TW201825261A - 立體列印裝置與其控制方法 - Google Patents

立體列印裝置與其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201825261A
TW201825261A TW106100077A TW106100077A TW201825261A TW 201825261 A TW201825261 A TW 201825261A TW 106100077 A TW106100077 A TW 106100077A TW 106100077 A TW106100077 A TW 106100077A TW 201825261 A TW201825261 A TW 201825261A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
molding material
amount
ratio
feeding
discharge amount
Prior art date
Application number
TW106100077A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI655079B (zh
Inventor
謝欣達
Original Assignee
三緯國際立體列印科技股份有限公司
金寶電子工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三緯國際立體列印科技股份有限公司, 金寶電子工業股份有限公司 filed Critical 三緯國際立體列印科技股份有限公司
Priority to TW106100077A priority Critical patent/TWI655079B/zh
Priority to US15/428,155 priority patent/US10654258B2/en
Priority to CN201710116635.1A priority patent/CN108262942A/zh
Priority to KR1020170041856A priority patent/KR102146003B1/ko
Priority to JP2017087219A priority patent/JP6764825B2/ja
Priority to ES17171545T priority patent/ES2764743T3/es
Priority to EP17171545.1A priority patent/EP3342582B1/en
Publication of TW201825261A publication Critical patent/TW201825261A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI655079B publication Critical patent/TWI655079B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/321—Feeding
    • B29C64/336—Feeding of two or more materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/002—Coloured
    • B29K2995/0021—Multi-coloured

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

一種立體列印裝置與其控制方法。第一成型材與第二成型材適於饋入熔融噴頭內。控制器依據第一成型材的第一出料量比例決定第一回抽量，並依據第二成型材的第二出料量比例決定第二回抽量。於列印模組的停止饋料期間，控制器控制饋料模組依據第一回抽量將第一成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回，並控制饋料模組依據第二回抽量將第二成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回。

Description

立體列印裝置與其控制方法
本發明是有關於一種列印裝置，且特別是有關於一種立體列印裝置與其控制方法。
隨著電腦輔助製造(Computer-Aided Manufacturing, CAM)的進步，製造業發展了立體列印技術，能很迅速的將設計原始構想製造出來。立體列印技術實際上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping, RP)技術的統稱，其基本原理都是疊層製造，由快速原型機在X-Y平面內通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z座標間斷地作層面厚度的位移，最終形成立體物體。立體列印技術能無限制幾何形狀，而且越複雜的零件越顯示RP技術的卓越性，更可大大地節省人力與加工時間，在時間最短的要求下，將3D電腦輔助設計(Computer-Aided Design, CAD)軟體所設計的數位立體模型真實地呈現出來。
目前利用上述快速成型法形成立體物品的立體列印裝置，多是利用饋料機構將熱熔性成型材傳送至噴頭，再經由饋料加熱構造與噴頭將其加熱熔融並逐層塗佈於平台上而形成立體物體。基於立體列印品質的考量，為了避免多餘的成型材於停止擠出的期間從噴頭內滴落，立體列印裝置會於停止饋料期間將成型材從噴頭內些微地抽離。另一方面，為了增加立體列印裝置的實用度與立體列印物件的多樣性，可列印具有多種色彩之立體物件的功能也是研發人員著重的焦點之一。藉由於噴頭內混合呈現熔融狀態的兩種不同顏色的成型材，立體列印裝置的噴頭可將具有調和顏色的成型材塗佈於平台上。然而，若於停止饋料期間將兩種成型材從同一噴頭內抽離相同的份量，當立體列印裝置再次進行列印而繼續將兩種成型材再次饋入噴頭時，噴頭擠壓出來的成型材的調和顏色將不如預期。此舉將導致列印出來的立體物體與實際預期產生落差，因而降低立體列印裝置的列印品質及列印良率。
有鑑於此，本發明提供一種立體列印裝置及其控制方法，可依據相異成型材的出料量比例來分別決定用以將成型材從噴頭內回抽的回抽量，以維持噴頭擠壓出來之成型材的調和色彩的一致性。
本發明提出一種立體列印裝置，其包括具有承載面的平台、列印模組，以及控制器。此列印模組設置於平台上方，並包括熔融噴頭與饋料模組。熔融噴頭經配置以熔融具有第一色彩的第一成型材與具有第二色彩的第二成型材，而饋料模組經配置以於饋料期間饋送第一成型材與第二成型材至熔融噴頭。控制器耦接列印模組。於列印模組的停止饋料期間，控制器依據第一成型材的第一出料量比例決定第一回抽量，並依據第二成型材的第二出料量比例決定第二回抽量。控制器於停止饋料期間控制饋料模組依據第一回抽量將第一成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回，並於停止饋料期間控制饋料模組依據第二回抽量將第二成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回。
於本發明的一範例實施例中，上述的熔融噴頭將經由混合第一成型材與第二成型材而產生的第三成型材擠出，而致使第三成型材於平台上方固化形成立體物件。第三成型材具有第三色彩，且第三色彩依據第一出料量比例與第二出料量比例而決定。
於本發明的一範例實施例中，上述的饋料模組包括第一饋料滾輪與第二饋料滾輪。饋料模組藉由驅動第一饋料滾輪與第二饋料滾輪往第一方向轉動而將第一成型材與第二成型材饋入至熔融噴頭內。饋料模組藉由驅動第一饋料滾輪與第二饋料滾輪往第二方向轉動而將第一成型材與第二成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回。
於本發明的一範例實施例中，上述的控制器依據第一出料量比例控制第一饋料滾輪的轉動速度，並依據第二出料量比例控制第二饋料滾輪的轉動速度。
於本發明的一範例實施例中，當上述的第一出料量比例與上述的第二出料量比例相同時，第一回抽量與第二回抽量相同。當上述的第一出料量比例與上述的第二出料量比例相異時，第一回抽量與第二回抽量相異。
於本發明的一範例實施例中，上述的控制器利用內插法與第一參考範圍而依據第一出料量比例計算第一回抽量。控制器利用內插法與第一參考範圍而依據第二出料量比例計算第二回抽量，其中第一參考範圍介於0與第一參考值之間。
於本發明的一範例實施例中，若上述的第一出料量比例為百分之零，則第一回抽量為第一參考範圍內的0。若第一出料量比例為百分之百，則第一回抽量為第一參考範圍內的第一參考值。
於本發明的一範例實施例中，上述的控制器依據第一參考值與第二參考值而取得第二參考範圍與第三參考範圍。第二參考範圍介於0與第二參考值之間，第三參考範圍介於第二參考值與第一參考值之間，而第一參考值大於第二參考值。當第一出料量比例與第二出料量比例相同時，控制器直接設定第一回抽量與第二回抽量為第二參考值。當第一出料量比例與第二出料量比例相異時，控制器利用內插法與第二參考範圍與第三參考範圍其中之一而依據第一出料量比例計算第一回抽量，並且控制器利用內插法與第二參考範圍與第三參考範圍其中之另一而依據第二出料量比例計算第二回抽量。
於本發明的一範例實施例中，若第一出料量比例為百分之零，則第一回抽量為第二參考範圍內的0。若第一出料量比例為百分之五十，則第一回抽量為用以區別第二參考範圍與該第三參考範圍的第二參考值。若第一出料量比例為百分之百，則第一回抽量為第三參考範圍內的第一參考值。
從另一觀點來看，本發明提出一種立體列印裝置的控制方法，此立體列印裝置包括熔融噴頭與饋料模組。所述方法包括下列步驟。當操作於一饋料期間，控制饋料模組饋送第一成型材與第二成型材至熔融噴頭，以驅動熔融噴頭將經由混合第一成型材與第二成型材而產生的第三成型材擠出。依據第一成型材的第一出料量比例決定第一回抽量，並依據第二成型材的第二出料量比例決定第二回抽量。當操作於停止饋料期間，控制饋料模組依據第一回抽量將第一成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回，並控制饋料模組依據第二回抽量將第二成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回，並驅動熔融噴頭離開列印終結位置。
基於上述，在本發明的實施範例中，第一成型材的第一回抽量是依據第一成型材的第一出料量比例而決定，第二成型材的第二回抽量是依據第二成型材的第二出料量比例而決定。當立體列印裝置操作於停止饋料期間，饋料模組將依據第一回抽量將第一成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回，並依據第二回抽量將第二成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回。藉此，透過適應性調整不同成型材的個別回抽量，當立體列印裝置再次操作於饋料期間時，熔融噴頭內經由混合第一成型材與第二成型材而產生之第三成型材的顏色可維持一致性，從而避免立體列印裝置列印出色彩不均勻的立體列印物件。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
現將詳細參考本示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。
圖1是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的工作情境的方塊示意圖。請參照圖1，本實施例的立體列印裝置100適於依據一立體模型資訊列印出一立體物件。進一步來說，電腦主機200為具有運算功能的裝置，例如是筆記型電腦、平板電腦或桌上型電腦等計算機裝置，本發明並不對電腦主機200的種類加以限制。電腦主機200可編輯與處理一立體物件的立體模型並傳送相關的立體模型資訊至立體列印裝置100，使立體列印裝置100可依據立體模型資訊列印出立體的物件。在本實施例中，立體模型可為一立體數位圖像檔案，其可例如由一電腦主機200透過電腦輔助設計(computer-aided design，CAD)或動畫建模軟體等建構而成，且電腦主機200對此立體模型執行一切層處理而獲取關聯於多個的切層物件的立體模型資訊，使立體列印裝置100可依據這些切層物件所對應的立體模型資訊而依序列印出各切層物件，最終以形成完整的立體物件。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的示意圖。請參照圖2，立體列印裝置100包括平台110、列印模組120以及控制器130，在此同時提供直角座標系以便於描述相關構件及其運動狀態。平台110包括一承載面S1，用以承載列印中的立體物件80。列印模組120設置於平台110的上方，且列印模組120包括熔融噴頭121與饋料模組123。於本實施例中，饋料模組120經配置以於饋料期間饋送第一成型材20a與第二成型材20b至熔融噴頭121，而熔融噴頭121經配置以熔融具有第一色彩的第一成型材20a與具有第二色彩的第二成型材20b。列印模組120經配置以沿著XY面移動以及沿著XY面的法線方向(Z軸向)移動，致使熔融噴頭121將第三成型材20c塗佈於平台110的承載面S1上方。具體而言，熔融噴頭121將經由混合第一成型材20a與第二成型材20b而產生的第三成型材20c擠出，而致使第三成型材20c於平台110上方固化形成立體物件80。
再者，控制器130耦接平台110以及列印模組120，可用以讀取電腦主機100提供的立體模型資訊，並依據立體模型資訊來控制立體列印裝置100的整體運作而列印出立體物件80。舉例來說，控制器130可依據立體數位模型資訊而控制列印模組120的移動路徑。控制器130例如是中央處理器、晶片組、微處理器、嵌入式控制器等具有運算功能的設備，在此不限制。
進一步來說，控制器130可依據立體模型資訊控制列印模組120於平台110上方移動，並控制饋料模組123以於饋料期間將第一成型材20a以及第二成型材20b饋送至熔融噴頭121。第一成型材20a以及第二成型材20b可為適用於熔絲製造的熱熔性線材，並透過熔融噴頭121對第一成型材20a以及第二成型材20b進行加熱，以將傳送至熔融噴頭121的第一成型材20a以及第二成型材20b熔融成熔融狀態的流體材料。於本實施例中，第一成型材20a具有第一色彩，而第二成型材20b具有第二色彩。熔融狀態的第一成型材20a以及第二成型材20b於熔融噴頭121的腔室內混合，以產生具有第三色彩的第三成型材20c。熔融噴頭121將具有第三色彩且為熔融狀態的第三成型材20c擠出，而致使第三成型材20c於平台110上方固化形成立體物件80。
於此，第三色彩是依據送入熔融噴頭121內之第一成型材20a的出料量與第二成型材20b的出料量之間的比例而決定。以饋送呈線材狀而可以透過長度單位度量的第一成型材/第二成型材為例，第一成型材20a的出料量例如是1.2公分/分鐘(cm/min)，而第二成型材20b的出料量例如是0.8 cm/min。即，饋料模組123以1.2 cm/min的速度將第一成型材20a饋入熔融噴頭121內，並以0.8 cm/min的速度將第二成型材20b饋入熔融噴頭121內。
第一出料量比例與第二出料量比例的總和符合預設百分比值。以第一出料量比例與第二出料量比例的總和符合百分之百為例，熔融噴頭121所擠出之第三成型材20c的整體出料量實質上是與第一成型材20a的出料量以及第二成型材20b的出料量的總和相等。於此，第一成型材20a的出料量占熔融噴頭121之整體出料量的比例稱之為第一出料量比例，而第二成型材20b的出料量占熔融噴頭121之整體出料量的比例稱之為第二出料量比例。舉例而言，若第一成型材20a的出料量是1.2 cm/min而第二成型材20b的出料量是0.8 cm/min，則第一成型材20a的第一出料量比例為60%，則第二成型材20b的第二出料量比例為40%。因此，由於第三色彩是依據第一成型材20a的出料量與第二成型材20b的出料量之間的比例而決定，則第三成型材20c的第三色彩也可視為依據第一成型材20a的第一出料量比例與第二成型材20b的第二出料量比例而決定。
圖3A與圖3B是依照本發明實施例所繪示的熔融噴頭與饋料模組的示意圖。請先參照圖3A，於本實施例中，饋料模組123具有連接至熔融噴頭121的供料管道L1與供料管道L2、第一饋料滾輪123a、第二饋料滾輪123d、被動滾輪123b，以及被動滾輪123c。詳細而言，第一饋料滾輪123a以及被動滾輪123b分別設置於供料管道L1的相對兩側。於饋料期間，第一饋料滾輪123a以及被動滾輪123b共同夾持供料管道L1中的第一成型材20b並帶動第一成型材20b沿傳送方向D1前進，而第二饋料滾輪123d以及被動滾輪123c共同夾持供料管道L2中的第二成型材20a並帶動第二成型材20a沿傳送方向D1前進。換言之，饋料模組120的馬達(未繪示)藉由驅動第一饋料滾輪123a與第二饋料滾輪123d往第一方向R1轉動而將第一成型材20a與第二成型材20b饋入至熔融噴頭121內，而熔融噴頭121將於饋料期間擠出第三成型材20c。
於一範例實施例中，於饋料期間，控制器130可依據第一出料量比例控制第一饋料滾輪123a的轉動速度，並依據第二出料量比例控制第二饋料滾輪123d的轉動速度。
請再參照圖3B，於本實施例中，於停止饋料期間，第一饋料滾輪123a以及被動滾輪123b共同夾持供料管道L1中的第一成型材20b並帶動第一成型材20b沿傳送方向D2前進，而第二饋料滾輪123d以及被動滾輪123c共同夾持供料管道L2中的第二成型材20a並帶動第二成型材20a沿傳送方向D2前進。換言之，饋料模組120的馬達(未繪示)藉由驅動第一饋料滾輪123a與第二饋料滾輪123d往第二方向R2轉動而將第一成型材20a與第二成型材20b往遠離熔融噴頭121的方向抽回。
基於圖2、圖3A與圖3B的說明，於一範例實施例中，於列印模組120的停止饋料期間，控制器130可依據第一成型材20a的第一出料量比例決定第一回抽量，並依據第二成型材20b的第二出料量比例決定第二回抽量。上述的第一回抽量與第二回抽量可以長度為單位而表示。例如，以圖3B繼續說明，當第一回抽量為6公釐，則控制器130控制饋料模組120將第一成型材20a沿傳送方向D2抽回6公釐。也就是說，第一回抽量與第二回抽量是個別依據對應的出料量比例而決定的。
基此，控制器130於停止饋料期間可控制饋料模組123依據第一回抽量將第一成型材20a往遠離熔融噴頭121的方向抽回。同時，控制器130於停止饋料期間可控制饋料模組123依據第二回抽量將第二成型材20b往遠離熔融噴頭121的方向抽回。於一範例實施例中，第一回抽量將隨著第一出料量比例上升而增加，第一回抽量將隨著第一出料量比例下降而減少。相似的，第二回抽量將隨著第二出料量比例上升而增加，第二回抽量將隨著第二出料量比例下降而減少。如此一來，立體列印裝置100可於停止饋料期間將第一成型材20a與第二成型材20b從熔融噴頭121內抽離，以避免熔融狀態的成型材於停止擠出的期間從熔融噴頭121內滴落於平台110上。
為了進一步說明控制器130如何控制饋料模組120，以下特舉一實施例來對本發明進行說明。圖4是依照本發明一實施例所繪示的一種立體列印裝置的控制方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖2的立體列印裝置100，以下即搭配立體列印裝置100中的各構件說明本實施例噴頭溫度調整方法的詳細步驟。
於步驟S401，當立體列印裝置100操作於一饋料期間，控制器130控制饋料模組120饋送第一成型材20a與第二成型材20b至熔融噴頭121，以驅動熔融噴頭121將經由混合第一成型材20a與第二成型材20b而產生的第三成型材20c擠出。於步驟S402，控制器130依據第一成型材20a的第一出料量比例與第二成型材20b的第二出料量比例決定第一回抽量與第二回抽量。需說明的是，由於第一出料量比例與第二出料量比例的總和符合一預設百分比值，因此第一出料量比例與第二出料量比例是具有對應關係的。換言之，第一出料量比例與第二出料量比例之間同樣具有一預設比例。於一實施例中，控制器130可依據預設百分比值、預設比例而得知第一出料量比例與第二出料量比例。因此，於一實施例中，控制器130也可依據預設百分比值以及第一出料量比例與第二出料量比例之間的預設比例而決定第一回抽量與第二回抽量。於步驟S403，當立體列印裝置100操作於停止饋料期間，控制器130控制饋料模組123依據第一回抽量將第一成型材20a往遠離熔融噴頭121的方向抽回，並控制饋料模組123依據第二回抽量將第二成型材20b往遠離熔融噴頭121的方向抽回，並驅動熔融噴頭121離開列印終結位置。
需說明的是，熔融噴頭121於饋料期間擠出熔融狀態的第三成型材20c於平台上以建立立體物件80，並於停止饋料期間停止擠出熔融狀態的第三成型材20c。列印模組120從一列印終結位置移動至一列印起點位置的時期為停止饋料期間。更具體而言，請參照圖2，在列印模組120完成第一層切層物件80b的列印動作之後，列印模組120先沿Z軸上升並沿著XY平面移動至第二層切層物件80a的列印起點位置，接著再開始擠出第三成型材20c而列印第二層切層物件80a。在列印模組120完成第二層切層物件80a的列印動作之後，列印模組120先沿著XY平面移動至第二層切層物件80c的列印起點位置，接著再開始擠出第三成型材20c而列印第二層切層物件80c。上述的停止饋料期間可以是列印模組120從第一層切層物件80b的列印終結位置移動至第二層切層物件80a的列印起始位置的時期。或者，上述的停止饋料期間可以是列印模組120從第二層切層物件80a的列印終結位置移動至第二層切層物件80c的列印起始位置的時期。
於一範例實施例中，當第一成型材20a的第一出料量比例與第二成型材20b的第二出料量比例相同時，控制器130設定第一成型材20a的第一回抽量與第二成型材20b的第二回抽量相同。當第一成型材20a的第一出料量比例與第二成型材20b的第二出料量比例相異時，控制器130決定第一成型材20a的第一回抽量與第二成型材20b的第二回抽量相異。如此一來，本發明的立體列印裝置100可於停止饋料期間避免第三成型材20c從熔融噴頭121溢出而滴落於平台110上方，並維持第三成型材20c之第三色彩的一致性。
以下將近一步說明控制器如何分別決定第一回抽量與第二回抽量。於一範例實施例中，控制器130可利用內插法與第一參考範圍而依據第一出料量比例計算第一回抽量。相似的，控制器130可利用內插法與第一參考範圍而依據第二出料量比例計算第二回抽量，其中第一參考範圍介於0與第一參考值之間。舉例而言，圖5A是依照本發明一實施例所繪示之決定回抽量的範例示意圖。請參照圖5A，第一回抽量與第二回抽量為位於第一參考範圍rag1之內的數值，而第一參考範圍rag1介於0與第一參考值Ref1之間。第一參考值Ref1可依據實際應用狀況而設定之，本發明對此並不限制。一般而言，第一參考值Ref1為經實驗後取得之當成型材(即第一成型材或第二成型材)的出料量比例為百分之百時的理想回抽量。
請繼續參照圖5A，由於控制器130依據內插法而於第一參考範圍rag1計算出第一回抽量與第二回抽量，因此成型材(即第一成型材或第二成型材)的回抽量與其出料量比例可表示為圖5A的線性關係51。進一步而言，若第一出料量比例為百分之零(0%)，則控制器130決定第一回抽量為第一參考範圍rag1內的0。若第一出料量比例為百分之百(100%)，則控制器130決定第一回抽量為第一參考範圍內的第一參考值Ref1。相似的，若第二出料量比例為0%，則控制器130決定第二回抽量為第一參考範圍rag1內的0。若第一出料量比例為100%，則控制器130決定第二回抽量為第三參考範圍內的第一參考值Ref1。此外，請繼續參照圖5A，若第一出料量比例為X1%且第一出料量比例為(100-X1)%，則控制器130可依據對應至線性關係51的內插法、第一出料量比例以及第二出量量比例而決定第一回抽量等於Ref3且第二回抽量等於Ref4。
此外，於一範例實施例中，當第一出料量比例與第二出料量比例相同時，控制器130可直接設定第一回抽量與第二回抽量為第二參考值。當第一出料量比例與第二出料量比例相異時，控制器130利用內插法與第二參考範圍與第三參考範圍其中之一而依據第一出料量比例計算第一回抽量，並且控制器130利用內插法與第二參考範圍與第三參考範圍其中之另一而依據第二出料量比例計算第二回抽量。需說明的是，控制器130可依據第一參考值與第二參考值而取得第二參考範圍與第三參考範圍。第一參考值與第二參考值可依據實際應用狀況而設定之，本發明對此並不限制。一般而言，第一參考值為經實驗後取得之當成型材(即第一成型材或第二成型材)的出料量比例為百分之百時的理想回抽量，第二參考值為經實驗後取得之當成型材(即第一成型材或第二成型材)的出料量比例為百分之五十時的理想回抽量。
舉例而言，圖5B是依照本發明一實施例所繪示之決定回抽量的範例示意圖。請參照圖5B，控制器130依據第一參考值Ref1與第二參考值Ref2而取得第二參考範圍rag2與第三參考範圍rag3。第二參考範圍rag2介於0與第二參考值Ref2之間，第三參考範圍rag3介於第二參考值Ref2與第一參考值Ref1之間，而第一參考值Ref1大於第二參考值Ref2。
請繼續參照圖5B，由於控制器130依據內插法而於第二參考範圍rag2與第三參考範圍rag3計算出第一回抽量與第二回抽量，因此成型材(即第一成型材或第二成型材)的回抽量與其出料量比例可表示為圖5B的線性關係52與線性關係53。若第一出料量比例為0%，則控制器130決定第一回抽量為第二參考範圍rag2內的0。若第一出料量比例為50%，則控制器130決定第一回抽量為用以區別第二參考範圍rag2與第三參考範圍rag3的第二參考值Ref2。若第一出料量比例為100%，則控制器130決定第一回抽量為第三參考範圍rag3內的第一參考值Ref1。
此外，請繼續參照圖5B，若第一出料量比例為X2%且第一出料量比例為(100-X2)%，則控制器130可利用內插法與第二參考範圍rag2而依據第一出料量比例計算出第一回抽量等於Ref6。並且控制器130可利用內插法與第三參考範圍rag3而依據第二出料量比例計算出地二回抽量等於Ref5。假設控制器130接收的最佳設定為第一參考值Ref1等於12公釐且第二參考值Ref2等於8公釐，則控制器130可透過內插法而依據下表(1)來決定第一回抽量與第二回抽量。然而，表(1)僅為一實施範例，並非用以限定本發明。 表(1)
綜上所述，在本發明的實施範例中，第一成型材的第一回抽量是依據第一成型材的第一出料量比例而決定，第二成型材的第二回抽量是依據第二成型材的第二出料量比例而決定。當列印模組移動至下一個列印起始點的期間，饋料模組將依據第一回抽量將第一成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回，並依據第二回抽量將第二成型材往遠離熔融噴頭的方向抽回。藉此，本發明的立體列印裝置可於停止饋料期間避免熔融狀態的成型材從熔融噴頭溢出而滴落於平台上方，並同時維持經由混合多種成型材而產生之調和色彩的一致性，從而避免立體列印裝置列印出色彩不均勻的立體列印物件。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧立體列印裝置
200‧‧‧電腦主機
110‧‧‧平台
120‧‧‧列印模組
121‧‧‧熔融噴頭
123‧‧‧饋料模組
130‧‧‧控制器
20a‧‧‧第一成型材
20b‧‧‧第二成型材
20c‧‧‧第三成型材
80‧‧‧立體物件
S1‧‧‧承載面
80a、80c‧‧‧第二層切層物件
80b‧‧‧第一層切層物件
123a‧‧‧第一饋料滾輪
123d‧‧‧第二饋料滾輪
123b、123c‧‧‧被動滾輪
L1、L2‧‧‧供料管線
R1、R2‧‧‧轉動方向
D1、D2‧‧‧傳送方向
S401～S403‧‧‧步驟
rag1‧‧‧第一參考範圍
Rag2‧‧‧第二參考範圍
rag3‧‧‧第三參考範圍
51、52、53‧‧‧線性關係
下面的所附圖式是本揭露的說明書的一部分，繪示了本揭露的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本揭露的原理。 圖1是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的工作情境的方塊示意圖。 圖2是依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的示意圖。 圖3A與圖3B是依照本發明實施例所繪示的熔融噴頭與饋料模組的示意圖。 圖4是依照本發明一實施例所繪示的一種立體列印裝置的控制方法的流程圖。 圖5A是依照本發明一實施例所繪示之決定回抽量的範例示意圖。 圖5B是依照本發明一實施例所繪示之決定回抽量的範例示意圖。

Claims (10)

  1. 一種立體列印裝置，包括： 一列印模組，包括： 一熔融噴頭，經配置以熔融具有第一色彩的一第一成型材與具有第二色彩的一第二成型材；以及 一饋料模組，經配置以於一饋料期間饋送該第一成型材與該第二成型材至該熔融噴頭；以及 一控制器，耦接該列印模組，於該列印模組的一停止饋料期間，該控制器依據該第一成型材的一第一出料量比例與該第二型材的該第二出料量比例決定一第一回抽量與一第二回抽量，該控制器於該停止饋料期間控制該饋料模組依據該第一回抽量將該第一成型材往遠離該熔融噴頭的方向抽回，並於該停止饋料期間控制該饋料模組依據該第二回抽量將該第二成型材往遠離該熔融噴頭的方向抽回，其中該第一出料量比例與該第二出料量比例的總和符合一預設百分比值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中該熔融噴頭將經由混合該第一成型材與該第二成型材而產生的一第三成型材擠出，而致使該第三成型材於該平台上方固化形成一立體物件，該第三成型材具有一第三色彩，且該第三色彩依據該第一出料量比例與該第二出料量比例而決定。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中該饋料模組包括一第一饋料滾輪與一第二饋料滾輪，該饋料模組藉由驅動該第一饋料滾輪與該第二饋料滾輪往一第一方向轉動而將該第一成型材與該第二成型材饋入至該熔融噴頭內，該饋料模組藉由驅動該第一饋料滾輪與該第二饋料滾輪往一第二方向轉動而將該第一成型材與該第二成型材往遠離該熔融噴頭的方向抽回。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的立體列印裝置，其中該控制器依據該第一出料量比例控制該第一饋料滾輪的轉動速度，並依據該第二出料量比例控制該第二饋料滾輪的轉動速度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中當該第一出料量比例與該第二出料量比例相同時，該第一回抽量與該第二回抽量相同；以及當該第一出料量比例與該第二出料量比例相異時，該第一回抽量與該第二回抽量相異。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的立體列印裝置，其中該控制器利用內插法與一第一參考範圍而依據該第一出料量比例計算該第一回抽量，該控制器利用該內插法與該第一參考範圍而依據該第二出料量比例計算該第二回抽量，其中該第一參考範圍介於0與一第一參考值之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印裝置，其中若該第一出料量比例為百分之零，則該第一回抽量為該第一參考範圍內的0；以及若該第一出料量比例為百分之百，則該第一回抽量為該第一參考範圍內的該第一參考值。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的立體列印裝置，其中該控制器依據一第一參考值與一第二參考值而取得一第二參考範圍與一第三參考範圍，該第二參考範圍介於0與該第二參考值之間，而該第三參考範圍介於該第二參考值與該第一參考值之間，該第一參考值大於該第二參考值， 其中當該第一出料量比例與該第二出料量比例相同時，該控制器直接設定該第一回抽量與該第二回抽量為該第二參考值， 其中當該第一出料量比例與該第二出料量比例相異時，該控制器利用內插法與該第二參考範圍與該第三參考範圍其中之一而依據該第一出料量比例計算該第一回抽量，該控制器利用該內插法與該第二參考範圍與該第三參考範圍其中之另一而依據該第二出料量比例計算該第二回抽量。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的立體列印裝置，其中若該第一出料量比例為百分之零，則該第一回抽量為該第二參考範圍內的0；若該第一出料量比例為百分之五十，則該第一回抽量為用以區別該第二參考範圍與該第三參考範圍的該第二參考值；以及若該第一出料量比例為百分之百，則該第一回抽量為該第三參考範圍內的該第一參考值。
  10. 一種立體列印裝置的控制方法，該立體列印裝置包括一熔融噴頭與一饋料模組，所述方法包括： 當操作於一饋料期間，控制該饋料模組饋送一第一成型材與一第二成型材至該熔融噴頭，以驅動該熔融噴頭將經由混合該第一成型材與該第二成型材而產生的一第三成型材擠出； 依據該第一成型材的一第一出料量比例與該第二成型材的一第二出料量比例決定一第一回抽量與一第二回抽量； 當操作於一停止饋料期間，控制該饋料模組依據該第一回抽量將該第一成型材往遠離該熔融噴頭的方向抽回，並控制該饋料模組依據該第二回抽量將該第二成型材往遠離該熔融噴頭的方向抽回，並驅動該熔融噴頭離開一列印終結位置，其中該第一出料量比例與該第二出料量比例的總和符合一預設百分比值。
TW106100077A 2017-01-03 2017-01-03 立體列印裝置與其控制方法 TWI655079B (zh)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106100077A TWI655079B (zh) 2017-01-03 2017-01-03 立體列印裝置與其控制方法
US15/428,155 US10654258B2 (en) 2017-01-03 2017-02-09 Three dimensional printing apparatus and controlling method thereof
CN201710116635.1A CN108262942A (zh) 2017-01-03 2017-03-01 立体打印装置与其控制方法
KR1020170041856A KR102146003B1 (ko) 2017-01-03 2017-03-31 3차원 인쇄 장치 및 그 제어 방법
JP2017087219A JP6764825B2 (ja) 2017-01-03 2017-04-26 ３ｄ印刷装置
ES17171545T ES2764743T3 (es) 2017-01-03 2017-05-17 Aparato de impresión tridimensional y procedimiento de control del mismo
EP17171545.1A EP3342582B1 (en) 2017-01-03 2017-05-17 Three dimensional printing apparatus and controlling method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106100077A TWI655079B (zh) 2017-01-03 2017-01-03 立體列印裝置與其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201825261A true TW201825261A (zh) 2018-07-16
TWI655079B TWI655079B (zh) 2019-04-01

Family

ID=58715051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106100077A TWI655079B (zh) 2017-01-03 2017-01-03 立體列印裝置與其控制方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10654258B2 (zh)
EP (1) EP3342582B1 (zh)
JP (1) JP6764825B2 (zh)
KR (1) KR102146003B1 (zh)
CN (1) CN108262942A (zh)
ES (1) ES2764743T3 (zh)
TW (1) TWI655079B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11584078B2 (en) 2017-10-03 2023-02-21 Jabil Inc. Apparatus, system and method of operating an additive manufacturing nozzle
US10919221B2 (en) 2017-10-03 2021-02-16 Jabil Inc. Apparatus, system and method for an additive manufacturing print head
US11485088B2 (en) 2017-10-03 2022-11-01 Jabil Inc. Apparatus, system and method of process monitoring and control in an additive manufacturing environment
WO2020079829A1 (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 三菱電機株式会社 数値制御装置および付加製造装置の制御方法
CN111391300B (zh) * 2020-03-25 2022-04-05 四川蓝光英诺生物科技股份有限公司 余料回抽控制方法及生物打印机
US11926099B2 (en) * 2021-04-27 2024-03-12 Continuous Composites Inc. Additive manufacturing system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014039825A2 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Makerbot Industries, Llc Color switching for three-dimensional printing
US9643362B2 (en) * 2013-03-15 2017-05-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Full color three-dimensional object fabrication
US9669586B2 (en) * 2013-10-01 2017-06-06 Autodesk, Inc. Material dispensing system
KR101346704B1 (ko) 2013-10-18 2013-12-31 이재식 멀티칼라 제품성형이 가능한 3d 프린터
WO2015073301A1 (en) 2013-11-18 2015-05-21 Chang Kai-Jui Color or multi-material three-dimensional (3d) printing
JP2016013621A (ja) 2014-06-30 2016-01-28 武藤工業株式会社 三次元造形装置、及び三次元造形装置の制御方法
JP6595170B2 (ja) 2014-11-11 2019-10-23 株式会社ミマキエンジニアリング 立体物造形装置及び立体物造形方法
US9993955B2 (en) * 2015-02-27 2018-06-12 JuggerBot 3D, LLC Interdependent drive system
CN104690973B (zh) 2015-03-13 2018-02-16 深圳市七号科技有限公司 一种3d打印机及其续料换料换色装置
CN105252771A (zh) 2015-11-12 2016-01-20 安徽煜锐三维科技有限公司 一种三原色打印机及打印方法
US10259164B2 (en) * 2016-06-22 2019-04-16 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for 3D printing of point cloud data

Also Published As

Publication number Publication date
ES2764743T3 (es) 2020-06-04
EP3342582B1 (en) 2019-10-09
JP2018108721A (ja) 2018-07-12
KR102146003B1 (ko) 2020-08-20
KR20180080072A (ko) 2018-07-11
TWI655079B (zh) 2019-04-01
US10654258B2 (en) 2020-05-19
CN108262942A (zh) 2018-07-10
US20180186093A1 (en) 2018-07-05
JP6764825B2 (ja) 2020-10-07
EP3342582A1 (en) 2018-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI655079B (zh) 立體列印裝置與其控制方法
US10022917B2 (en) Color switching for three-dimensional printing
US9169968B2 (en) Color three dimensional printing
TWI668539B (zh) 立體列印裝置與立體列印方法
US20150321419A1 (en) Extrusion system for additive manufacturing and 3-d printing
US10286646B2 (en) Raft technique in three-dimensional printing
CN204109378U (zh) 一种3d打印机
CN103568154B (zh) 3d打印机的供料喉管及供料结构
CN104015368A (zh) 一种挤出头断料自动切换的3d打印机
CN107379519A (zh) 群填充fdm 3d打印法及其群喷口挤出机总成
CN105367812B (zh) 一种增加3d打印产品强度的方法
CN107443738A (zh) 双头多色3d打印机
CN211942100U (zh) 3d打印挤出装置
CN104647759A (zh) 一种双电机送丝3d打印机
WO2016154849A1 (zh) 一种打印喷头、三维打印机及控制方法
CN105538698A (zh) 一种3d打印机
CN203919739U (zh) 一种挤出头断料自动切换的3d打印机
CN108000874B (zh) 一种3d打印机
CN206475447U (zh) 一种3d打印头
US20140057077A1 (en) Extrusion molding device, molded article, and method of producing the same
CN107457982A (zh) 一种3d打印机
KR20190134904A (ko) 와이어를 이용한 전자소자 제조 장치
CN204640806U (zh) 一种3d打印机双打印头结构
CN206140900U (zh) 一种用于led多介质工业立体打印机的降温系统
CN202213180U (zh) Pla片材恒温可控发泡机头