其中詳加說明該些印刷站(30)係各具有一位移裝置(31)，該位移裝置(31)具有一X軸向長型滑軌(311)，係以長軸方向沿該輸送帶(21)緣邊設置並與各該固持座(40)貼合，一長型支桿(312)，係以桿軸方向垂直嵌設於該X軸向長型滑軌(311)之軌道中，一Y軸向長型支架(313)，係以長軸方向垂直穿設該長型支桿(312)，另外，於該X軸向長型滑軌(311)長軸方向之一端部設有一X軸向驅動馬達(314)，係驅動控制該X軸向長型滑軌(311)軌道內之長型支桿(312)之X軸向位移作動，據以控制該些噴頭(33)於X軸向上的打印繪製，而於該長型支桿(312)桿軸方向之端部設有一Y軸向驅動馬達(315)，係作為驅動控制該些噴頭(33)於Y軸向上的打印繪製。該些印刷站(30)皆具有一作為阻擋定位各該固持座(40)之第一定阻裝置(32)，該第一定阻裝置(32)具有一電磁式螺旋管(321)，係設於該X軸向長型滑軌(311)長軸方向之另一端部之端面，藉由該螺旋管(321)之伸縮桿，以調控止擋該些運輸中的固持座(40)，其中係藉由該電腦電性連接裝置(70) (圖未示)控制該螺旋管(321)管桿之伸縮，於圖2中可明顯看出，當該螺旋管(321)之伸縮桿伸出時，恰可抵住該固持座(40)上的止擋件(421)，據以令固持座(40)停留在該印刷站(30)以進行打印作業；另外還有複數個第一鎖插件(322)，係設於該X軸向長型滑軌(311)平行長軸方向之內側端面，據以與各該固持座(40)的上對應位置之該些第二鎖插件(422)，利用磁吸力或相關榫接結構，將各該固持座(40)鎖固於預定進行打印之位置上。再者，於各該Y軸向長型支架(313)上設有複數個可自由拆卸之噴頭(33)，其中，該些噴頭(33)之孔口噴嘴具有相異的開口直徑，用以列印粗細相異的線條，而且該些噴頭(33)所噴出作為印刷之材料係選自黏合膠、底漆或熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。

再請繼續參照圖3並同時搭配圖2所示，詳述該些固持座(40)係各具有一基座板(41)，該基座板(41)係呈矩形且其頂面可乘載複數個鞋面體(A)，係作為該輸送帶(21)承裝該些鞋面體(A)之單位，另外，各該固持座(40)更具有一第二定阻裝置(42)，主要功能係停靠該些運輸中的基座板(41)，該第二定阻裝置(42)具有一止擋件(421)，係設於該基座板(41)沿運輸方向之前緣，用於抵接該螺旋管(321)，還有複數個第二鎖插件(422) ，係設於該基座板(41)接靠該X軸向長型滑軌(311)之側緣，當該些基座板(41)進入該些印刷站(30)時，與對應位置之該些第一鎖插件(322)互相嵌合或利用磁力吸和，據以釘固該些基座板(41)不致滑移。該些基座板(41)上更有複數個定位框(43)，各該定位框(43)具有一鞋面體框槽(431)，係作為容置該些鞋面體(A)之空間，該些定位框(43)係黏著於該些基座板(41)上或係與該些基座板(41)一體成形，其中，若製程上有增加產量之需求，可於該基座板(41)上的空餘版面，利用該些定位插件(44)，將鞋面體(A)沿其輪廓插設固定於該基座板(41)上，亦可達該些定位框(43)之功效。

綜上所述本發明之據以提高產量之技術特徵，係來自於多數印刷站(30)設置搭配其定阻機制以及可令彈性多數的鞋面體同時作業的設計，據以令各該印刷站(30)可進行單純化之打印作業，使每一個印刷站(30)只需負責一個印刷樣式或顏色或線條，據以提高印刷效率；而鞋面體(A)經輸送帶(21)傳輸經過各該印刷站(30)進而打印形成繁複之3D印刷圖樣，令一個運輸流程結束可得到多個印製完成之鞋面體(A)；藉以達成單位時間高產量之3D鞋面印刷效果。

(10)‧‧‧高產量之鞋面3D列印系統
(A)‧‧‧鞋面體
(20)‧‧‧輸送裝置
(21)‧‧‧輸送帶
(22)‧‧‧滾輪
(23)‧‧‧驅動馬達
(30)‧‧‧印刷站
(31)‧‧‧位移裝置
(32)‧‧‧第一定阻裝置
(33)‧‧‧噴頭
(311)‧‧‧X軸向長型滑軌
(312)‧‧‧長型支桿
(313)‧‧‧Y軸向長型支架
(314)‧‧‧X軸向驅動馬達
(315)‧‧‧Y軸向驅動馬達
(321)‧‧‧電磁式螺旋管
(322)‧‧‧第一鎖插件
(40)‧‧‧固持座
(41)‧‧‧基座板
(42)‧‧‧第二定阻裝置
(43)‧‧‧定位框
(44)‧‧‧定位插件
(421)‧‧‧止擋件
(422)‧‧‧第二鎖插件
(431)‧‧‧鞋面體框槽
(50)‧‧‧紫外光室
(60)‧‧‧烘箱
(70)‧‧‧電腦電性連接裝置

圖1係本創作較佳實施例之整體外觀示意圖。 圖2係本創作較佳實施例中各該印刷站之結構示意圖。 圖3係本創作較佳實施例中各該固持座之結構示意圖。

10‧‧‧高產量之鞋面3D列印系統

20‧‧‧輸送裝置

30‧‧‧印刷站

40‧‧‧固持座

50‧‧‧紫外光室

60‧‧‧烘箱

A‧‧‧鞋面體

Claims (9)

1. 一種高產量之鞋面3D列印系統，包含: 一輸送裝置，具有一輸送帶，定義該輸送帶運輸動作之線性方向為X軸向，並定義與該X軸向垂直之方向為Y軸向，而未經3D列印加工之鞋面體進入該輸送帶之位置為首端，已經3D列印加工之鞋面體離開該輸送帶之位置為未端； 一紫外光室，係設於該輸送裝置之首端； 一烘箱，係設於該輸送裝置之末端； 複數印刷站，以相互間隔一預定距離之配置，自該輸送裝置之首端至末端依序設於該輸送帶之邊緣，各該印刷站具有一位移裝置，係沿該輸送帶緣線設置，可提供X、Y軸向之作動，一第一定阻裝置，係設於該X軸向之位移裝置的端部，複數噴頭，係吊設於該Y軸向之位移裝置； 複數固持座，係設於該輸送裝置上據以乘載該些鞋面體，並沿該紫外光室經由該些印刷站往該烘箱方向傳送，各具有一基座板，一第二定阻裝置，係設於該基座板頂面並係沿靠該印刷站方向之邊上，複數定位框，係列設於該基座板一表面，各具有一鞋面體框槽，據以容置需印刷作業之複數鞋面體以達定位之功能，複數定位插件，係沿該些鞋面體框型分散插設於該基座板；以及 一電腦電性連接裝置，據以通過電性控制該些位移裝置之作動機制，驅動該些噴頭位移至對應之鞋面體位置進行3D列印，以在鞋面體表面印製一立體印刷層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高產量之鞋面3D列印系統，其中該輸送裝置具有至少一滾輪以及一驅動馬達，該輸送帶為該驅動馬達驅動沿該X軸向輸送該些鞋面體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高產量之鞋面3D列印系統，其中各該位移裝置具有一X軸向長型滑軌，係以長軸方向沿該輸送帶緣邊設置並與各該基座板貼合，一長型支桿，係以桿軸方向垂直嵌設於該X軸向長型滑軌之軌道中，一Y軸向長型支架，係以長軸方向垂直穿設該長型支桿。
4. 如申請專利範圍第3項所述之高產量之鞋面3D列印系統，其中各該位移裝置具有一X軸向驅動馬達，係設於該X軸向長型滑軌長軸方向之一端部，一Y軸向驅動馬達，係設於該支桿桿軸方向之端部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高產量之鞋面3D列印系統，其中各該第一定阻裝置具有一電磁式螺旋管，係設於該X軸向長型滑軌長軸方向之另一端部之端面，藉由該螺旋管之伸縮桿，以調控止擋該些運輸中的各該基座板，複數第一鎖插件，係設於該X軸向長型滑軌平行長軸方向之內側端面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之高產量之鞋面3D列印系統，其中該些噴頭係分散設於該Y軸向長型支架上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之高產量之鞋面3D列印系統，其中該些噴頭係可自由裝載以及拆卸於該Y軸向長型支架。
8. 如申請專利範圍第1項所述之高產量之鞋面3D列印系統，其中各該第二定阻裝置具有一止擋件，係設於該基座板沿運輸方向之前緣，與複數第二鎖插件，係設於該基座板接靠該X軸向長型滑軌之側緣。
9. 如申請專利範圍第1項所述之高產量之鞋面3D列印系統，其中各該固持座中，應用於定固該些鞋面體之物，係選自相應之該些定位框或該些定位插件其中之至少一種。