TW201819157A - 3d印表機的彩色物件列印方法 - Google Patents

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Abstract

一種3D印表機的彩色物件列印方法，運用於同時具備3D噴頭以及2D噴頭的3D印表機，並且包括下列步驟：載入對應至3D彩色模型的3D檔案；讀取3D彩色模型的座標資訊及顏色資訊；分別執行3D路徑切層處理以及2D影像切層處理，並且分別產生多個列印層的路徑檔案以及多個列印層的影像檔案；依據各個列印層的路徑檔案控制3D噴頭進行各個切層物件的列印動作；及，依據各個列印層的影像檔案控制2D噴頭於已列印的各個切層物件上進行著色動作。

Description

3D印表機的彩色物件列印方法
本發明涉及一種3D印表機，尤其涉及一種3D印表機的彩色物件列印方法。
有鑑於3D列印技術的成熟，以及3D印表機的體積縮小與價格降低，近年來3D印表機實以極快的速度普及化。
一般常見的3D印表機主要配置有用於噴射成型材的3D噴頭，藉此在列印平台上以成型材堆疊成一3D物件。惟，絕大部分的3D印表機僅能列印單一種顏色的物件(即，3D物件的顏色相等於所使用的成型材的顏色)，相當單調。
為增添3D列印所生的3D物件的色彩，近來市場上出現了一種可列印多種色彩的3D物件的3D印表機。具體地，該3D印表機採用的列印方法如圖1所示。
圖1為相關技術的彩色物件列印流程圖。首先，一3D印表機載入多個單色的3D模型(步驟S10)，並且分別讀取該多個3D模型的座標資訊(步驟S12)。接著，再依據所讀取的該些座標資訊對該多個3D模型分別執行一切層處理(步驟S14)。
具體地，由於該3D印表機僅具備單一個3D噴頭，該3D印表機仍只能識別單一種顏色的成型材。因此，若要列印一彩色3D模型，則需將該彩色3D模型轉換成多個單色的3D模型，並且分別載入該3D印表機中。藉此，在上述該切層程序後，該3D印表機可藉由該多個3D模型來使用多捲不同顏色的成型材進行混色，藉此列印出該彩色3D模型所對應的一彩色3D物件(步驟S16)。
惟，由於相關技術所採用的技術方案是藉由不同顏色的成型材來進行混色，因此列印成本相當高，並且可列印的顏色亦有限，無法達到全彩列印的需求。
本發明提供一種3D印表機的彩色物件列印方法，可通過3D印表機來列印全彩的3D物件。
於本發明的一實施例中，該方法是運用於同時具備一3D噴頭以及一2D噴頭的一3D印表機，並且包括下列步驟：載入對應至一3D彩色模型的一3D檔案；讀取該3D彩色模型的座標資訊及顏色資訊；分別執行一3D路徑切層處理以及一2D影像切層處理，並且分別產生多個列印層的一路徑檔案以及多個列印層的一影像檔案；依據各個列印層的該路徑檔案控制該3D噴頭進行各個切層物件的列印動作；及，依據各個列印層的該影像檔案控制該2D噴頭於已列印的各該切層物件上進行著色動作。
相較於相關技術所採用的技術方案，本發明的各個實施例可藉由2D噴頭來為3D噴頭所列印的各個切層物件進行著色動作，因此可有效節省列印成本，並且達到列印全彩的3D物件的需求。
茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。
本發明揭露了一種3D印表機的彩色物件列印方法(下面簡稱為該方法)，該方法主要運用於同時配置有用於噴射成型材的噴頭以及噴射彩色墨水的噴頭的3D印表機。
參閱圖2，為本發明的一實施例的3D印表機示意圖。圖2的實施例公開了一種3D印表機(下面簡稱為該印表機1)，該印表機1具有一列印平台2，該列印平台2上方配置有用以噴射成型材以列印3D物件的一3D噴頭3，以及用以噴射不同顏色的墨水以對3D物件進行著色的一2D噴頭4。
於一實施例中，該2D噴頭4為現有平面印表機所採用的墨水噴頭，並且該2D噴頭4後方連接儲存有不同顏色的墨水的多個墨水匣。於一實施例中，該2D噴頭4後方連接四個墨水匣，該四個墨水匣分別儲存青色(Cyan)、洋紅色(Magenta)、黃色(Yellow)及黑色(Black)的墨水。
於圖2的實施例中，該印表機1是以熱熔融沉積(Fused Deposition Modeling, FDM)式3D印表機為例，該3D噴頭3採用的成型材為具熱塑性的線材。於另一實施例中，該印表機1為光固化(Stereolithography Apparatus, SLA)式3D印表機，該3D噴頭3採用的成型材為光固化樹脂。當然，本發明的各個實施例所公開的該方法實可運用於各種不同型式的3D印表機，並不以上述為限。
於圖2的實施例中，該3D噴頭3與該2D噴頭4是設置於同一控制桿10上。具體地，該3D噴頭3與該2D噴頭4是分別設置於該控制桿10一側的相對兩面，並且該印表機1藉由控制該控制桿10來分別移動該3D噴頭3與該2D噴頭4。於其他實施例中，該印表機1亦可設置多個控制桿，並通過不同的控制桿來分別設置並控制該3D噴頭3與該2D噴頭4。
於本發明的一實施例中，該方法是由該印表機1控制該3D噴頭3於該列印平台2上列印一彩色3D物件的各個列印層，並且於各個列印層列印完成時控制該2D噴頭4對列印完成的列印層進行著色。
參閱圖3，為本發明的一實施例的彩色模型處理與列印流程圖。圖3所示的步驟主要可執行於該印表機1或與該印表機1連接的一電腦設備(圖未標示)中，但不加以限定。具體地，圖3所示的步驟由該印表機1或該電腦設備的一處理器來執行。
於一實施例中，該方法首先載入對應一彩色模型的一3D檔案(步驟S20)，具體地，該3D檔案為使用者預先編輯完成的一OBJ檔或一PLY檔，並且記錄有使用者欲列印的該彩色模型。該步驟S20是將該3D檔案載入一電腦裝置(圖未標示)或該印表機1，藉此，該電腦裝置或該印表機1可讀取該彩色模型的一座標資訊及一顏色資訊(步驟S22)。
於一實施例中，該座標資訊為該彩色模型上的每個點在該印表機1的一X軸、一Y軸及一Z軸上的座標，而該顏色資訊則為該彩色模型上的每個點的三原色(R、G、B)的色階。
於一實施例中，該方法是在取得該彩色模型的該座標資訊及該顏色資訊後，分別執行兩種不同型式的切層處理，包括對該彩色模型的本體進行的第一切層處理(步驟S24)以及對該彩色模型的影像進行的第二切層處理(步驟S26)。並且於本實施例中，該方法是於該第一切層處理與該第二切層處理皆執行完成後，分別依據該第一切層處理與該第二切層處理所產生的檔案來控制該3D噴頭3與該2D噴頭4以進行成型材與墨水的噴射(步驟S28)，藉此完成一彩色3D物件的列印動作。
具體地，該方法於取得該些座標資訊及該些顏色資訊後，是依據該些座標資訊執行一3D路徑切層處理(即上述的該第一切層處理)，以產生多個列印層的一路徑檔案(步驟S240)。具體地，若該彩色模型可被切割成一百個列印層，則該3D路徑切層處理後會產生一百個該路徑檔案。該一百個路徑檔案分別對應至該一百個列印層，並分別描述各該列印層中包含的一切層物件的列印路徑。具體地，該彩色模型是由該多個切層物件所堆疊而成。
於一實施例中，各該路徑檔案中還分別記錄一層數標記，該層數標記用於描述各該路徑檔案所對應的列印層的層數。舉例來說，第一層的該路徑檔案的該層數標記為“1”、第十層的該路徑檔案的該層數標記為“10”、第一百層的該路徑檔案的該層數標記為“100”，以此類推。於列印過程中，該印表機1可藉由各該路徑檔案的該層數標記來取得相同列印層的著色資料，藉此為各個列印層的該切層物件進行著色。
請同時參閱圖5A，為本發明的一實施例的路徑檔案示意圖。圖5A的實施例揭露了一3D的彩色模型5，該方法對該彩色模型5執行該3D路徑切層處理後可切割出多個該列印層，並且為各該列印層分別產生一路徑檔案6，其中各該路徑檔案6分別描述所對應的該列印層中的該切層物件的列印路徑。於一實施例中，該路徑檔案6為G code檔案，但不加以限定。
回到圖3。該步驟S240後，該方法接著將所產生的該多個路徑檔案儲存於一路徑檔案資料庫(步驟S242)。於一實施例中，該路徑檔案資料庫可位於雲端、該電腦裝置、該印表機1或其他任意位置，不加以限定。
於一實施例中，該3D路徑切層處理是對該彩色模型5的本體所進行的物件切層處理，屬於本技術領域的公知技術，於此不再贅述。
除了上述該步驟S240及該步驟S242之外，該方法在取得該些座標資訊及該些顏色資訊後，還依據該座標資訊及該顏色資訊執行一2D影像切層處理(即，上述的該第二切層處理)，以產生多個列印層的一影像檔案(步驟S260)。具體地，該步驟S260中產生的該多個列印層的數量，與該步驟S240中產生的多個列印層的數量相同，並且每一個列印層具有相同的高度。換句話說，該多個影像檔案的數量相同於該多個路徑檔案的數量。
於一實施例中，各該影像檔案中還分別記錄如上所述的該層數標記，該層數標記用於描述各該影像檔案所對應的列印層的層數。舉例來說，第一層的該影像檔案的該層數標記為“1”、第十層的該影像檔案的該層數標記為“10”、第一百層的該影像檔案的該層數標記為“100”，以此類推。於列印過程中，該印表機1可藉由各該路徑檔案的該層數標記來取得相同列印層的該影像檔案，藉此依據相同列印層的該影像檔案來為各個列印層的該切層物件進行著色。
請同時參閱圖5B，為本發明的一實施例的影像檔案示意圖。如圖5B的實施例所示，該方法對該彩色模型5執行該2D影像切層處理後可切割出多個該列印層，並且為各該列印層分別產生一影像檔案7，其中各該影像檔案7分別描述所對應的該列印層中的該切層物件的顏色資訊。於一實施例中，該影像檔案7包括描述該切層物件的青色資訊(Cyan)的一青色影像檔案71、描述洋紅色資訊(Magenta)的一洋紅色影像檔案72、描述黃色資訊(Yellow)的一黃色影像檔案73及描述黑色資訊(Black)的一黑色影像檔案74。於一實施例中，該些影像檔案7為BMP檔、JBG檔或RAW檔，但不加以限定。
回到圖3。該步驟S260後，該方法接著將所產生的該多個影像檔案儲存於一影像檔案資料庫(步驟S262)。於一實施例中，該影像檔案資料庫可位於雲端、該電腦裝置、該印表機1或其他任意位置，不加以限定。
該3D路徑切層處理與該2D影像切層處理執行完成後，該印表機1即可依據該多個路徑檔案控制該3D噴頭3逐層列印各該列印層的該切層物件(步驟S280)，並且依據各該路徑檔案的該層數標記取得相同列印層的該影像檔案，以依據該多個影像檔案控制該2D噴頭4分別對相同列印層的該切層物件進行著色(步驟S282)。如此一來，該印表機1可依據相同列印層(即，相同層高)的該路徑檔案與該影像檔案來分別控制該3D噴頭3與該2D噴頭4，令該3D噴頭3與該2D噴頭4位於相同的Z軸高度，以列印該列印層的該切層物件並對該切層物件進行著色。
於本發明中，該3D噴頭3僅採用單一顏色的成型材來列印各該切層物件，而該2D噴頭4則依據該多個影像檔案的描述內容，採用多種不同顏色的墨水來對已列印的各該切層物件進行著色。藉此，該印表機1可列印全彩的該切層物件，並由多個全彩的該切層物件堆疊而成全彩的3D物件。
續請參閱圖4，為本發明的一實施例的2D影像切層處理流程圖。圖4所示的一實施例用以更進一步說明上述該步驟S26所執行的該第二切層處理。
具體地，該方法在前述該步驟S22中取得該些座標資訊及該些顏色資訊後，先依據該彩色模型5的尺寸設定一邊界區塊(步驟S2600)，其中該邊界區塊呈方型，並且涵蓋整個該彩色模型。接著，該方法選擇該邊界區塊上的其中一個邊界點，並做為該2D噴頭4的一列印原點(步驟S2602)。接著，再依據該列印原點調整各該列印層的該影像檔案7中的該座標資訊(步驟S2604)。
請同時參閱圖5C，本發明的一實施例的邊界區塊示意圖。如圖5C的實施例所示，該方法於執行該第二切層處理時，依據該彩色模型5的尺寸產生一邊界區塊50，並且選擇該邊界區塊50上的任一邊界點做為該2D噴頭4的一列印原點501。於本實施例中，該方法是選擇該邊界區塊50中的左上角的點做為該列印原點501，但不加以限定。
具體而言，該第二切層處理後產生的該些影像檔案7是用以描述各該列印層中的該切層物件的顏色資訊，因此檔案容量比該些路徑檔案6的檔案容量來得大。為了有效縮小該些影像檔案7的檔案容量，本發明的一實施例是先設定該邊界區塊50後，再於該邊界區塊50中對該彩色模型5的影像部分進行切層處理，並且所產生的該些影像檔案7的尺寸相同於該邊界區塊50的尺寸(即，該些影像檔案7的長度與寬度相同於該邊界區塊50的長度與寬度)。
如上所述，本實施例是選擇該邊界區塊50上的其中一邊界點做為該2D噴頭4的該列印原點501，而不直接採用該列印平台2上預設的一定位點21做為該2D噴頭4的列印原點，因此可以縮小該些影像檔案7的尺寸大小，並且可提升該2D噴頭4的著色速度。於一實施例中，該3D噴頭3是以該列印平台2上預設的該定位點21做為列印原點。於另一實施例中，該3D噴頭3也可採用與該2D噴頭4相同的該列印原點501，但不加以限定。
回到圖4。該步驟S2604後，該方法進一步對該影像檔案中的該顏色資訊的三原色的色階進行轉換，以分別產生各該列印層中對應於青色、洋紅色、黃色及黑色的該青色影像檔案71、該洋紅色影像檔案72、該黃色影像檔案73及該黑色影像檔案74(步驟S2606)。換句話說，於該步驟S2606中，該方法是將該顏色資訊由三原色(R、G、B)轉換為印刷四色(C、M、Y、K)。如此一來，於前述圖3的該步驟S282中，該印表機1可依據各個列印層的該青色影像檔案71、該洋紅色影像檔案72、該黃色影像檔案73及該黑色影像檔案74來控制該2D噴頭4的該四個墨水匣噴射墨水，以分別對各該切層物件進行著色。
該步驟S2606後，該方法分別將各該列印層的該青色影像檔案71、該洋紅色影像檔案72、該黃色影像檔案73及該黑色影像檔案74儲存至該影像檔案資料庫(步驟S262)，並且接著執行該步驟S28，以進行各該切層物件的列印與著色。於本實施例中，每一個列印層皆具有對應的四份該影像檔案71-74，並藉由該四份影像檔案71-74分別描述該列印層的該切層物件的青色資訊、洋紅色資訊、黃色資訊及黑色資訊。
如前文中所述，於一實施例中，該3D噴頭3與該2D噴頭4是分別設置於該控制桿10一側的相對兩面，因此該3D噴頭3與該2D噴頭4會具有空間上的距離誤差。於另一實施例中，該3D噴頭3與該2D噴頭4於列印時可能會採用不同的列印原點，因此亦會有空間上的距離誤差。為了補償上述距離誤差，令該2D噴頭4可以準確地對該3D噴頭3所列印的各該切層物件進行著色，因此於一實施例中，該印表機1需在實際列印各該切層物件前，或是對各該切層物件進行著色前，對該3D噴頭3或／及該2D噴頭4進行校正。
參閱圖6A與圖6B，分別為本發明的一實施例的校正值產生流程圖及校正示意圖。本實施例中，該印表機1是根據預先計算的一校正值來對該3D噴頭3或／及該2D噴頭4進行校正，並且該校正值是依據圖6所示的流程圖所計算。
首先，該印表機1控制該3D噴頭3依據一預設座標組來於該列印平台2上列印一或多個校正模板A1(步驟S40)。接著，該印表機1控制該2D噴頭4依據相同的該預設座標組來對已列印完成的該校正模板A1進行著色(步驟S42)。具體地，該步驟S42是控制該2D噴頭4依據相同的該預設座標組於該校正模板A1上直接列印一校正色塊A2。如此一來，該印表機1、一使用者或一管理者可依據該校正模板A1的著色狀況(即，該校正模板A1與該校正色塊A2的對應狀況)確認該3D噴頭3與該2D噴頭4於空間上的該距離誤差(步驟S44)。接著，該印表機1可依據該距離誤差來產生上述該校正值並加以儲存(步驟S46)。
舉例來說，該3D噴頭3可採用該預設座標組來列印方型的該校正模板A1，而該2D噴頭4可採用相同的該預設座標組來列印與該校正模板A1具有相同型狀與尺寸的該校正色塊A2。若該校正色塊A2完全正對於該校正模板A1，可判斷該3D噴頭3與該2D噴頭4不具有距離誤差；若該校正色塊A2往右邊偏離該校正模板A10.2mm，可判斷該3D噴頭3與該2D噴頭4於X軸上的距離誤差為+0.2mm；若該校正色塊A2往左邊偏離該校正模板A10.2mm，可判斷該3D噴頭3與該2D噴頭4於X軸上的距離誤差為-0.2mm；若該校正色塊A2往上偏離該校正模板A10.2mm，可判斷該3D噴頭3與該2D噴頭4於Y軸上的距離誤差為+0.2mm；若該校正色塊A2往下偏離該校正模板A10.2mm，可判斷該3D噴頭3與該2D噴頭4於Y軸上的距離誤差為-0.2mm，以此類推。
參閱圖7，為本發明的一實施例的彩色物件列印流程圖。圖7的實施例進一步說明於圖3的該步驟S28中，該印表機1如何分別控制該3D噴頭3與該2D噴頭4。
於通過本發明的各個實施例完成了該3D路徑切層處理及該2D影像切層處理後，該印表機1即可開始逐層列印各該切層物件，並於列印完一個列印層的該切層物件後，即對該切層物件進行著色。並且於著色完成後，再列印下一個列印層的該切層物件，以此類推。
於圖7的實施例中，該印表機1首先讀取一個該列印層的該路徑檔案6(步驟S50)，具體地，該印表機1是於該路徑檔案資料庫中讀取一個該列印層的該路徑檔案6。接著，該印表機1依據該路徑檔案6控制該3D噴頭3列印該列印層的該切層物件(步驟S52)。
值得一提的是，本發明的各個實施例是藉由該2D噴頭4直接在已列印的該切層物件上噴射墨水，以對該切層物件進行著色，因此需盡量確保該切層物件的表面平整。於一實施例中，該印表機1在一個該切層物件列印完成並要對該切層物件進行著色，或是要接著列印下一個列印層的該切層物件前，可先控制該3D噴頭3停止供料，並執行一成型材回抽程序(步驟S54)。藉此，令已列印的該切層物件保持表面平整，再接著執行下一個動作。惟，於其他實施例中，亦可不執行該步驟S54。
接著，該印表機1判斷目前所列印的該切層物件是否需要著色(步驟S56)，即，判斷於該步驟S52中列印的該切層物件是否需要著色。若該切層物件為單色，且該切層物件的顏色相同於該3D噴頭3使用的成型材的顏色，則該印表機1可判斷目前所列印的該切層物件不需要著色。
具體地，於一實施例中，該印表機1可讀取該列印層的該路徑檔案6，並藉由該路徑檔案6的描述內容判斷該切層物件是否需要著色。於另一實施例中，該印表機1亦可直接讀取該影像檔案資料庫，查看該影像檔案資料庫中是否儲存有相同列印層的該影像檔案7，藉此判斷目前列印的該切層物件是否需要著色。即，於該影像檔案資料庫中具有相同列印層的該影像檔案7時判斷該切層物件需要著色，並且於該影像檔案資料庫中不具有相同列印層的該影像檔案7時判斷該切層物件不需要著色。
若於該步驟S56中判斷該列印層的該切層物件不需要著色，則該印表機1不需要控制該2D噴頭4，而是接著執行步驟S66，以判斷是否需要接著列印下一個列印層的該切層物件。
若於該步驟S56中判斷該列印層的該切層物件需要著色，則該印表機1進一步由該影像檔案資料庫中讀取相同列印層的該影像檔案7(步驟S58)。於一實施例中，該印表機1是由該影像檔案資料庫中讀取相同層高(例如第100層)的該青色影像檔案71、該洋紅色影像檔案72、該黃色影像檔案73及該黑色影像檔案74。於一實施例中，該些影像檔案71-74為執行該2D影像切層處理後產生的影像檔案。於其他實施例中，使用者亦可通過外部電腦設備對該2D影像切層處理產生的該些影像檔案71-74進行圖像修改，使該些影像檔案71-74的描述內容更符合使用者的實際需求。
該步驟S58後，該印表機1即依據所得的該影像檔案7控制該2D噴頭4對相同列印層的該切層物件進行著色(步驟S62)。於一實施例中，該印表機1在讀取該影像檔案7後，會先控制該2D噴頭4移動並返回至該列印原點501，並且再控制該2D噴頭4由該列印原點501開始移動以對該切層物件進行著色。並且，為了防止誤操作，該印表機1可於該2D噴頭4完成對該切層物件的著色後，關閉該列印層的一著色功能(步驟S64)。
於一實施例中，該印表機1可在控制該2D噴頭4進行著色前，先讀取於前述實施例中預儲存的該校正值，並依據該校正值調整於該步驟S58中取得的該列印層的該影像檔案中的該座標資訊(步驟S60)。並且於該步驟S62中，該印表機1再依據調整後的該影像檔案7來控制該2D噴頭4進行著色。
舉例來說，若該影像檔案7中的其中一定位點的座標為(100,90,90)，而該校正值為「X軸＋0.5mm」，則經過調整後，該定位點的座標會變成(100.5,90,90)。惟，上述說明僅為本發明的其中一實施例，但不以此為限。例如，當該3D噴頭3與該2D噴頭4皆採用該列印平台2上的該定位點21做為列印原點時，該印表機1即可不對該3D噴頭3或／及該2D噴頭4進行校正，即不需執行該步驟S60。
於該列印層的該切層物件著色完成後，該印表機1判斷該列印層是否為該彩色模型5的最後一個列印層(步驟S66)。於一實施例中，該印表機1判斷該路徑檔案資料庫中是否存在尚未讀取的該路徑檔案6，藉此判斷該列印層是否為該彩色模型5的最後一個列印層。於另一實施例中，該印表機1依據是否接收外部發出的一列印結束通知來判斷該列印層是否為該彩色模型5的最後一個列印層。
若該列印層不是該彩色模型5的最後一個列印層，則該印表機1再次執行該步驟S50至該步驟S64，以列印下一個列印層的該切層物件，並對該切層物件進行著色。反之，若該列印層是該彩色模型5的最後一個列印層，則該印表機1結束本次的列印動作。
參閱圖8，為本發明的另一實施例的彩色物件列印流程圖。圖8的實施例中的步驟S70、S74-S80、S82~S86與圖7的實施例中的步驟S50、S52~S58、S62~S66相同或相似，於此不再贅述。圖8的實施例與圖7的實施例的差異在於，該印表機1是在控制該3D噴頭3列印一個列印層的該切層物件前先取得該校正值，並執行一步驟S72以依據該校正值調整該列印層的該路徑檔案6中的該座標資訊後，再執行該步驟S74，以依據調整後的該路徑檔案6控制該3D噴頭3列印該列印層的該切層物件。
並且，於本實施例中，該印表機1是通過該校正值對該3D噴頭3進行校正，因此該印表機1於該步驟S80中讀取了相同列印層的該影像檔案7後，不需對該2D噴頭4進行校正，即可直接執行該步驟S82，以依據該影像檔案7控制該2D噴頭4對相同列印層的該切層物件進行著色。
如前文中所述，本發明是通過該2D噴頭4對該3D噴頭3列印的各該切層物件進行著色，並且該2D噴頭4可為現有平面印表機所採用的墨水噴頭。因此，於一實施例中，該印表機1還可藉由對該2D噴頭4的操作，於該列印平台2上實現全彩的2D列印動作。再者，於一實施例中，該印表機1是通過步進馬達來控制該3D噴頭3與該2D噴頭4的移動，因此可利用該步進馬達運轉時產生的脈波(Pulse)來取代現有平面印表機的光學尺的感測資訊。
參閱圖9與圖10，分別為本發明的一實施例的邊界示意圖以及2D列印示意圖。如圖9所示，於一實施例中，該印表機1可根據要列印的尺寸大小(即紙張的尺寸大小，如A4、B5等)於該列印平台2的至少一個角落設置一邊界標示22。若使用者要通過該印表機1進行該2D列印動作，即可將紙張放置於該列印平台2上並對齊該邊界標示22，藉由該2D噴頭4來將文字內文或圖像內容列印於該紙張上。
具體地，該2D列印動作相同或相似於前文中所述的著色方式，差異在於前述的著色方式是控制該2D噴頭4將墨水噴射在已列印的各該切層物件上，而本實施例的該2D列印動作是控制該2D噴頭4將墨水噴射在擺放於該列印平台2上的紙張上。
參閱圖10，當該印表機1控制該2D噴頭4朝X軸方向移動時，是藉由對步進馬達的運轉計算來達到與現有的2D平面印表機的光學尺相同的效果。當該印表機1控制該2D噴頭4朝Y軸方向移動時，是每次控制該2D噴頭4移動一墨水匣寬度W，藉此進行下一行的列印，直到整份2D文件列印完成為止。
藉由本發明的各實施例所實施的該方法，可有效達到讀取單一個彩色模型的3D檔案，即可分別控制3D噴頭與2D噴頭，並且分別進行各個列印層的切層物件的列印與著色，進而得到全彩的3D物件的技術效果，相當便利。
以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。
S10~S16‧‧‧列印步驟
1‧‧‧印表機
10‧‧‧控制桿
2‧‧‧列印平台
21‧‧‧定位點
22‧‧‧邊界標示
3‧‧‧3D噴頭
4‧‧‧2D噴頭
5‧‧‧3D彩色模型
50‧‧‧邊界區塊
501‧‧‧列印原點
6‧‧‧路徑檔案
7‧‧‧影像檔案
71‧‧‧青色影像檔案
72‧‧‧洋紅色影像檔案
73‧‧‧黃色影像檔案
74‧‧‧黑色影像檔案
A1‧‧‧校正模板
A2‧‧‧校正色塊
W‧‧‧墨水匣寬度
S20~S28、S240-S242、S260-S262、S280-S282‧‧‧處理與列印步驟
S2600~S2606、S262‧‧‧2D影像切層步驟
S40~S46‧‧‧校正步驟
S50~S66‧‧‧列印步驟
S70~S86‧‧‧列印步驟
圖1為相關技術的彩色物件列印流程圖。
圖2為本發明的一實施例的3D印表機示意圖。
圖3為本發明的一實施例的彩色模型處理與列印流程圖。
圖4為本發明的一實施例的2D影像切層處理流程圖。
圖5A為本發明的一實施例的路徑檔案示意圖。
圖5B為本發明的一實施例的影像檔案示意圖。
圖5C為本發明的一實施例的邊界區塊示意圖。
圖6A為本發明的一實施例的校正值產生流程圖。
圖6B為本發明的一實施例的校正示意圖。
圖7為本發明的一實施例的彩色物件列印流程圖。
圖8為本發明的另一實施例的彩色物件列印流程圖。
圖9為本發明的一實施例的邊界示意圖。
圖10為本發明的一實施例的2D列印示意圖。

Claims (15)

  1. 一種3D印表機的彩色物件列印方法，運用於一3D印表機，並且包括： a)一處理器載入對應一彩色模型的一3D檔案； b)該處理器讀取該彩色模型的一座標資訊及一顏色資訊； c)該處理器依據該座標資訊執行一3D路徑切層處理以產生多個列印層的一路徑檔案，其中各該路徑檔案分別記錄有一層數標記； d)該處理器依據該座標資訊及該顏色資訊執行一2D影像切層處理以產生多個列印層的一影像檔案，其中各該影像檔案分別記錄有該層數標記；及 e)該處理器依據各該列印層的該路徑檔案控制該3D印表機的一3D噴頭逐層列印各該列印層的一切層物件，並依據各該路徑檔案的該層數標記取得相同列印層的該影像檔案，以控制該3D印表機的一2D噴頭對相同列印層的該切層物件進行著色。
  2. 如請求項1所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該座標資訊包括該彩色模型上每個點在該3D印表機的一X軸、一Y軸及一Z軸上的座標，該顏色資訊為該彩色模型上每個點的三原色的色階。
  3. 如請求項1所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該步驟e包括下列步驟： e1)讀取一個該列印層的該路徑檔案； e2)依據該路徑檔案控制該3D噴頭列印該列印層的該切層物件； e3)判斷該切層物件是否需要著色； e4)於判斷該切層物件需要著色時讀取相同列印層的該影像檔案； e5)依據該影像檔案控制該2D噴頭對該切層物件進行著色；及 e6)於該列印層不是該彩色模型的最後一個列印層時，再次執行該步驟e1至該步驟e5，以列印下一個列印層的該切層物件並對下一個列印層的該切層物件進行著色。
  4. 如請求項3所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中更包括一步驟e21：於該切層物件列印完成後控制該3D噴頭停止供料，並執行一成型材回抽程序。
  5. 如請求項4所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中各該列印層的該影像檔案分別包括描述青色資訊的一青色影像檔案、描述洋紅色資訊的一洋紅色影像檔案、描述黃色資訊的一黃色影像檔案及描述黑色資訊的一黑色影像檔案。
  6. 如請求項4所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該步驟d包括下列步驟： d1)對該顏色資訊中的三原色的色階進行轉換，以分別產生各該列印層中對應於青色、洋紅色、黃色及黑色的一青色影像檔案、一洋紅色影像檔案、一黃色影像檔案及一黑色影像檔案；及 d2)分別儲存各該列印層的該青色影像檔案、該洋紅色影像檔案、該黃色影像檔案及該黑色影像檔案。
  7. 如請求項6所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該2D噴頭包括對應至青色、洋紅色、黃色及黑色的四個墨水匣，並且該步驟e5是分別依據該青色影像檔案、該洋紅色影像檔案、該黃色影像檔案及該黑色影像檔案控制該2D噴頭的該四個墨水匣噴射墨水以對該切層物件進行著色
  8. 如請求項6所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該影像檔案為BMP檔、JBG檔或RAW檔。
  9. 如請求項4所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該步驟d包括下列步驟： d1)依據該彩色模型的尺寸設定方形的一邊界區塊； d2)將該邊界區塊的其中一邊界點做為該2D噴頭的一列印原點；及 d3)依據該列印原點調整各該列印層的該影像檔案中的該座標資訊。
  10. 如請求項9所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該步驟d2是選擇該邊界區塊中的左上角的點做為該2D噴頭的該列印原點。
  11. 如請求項9所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中更包括一步驟e7：於該步驟e4後讀取預儲存的一校正值，並依據該校正值調整相同列印層的該影像檔案中的該座標資訊；並且，該步驟e5是依據調整後的該影像檔案控制該2D噴頭對該列印層的該切層物件進行著色。
  12. 如請求項11所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該步驟a之前更包括下列步驟： a01)控制該3D噴頭依據一預設座標組列印一校正模板； a02)控制該2D噴頭依據相同的該預設座標組對已列印的該校正模板進行著色； a03)依據該校正模板的著色狀況確認該3D噴頭與該2D噴頭於空間上的一距離誤差；及 a04)依據該距離誤差產生並儲存該校正值。
  13. 如請求項9所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中更包括一步驟e7：於該步驟e1後讀取預儲存的一校正值，並依據該校正值調整該列印層的該路徑檔案中的該座標資訊；並且，該步驟e2是依據調整後的該路徑檔案控制該3D噴頭列印該列印層的該切層物件。
  14. 如請求項13所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該步驟a之前更包括下列步驟： a01)控制該3D噴頭依據一預設座標組列印一校正模板； a02)控制該2D噴頭依據相同的該預設座標組對已列印的該校正模板進行著色； a03)依據該校正模板的著色狀況確認該3D噴頭與該2D噴頭於空間上的一距離誤差；及 a04)依據該距離誤差產生並儲存該校正值。
  15. 如請求項1所述的3D印表機的彩色物件列印方法，其中該3D檔案為OBJ檔或PLY檔。
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