TW201900388A - 立體列印方法 - Google Patents

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Abstract

一種立體列印方法，適用於立體列印裝置。立體列印裝置包括列印噴頭、著色噴頭與平台。列印噴頭在平台的X-Y平面上列印出成形層。列印噴頭與著色噴頭沿X軸配置且為共構結構。立體列印方法包括：提供成形層及著色區的資訊；處理器依據成形層與著色區的資訊，在列印成形層時一併在成形層的輪廓範圍外列印至少一材料牆，完成之後，處理器驅動著色噴頭沿Y軸對著色區進行著色，以在著色噴頭進行著色時，材料牆位於列印噴頭的移動路徑上。

Description

立體列印方法
本發明是有關於一種立體列印方法。
隨著科技的日益發展，許多利用逐層建構模型等加成式製造技術（additive manufacturing technology）來建造物理三維（three-dimensional, 3-D）模型的不同方法已紛紛被提出。一般而言，加成式製造技術是將利用電腦輔助設計（computer-aided design, CAD）等軟體建構的3-D模型的設計資料轉換為連續堆疊的多個薄（准二維）橫截面層。
目前已發展出許多可以形成多個薄橫截面層的方式。舉例來說，依據前述每一個薄橫截面層的資訊，而將成形材料噴塗或擠壓於平台後使之硬化形成薄橫截面層，並在逐層堆疊後即可形成立體物件。此外，列印裝置還可進一步地裝設著色噴頭，以利於在立體物件的製程中或製程後對薄橫截面層或立體物件進行上色。
基於上述，如何讓物件列印與著色動作在製程中能順利地分別被執行而不會相互影響，實為相關技術人員所需考慮的課題。
本發明提供一種立體列印方法，其具有同步位移的列印噴頭與著色噴頭，且藉由在著色之前先形成材料牆，以在著色時，材料牆能位於列印噴頭的移動路徑上而提供清潔列印噴頭的效果，進而提高成形層或立體物件的列印品質。
本發明的立體列印方法，適用於立體列印裝置。立體列印裝置包括列印噴頭、著色噴頭以及平台。列印噴頭在平台的X-Y平面上列印出成形層，其中列印噴頭與著色噴頭沿X軸配置且為共構結構。立體列印方法包括：提供成形層及其的著色區的資訊；處理器依據成形層及著色區的資訊，在列印成形層時，驅動列印噴頭在平台上且在成形層的輪廓範圍外列印至少一材料牆（material barrier）；以及完成成形層與材料牆後，處理器驅動著色噴頭沿Y軸對著色區進行著色，以在著色噴頭進行著色時，材料牆位於列印噴頭的移動路徑上。
基於上述，立體列印裝置具有同步移動且沿X軸配置的列印噴頭與著色噴頭，因此為了達到如上述在進行立體物件列印的同時，也對其成形層或完成後的立體物件進行著色的效果，同時不因列印噴頭內的成形材料在著色噴頭進行著色時行經成形層而影響已列印好的成形層，因此藉由在著色之前，先行於成形層之外的區域列印材料牆，並使材料牆位於著色時列印噴頭的移動路徑上，因此在進行著色時，列印噴頭的成形材料得以因與材料牆接觸而附著在材料牆上，亦即讓材料牆提供對列印噴頭的刮料及清潔動作，故能有效避免著色時，列印噴頭的成形材料落於成形層而影響立體物件的列印品質。
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。
圖1是依據本發明一實施例的立體列印裝置的局部示意圖。圖2A與圖2B分別是立體列印方法的流程圖。圖3是立體列印裝置的局部俯視示意圖。請同時參考圖1至圖3，在本實施例中，立體列印裝置100包括機架110、平台120、列印組件130以及控制模組140（繪示於圖3）。在此，立體列印裝置100例如是熔融沉積造型（fused deposition modeling, FDM）裝置，其藉由列印組件130的列印噴頭131而能在平台120上逐層列印出成形層200，進而堆疊出立體物件。再者，列印組件130還包括著色噴頭132，其例如是噴墨頭，用以對成形層或立體物件進行著色。
需注意的是，本實施例的列印噴頭131與著色噴頭132是沿X軸配置且在機架110的內部空間中同步移動。進一步地說，如圖1與圖3所示，列印組件130還包括移動件133，可移動地組裝於機架110且電性連接控制模組140，而列印噴頭131與著色噴頭132同組裝於移動件133，因而兩者同隨移動件133在機架110內移動。在此，列印噴頭131與著色噴頭132設置於同一個移動件133而形成共構（co-construction）結構，亦即僅以單一驅動手段（僅驅動移動件133）即能同步移動列印噴頭131與著色噴頭132（也可視為兩者之間不存在相對運動）。
如此一來，在以著色噴頭132對成形層或立體物件進行著色時，便會產生讓列印噴頭131也隨著行經成形層或立體物件的可能。再者，當列印噴頭131剛列印完成形層或立體物件時，其內還會存有殘餘的成形材料，故如上述在其經過已列印完的成形層或立體物件時，殘餘的成形材料便有滴落或垂落在已列印完的成形層或立體物件的可能。
為避免上述殘餘成形材料對列印目標造成品質上的影響，本實施例提供立體列印方法，以在著色噴頭作動時，也同時驅動列印噴頭進行相關作動，從而避免上述原因影響成形層或立體物件的品質。
另需說明的是，所述立體列印方法是在立體模型完成後即可執行，亦即，在將立體物件模型以電腦輔助設計方式予以建構完畢後，即能以所述立體方法予以切層解析，即在解析為多個成形層的過程中，控制模組140的處理器能據以模擬出列印噴頭131、著色噴頭132與移動件133的作動模式，以提供立體列印裝置100在進行實體列印時的動作指令。當然，在另一實施例中，所述立體物件模型也可在另一計算機裝置或非立體列印裝置的處理器予以進行解析動作，待完成解析並產生動作指令之後，再匯入立體列印裝置100的控制模組140而進行實體列印動作。
大致而言，為讓殘餘成形材料能被有效地移除，本實施例主要藉由在列印成形層時，一併於成形層的輪廓範圍外形成至少一材料牆，而在完成成形層與材料牆之後，方進行著色區的著色動作。在著色的同時，材料牆的位置是位於著色時之列印噴頭的移動路徑上，以讓列印噴頭得以接觸到材料牆並使殘餘成形材料被材料牆移除。後續將有進一步的敘述。參考圖2A與圖2B，在本實施例中，首先於步驟S100中提供立體物件的模型資訊；接著，步驟S110即是藉由處理器對立體物件的模型資訊解析為成形層資訊，在此所述成形層即是將軟體建構的3D模型的設計資料轉換為連續堆疊的多個薄（准二維）橫截面層；而在步驟S120則以所述立體列印方法對成形層進行解析；接著，處理器依據解析後所產生的對應指令，而據以驅動立體列印裝置100開始進行列印，如步驟S130的列印成形層、步驟S140的列印材料牆以及步驟S150的著色（在此未限定步驟S130至步驟S150的順序）。據以完成後，在步驟S160予以判斷是否為最後一層成形層，若是，則於步驟S170結束立體物件的列印與著色動作，若否，則繼續重複步驟S130至步驟S150，直至完成立體物件列印與著色動作。
在本實施例中，圖2B即是圖2A中步驟S120的進一步動作流程。也就是說，圖2B所述步驟在於對每一成形層的資訊進行解析，以得出後續用以驅動立體列印裝置100的指令。
需再說明的是，本實施例的立體列印方法搭配直角座標X-Y-Z，以對相關構件的配置及動作進行更明確的定義與敘述，在此是以平台120具有X-Y平面，而多層成形層是沿正Z軸方向堆疊出立體物件，但本發明不以此為限。也就是說，構件之間的配置與動作是處於相對狀態，當套用以不同的座標系時當然存在不同描述方式，但並不影響構件之間的對應關係。
請參考圖2B與圖3，在本實施例中，首先於步驟S121進行一成形層的解析動作，以判斷該成形層是否具有著色區，在圖3中以一層成形層200為例。當步驟S121中確認成形層200需進行著色後，則執行步驟S122，提供成形層及其的著色區的相關資訊，以及著色噴頭132與列印噴頭沿X軸所存在的間距L3。如圖3所示，本實施例的成形層200的全區域皆被視為著色區，其在X軸的正投影尺寸L2，而前述兩個噴頭的間距L3。此外，關於成形層200所具備著色區的範圍，於後續將有其他說明。
在此，間距L3是指兩個噴頭的間距在X軸的正投影尺寸，在本發明的實施例中雖是以列印噴頭與著色噴頭沿X軸配置而說明其間距，但在一未繪示的實施例中，兩個噴頭也可在如實施例所示的俯視視角呈斜向配置（即，兩噴頭的連線相對於X軸或Y軸皆呈傾斜），亦即兩者沿Y軸也存在錯位情形。此時，兩噴頭之間的間距仍須將其正投影至X軸後所得到的正投影尺寸作為本發明進行解析的依據。同時，上述步驟S122中較佳者是提供著色區在X-Y平面上的正投影資訊，以能與所述間距L3相互對應並利於後續的解析動作。當然，當以其他座標系予以定義時，則會有適當的輪廓定義描述。
一般而言，當立體物件的3D模型資訊被解析為多層成形層後，每一成形層即具備如圖3所示的輪廓資訊，而能據以定義出成形層200在X-Y平面上的邊界範圍（bounding box），其中，成形層200在X軸上的正投影尺寸L2，其代表成形層200對應至直角座標X-Y-Z時，沿X軸的尺寸最大值。
接著，在步驟S123中進行判斷正投影尺寸L2與間距L3的相互關係，也就是判斷著色區在X軸的正投影尺寸L2是否大於或等於列印噴頭131與著色噴頭132的間距L3。當結果為是時，則接著執行步驟S124-1，進一步決定材料牆在X軸的正投影尺寸。當結果為否時，則執行步驟S124-2，需再判斷是否列印材料牆。
步驟S124-1中用以決定材料牆在X軸的正投影尺寸的依據在於因應不同模式，惟需滿足的條件是，材料牆在X軸的正投影尺寸L1需大於或等於著色區在X軸上的正投影尺寸L2與間距L3的差，亦即L1≧L2-L3。
請參考圖3，為讓著色噴頭132進行著色時，列印噴頭131在行經成形層200之前皆會經過材料牆300，且如前述，列印噴頭131與著色噴頭132之間存在（沿X軸）間距L3，因此材料牆300的起點E1即是相當於著色噴頭132在X軸上的著色起點再向正X軸方向位移間距L3處，且材料牆300因此朝向正X軸方向延伸，直至列印噴頭131不再經過成形層200處，亦即圖中所示終點E2。因此，在此模式下所需的材料牆300在X軸的正投影尺寸L1等於著色區在X軸的正投影尺寸L2與間距L3的差，亦即L1=L2-L3。
而在另一模式，由於列印噴頭131抵達材料牆300的終點E2時，著色噴頭132仍未完成著色動作，此即代表移動件133仍須繼續朝正X軸方向位移，因此為讓列印噴頭132仍能在著色噴頭132進行著色動作中也同樣達到清潔效果，因此材料牆300的終點可從前述終點E2再向正X軸方向延伸至新的終點E3，此時，材料牆300在X軸的正投影尺寸（即L1+L3）實質上等於著色區在X軸的正投影尺寸L2。
另需提及的是，在此所述起點與終點是對應於著色噴頭132對著色區進行著色時的順序。舉例來說，本實施例的著色噴頭132是朝向正Y軸方向移動進行著色，並朝向正X軸方向進行位移，因此在朝正X軸方向上，材料牆300的起點是後於終點（終點先於起點），同時也代表在著色時，列印噴頭131會先接觸到材料牆300的起點。換句話說，本發明所述先、後是以構件運動的方向並搭配直角座標X-Y-Z作為參考基準。在此，相關先、後的描述方式也適用於其他實施例。類似地，後續關於成形層的前緣與末緣也具備相似的描述基準，即，在朝正X軸方向上，成形層的末緣是先於成形層的前緣。
圖4繪示材料牆與成形層的形成過程示意圖。本發明並未限制材料牆300與成形層200的完成順序，在一未繪示的實施例中，可先列印完成形層200後再列印材料牆300，在另一未繪示的實施例中，也可先列印完材料牆300再列印成形層200，而在圖4所示實施例中，則是材料牆300與成形層200是一同完成，即列印噴頭131沿Y軸噴塗成形材料並沿X軸逐漸位移以產生成形層200。
請再參考圖2B，經確認材料牆的尺寸後，還需於步驟S125進行判斷列印噴頭131與著色噴頭132沿X軸的配置順序，以決定材料牆的起點與終點位置。如圖2B的步驟S126以及圖3所示，此時在著色噴頭132沿X軸的位移方向（正X軸方向）上，列印噴頭131是先於著色噴頭132配置時，則材料牆300的起點E1在X軸的正投影是位於成形層200在X軸正投影的範圍之內。此舉正因列印噴頭131是先於著色噴頭132設置，且兩者之間沿X軸存在間距L3，故而在著色噴頭132開始著色時，列印噴頭131在X軸的正投影實質上已落入成形層200的著色區在X軸的正投影輪廓之內，亦即代表著色噴頭132在進行著色時，列印噴頭131已經會經過成形層200。
圖5繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。請同時參考圖2B與圖5，在另一模式，則如步驟S127所示，當在著色噴頭132沿X軸的位移方向（正X軸方向）上，著色噴頭132是先於列印噴頭131配置時，則材料牆300a的起點E5在X軸的正投影是位於成形層200在X軸正投影的範圍之內。換句話說，由於在X軸上，列印噴頭131是後於著色噴頭132配置且保持間距L3，因此當著色噴頭132開始著色時，列印噴頭131在X軸的正投影仍位於成形層200在X軸的正投影的範圍外，因此列印噴頭131尚不會經過成形層200。據此，材料牆300a的起點E5即可設置在著色噴頭132的著色起點，並因此朝向正X軸方向延伸，直到著色噴頭132完成著色動作時，列印噴頭131在X軸的正投影方位在終點E4的位置，亦即此時終點E4與成形層200末緣在X軸的正投影尺寸L1c會等於間距L3，且此時材料牆300a在X軸的正投影尺寸L1b等於著色區在X軸的正投影尺寸L2與間距L3的差，即L1b=L2-L3。
另一方面，為了對列印噴頭131提供更進一步的清潔效果，在另一模式中，亦可在著色噴頭132進行著色時且列印噴頭131尚未經過成形層200時，便讓列印噴頭131能藉由提早接觸材料牆300a而進行清潔。也就是說，材料牆300a的起點E5會朝負X軸方向延長至起點E6，此時正投影尺寸L1a等於間距L3，此舉代表著，當著色噴頭132進行著色的同時，列印噴頭131便會與材料牆300a進行接觸而清潔。此時，材料牆300a在X軸的正投影尺寸即為L1a+L1b，也代表L2=L1a+L1b。
圖6繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。與前述實施例不同的是，本實施例的列印噴頭131在X軸的正投影與著色噴頭132在X軸的正投影相互重合，也就是說本實施例的列印噴頭131與著色噴頭132之間並不存在X軸上的間距。據此，當著色噴頭132沿Y軸對成形層200進行著色時，列印噴頭131實質上皆會存在經過成形層200的可能性，因此本實施例的材料牆300b在X軸的正投影尺寸實質上等於成形層200的著色區在X軸的正投影尺寸。
由上述圖3、圖5及圖6可清楚得知，不同模式下的材料牆的尺寸與配置，是依據著色噴頭132的著色動作以及列印噴頭131與著色噴頭132在X軸上正投影配置而定。也就是說，當著色噴頭132與列印噴頭131在X軸上存在間距L3時，則如圖3與圖5所示進行不同模式的材料牆300、300a列印配置，而當兩者之間不存在X軸的配置時，則以圖6所示進行材料牆300b的列印配置。在此，所述間距L3的軸向與（列印、著色）噴頭的位移方向（正X軸方向）一致。另外，材料牆的起點與終點也隨著模式不同而改變，在圖5的其中一模式與圖6所示的中，材料牆的起點在X軸的正投影位於成形層200在X軸上的正投影的前緣，而對圖3與圖6而言，材料牆的終點在X軸的正投影位於成形層200在X軸上的正投影的末緣，也就是材料牆300b在X軸的正投影與著色區在X軸的正投影重合且尺寸相同。
圖7繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。在此以圖3的配置為例進一步地描述材料牆與成形層的對應關係。請參考圖7，在本實施例中，列印噴頭131與著色噴頭132一如前述圖3的配置，即在朝正X軸的方向上，列印噴頭131的配置是先於著色噴頭132，且兩者沿X軸存在間距M。如圖7所示，著色噴頭132是沿Y軸對成形層200進行著色並沿正X軸方向位移，因此在進行成形層200解析時，會將成形層200分解為多條沿Y軸延伸且沿X軸排列的帶（band），著色噴頭132便是沿著這些帶逐一為成形層200著色，在此將著色噴頭132的著色次數B1 ,B2 ,B3 ,…,Bn-1 ,Bn 以數列｛Bn ｝表示，其中n為正整數，其中所述帶寬W代表著色噴頭132沿X軸的著色精度。
如同前述，本實施例因列印噴頭131與著色噴頭132的配置關係，因此是在著色噴頭132進行首刷，第一次著色（B1 ），列印噴頭131便會經過成形層200，故而需在成形層200以外的區域A1 配置材料牆300c，同時，隨著著色噴頭132進行所述｛Bn ｝的著色動作，便能預期在區域A1 ,A2 ,A3 ,…,An-1 ,An 皆設置材料牆300c，在此同樣將區域A1 ,A2 ,A3 ,…,An-1 ,An 以數列｛An ｝表示，其中n為正整數。如此一來，屆此便完成對成形層200的解析步驟。當後續驅動列印噴頭131進行成形層200的列印動作時，便能同時驅動列印噴頭131也在區域｛An ｝處列印材料牆300c。
參考圖7並對照圖3至圖6所示實施例，前述實施例在於所列印出的材料牆是呈連續式結構，而圖7則是呈間斷式結構。惟兩者均能有效地提供列印噴頭131的清潔效果。此外，在另一未繪示的實施例中，類似於前述圖5實施例所示，材料牆300a也可參考圖7所示方式而改以間斷式結構呈現。
與前述圖3所示類似地，在著色噴頭132的位移方向（朝正X軸方向）上，由於列印噴頭131是先於著色噴頭132設置，因此可選擇不同模式而決定材料牆300的終點為E2或E3，在圖7的實施例中，也能選擇不同模式而使最終材料牆的區域是An-1 或An 。
在此需提及的是，本案所述清潔效果，是讓著色噴頭132進行著色動作時，列印噴頭131得以經過並接觸已列出完的材料牆，而讓此時列印噴頭131的殘餘成形材料得以塗佈或黏著、附著在材料牆上，同時也讓材料牆對列印噴頭131進行刮除的動作，而將殘餘成形材料從列印噴頭131處移除，也就是說材料牆相對於X-Y平面的高度等於成形層相對於X-Y平面的高度，據以讓列印噴頭131能順利地接觸到材料牆。
另一方面，上述實施例的材料牆，其在著色噴頭132沿Y軸的著色方向（即朝向正Y軸方向）上，材料牆會先於成形層200設置，而在又一未繪示的實施例中，在著色噴頭132沿Y軸的著色方向上，可將成形層200改以先於材料牆設置，亦即將材料牆設置在圖中成形層200的下方，其同樣能達到相同的除料效果。
圖8繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。請同時參考圖2B與圖8，以下敘述步驟S123進行判斷後的另一流程。在本實施例中，當著色區在X軸的正投影尺寸L4是小於列印噴頭131與著色噴頭132沿X軸的間距L5時，接著則是執行步驟S124-2，也就是能讓使用者決定是否需列印材料牆。在此所具理由即是，如圖8所示，在著色噴頭132對成形層200b的著色區（本實施例同樣需將成形層200b的全部區域上色）進行著色的過程中，列印噴頭131皆不會經過成形層200b，因此並無在著色過程中對列印噴頭131進行清潔的急迫性，故若選擇不列印材料牆，本實施例的立體列印方法即會直接執行步驟S128，結束本層成形層的解析，而開始對另一層成形層進行解析。
但，若因使用需求而仍須對列印噴頭131進行清潔者，則需執行步驟S124-3，即，進一步地在成形層200b以外的區域進行材料牆300d的列印動作，此時可以預設值，決定材料牆300d在X軸上的正投影尺寸L6，且所述正投影尺寸L6小於或等於成形層200b在X軸的正投影尺寸L4。
圖9繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。前述實施例的成形層的全區域均作為著色層，而本實施例中，成形層200a具有相異局部210、220與230，而其中局部230無須著色，亦即著色區是涵蓋成形層200a的多個相異局部210、220。惟，對於著色區的解析方式一如前述步驟S121至步驟S128，亦即將局部210、220分別視之，並分別提供局部210、220在X軸的正投影尺寸Xa ，Xb ，以及著色噴頭132與列印噴頭131的配置方式與間距M，並據以進行各自的解析動作，而在對應的區域形成材料牆300e與材料牆300f，詳細解析步驟已如上述，在此不再贅述。
另需提及的是，雖然上述實施例是對一層成形層進行解析說明，但一般而言，立體物件是由多層成形層所堆疊而成，且各成形層實質上會具備不同的輪廓，因此需注意的是，上述實施例中材料牆的列印區域，對單一成形層而言，需是位在所述成形層以外的區域，而對立體物件而言，材料牆的位置則應被限制在立體物件在平台（X-Y平面）上的正投影輪廓（即邊界範圍）之外，以確保材料牆不會與立體物件產生干涉情形。
舉例來說，當立體物件是如金字塔般的造型而立設在平台上時，此時第一層成形層將會是面積最大者，而後逐層面積遞減，則立體列印方法在進行材料牆的設置時，必須將面積最大者（即第一層成形層）作為前提，而使列印出的材料牆皆須在第一層成形層的輪廓範圍之外，如此方能避免後續列印同一層成形層與材料牆時，雖然材料牆在同層成形層的輪廓範圍外，但仍有可能落於前一層（第一層）的輪廓範圍內的情形。
在另一實施例中，當立體物件是呈倒置金字塔造型立設於平台上時，此時第一層成形層將會是面積最小者，而後逐層面積遞增，則立體列印方法在進行材料牆的設置時則包含兩種情形，其一仍是依據前述立體列印方法，將材料牆列印在同層成形層的輪廓範圍之外，此時隨著成形層的面積逐層遞增，材料牆可能因此而隨著成形層而逐漸外移，也就是後一層成形層的輪廓範圍會覆蓋但不接觸在前一層的材料牆之上，如此當立體物件完成之後，將形成多個材料牆且這些材料牆是隨著成形層而逐漸外拓的狀態。
再者，另一情形則如前述，亦即以最後一層成形層（面積最大者）作為基準，而讓材料牆是設置在最後一層成形層的輪廓範圍之外。當然，立體列印方法可依據需求將前述材料牆的設置方式相互搭配而成。
綜上所述，在本發明的上述實施例中，立體列印裝置具有列印噴頭與著色噴頭，且所述兩個噴頭形成共構結構而產生同步移動，因此為了達到如上述在進行立體物件列印的同時，也對其成形層或完成後的立體物件進行著色的效果，同時不因列印噴頭內的殘餘成形材料在著色噴頭進行著色時行經成形層而影響已列印好的成形層，故藉由在著色之前，先行於成形層之外的區域列印材料牆，並使材料牆位於著色時列印噴頭的移動路徑上，因此在進行著色時，列印噴頭的成形材料得以因與材料牆接觸而附著在材料牆上，亦即讓材料牆提供對列印噴頭的刮料及清潔動作，而能有效避免著色時，列印噴頭的成形材料落於成形層而影響立體物件的列印品質。
在解析過程中，立體列印方法是依據成形層的著色區在X軸的正投影尺寸與兩噴頭的間距在X軸的正投影尺寸，以決定所需材料牆在X軸的正投影尺寸。接著，依據兩噴頭在X軸上的配置位置先後，而進一步地決定材料牆的起點與終點，其中可隨需求而在所述條件滿足時適當地改變起點或終點。
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
110‧‧‧機架
120‧‧‧平台
130‧‧‧列印組件
131‧‧‧列印噴頭
132‧‧‧著色噴頭
133‧‧‧移動件
140‧‧‧控制模組
200、200a、200b‧‧‧成形層
210、220、230‧‧‧局部
300、300a、300b、300c、300d、300e、300f‧‧‧材料牆
A1 ,A2 ,A3 ,…,An-1 ,An 、｛An ｝‧‧‧區域
B1 ,B2 ,B3 ,…,Bn-1 ,Bn 、｛Bn ｝‧‧‧著色次數
E1、E4、E5‧‧‧起點
E2、E3‧‧‧終點
L1、L2、L1a、L1b、L1c、L4、L6‧‧‧正投影尺寸
L3、L5‧‧‧間距
S100～S170、S121～S128、S124-1～S124-3‧‧‧步驟
X-Y-Z‧‧‧直角座標
圖1是依據本發明一實施例的立體列印裝置的局部示意圖。 圖2A與圖2B分別是立體列印方法的流程圖。 圖3是立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖4繪示材料牆與成形層的形成過程示意圖。 圖5繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖6繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖7繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖8繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖9繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。

Claims (18)

  1. 一種立體列印方法，適用於一立體列印裝置，該立體列印裝置包括一列印噴頭、一著色噴頭與一平台，該列印噴頭在該平台的X-Y平面上列印出一成形層，其中該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸配置且為共構結構，該立體列印方法包括： 提供該成形層及其的一著色區的資訊； 一處理器依據該成形層及該著色區的資訊，在列印該成形層時，驅動該列印噴頭在該平台上且在該成形層的輪廓範圍外列印至少一材料牆（material barrier）；以及 完成該成形層與該材料牆之後，該處理器驅動該著色噴頭沿Y軸對該著色區進行著色，以在該著色噴頭進行著色時，該材料牆位於該列印噴頭的移動路徑上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，該列印噴頭在列印完該成形層之後還存有殘餘成形材料，當該著色噴頭進行著色時，該列印噴頭行經且接觸該材料牆，以使該材料牆將所述殘餘成形材料從該列印噴頭移除。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸存在一間距，該立體列印方法還包括： 判斷該著色區在X軸上的正投影尺寸是否大於或等於該間距。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的立體列印方法，還包括： 當該著色區在X軸上的正投影尺寸大於或等於該間距時，該材料牆在X軸上的正投影尺寸（L1）大於或等於該著色區在X軸上的正投影尺寸（L2）與該間距（L3）的差，L1≧L2-L3。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的立體列印方法，還包括： 當該著色區在X軸上的正投影尺寸小於該間距時，該材料牆在X軸上的正投影尺寸大於或等於零。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，還包括： 判斷該列印噴頭與該著色噴頭在X軸上的配置順序。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印方法，還包括： 當在該著色噴頭沿X軸的位移方向上，該列印噴頭先於該著色噴頭時，該材料牆的起點在X軸的正投影位於該成形層在該X軸上的正投影的範圍內。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的立體列印方法，其中該材料牆的終點在X軸的正投影位於該成形層在該X軸上的正投影的末緣。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的立體列印方法，其中該材料牆的終點在X軸的正投影位於該成形層在該X軸上的正投影的範圍外。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印方法，還包括： 當在該著色噴頭沿X軸的位移方向上，該著色噴頭先於該列印噴頭時，該材料牆的終點在X軸的正投影位於該成形層在該X軸上的正投影的範圍內。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印方法，其中該材料牆的起點在X軸的正投影位於該成形層在該X軸上的正投影的前緣。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印方法，其中該材料牆的起點在X軸的正投影位於該成形層在該X軸上的正投影的範圍外。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中該材料牆在X軸的正投影與該著色區在X軸的正投影重合且尺寸相同。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中在該著色噴頭沿Y軸的著色方向上，該成形層先於該材料牆。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中在該著色噴頭沿Y軸的著色方向上，該材料牆先於該成形層。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中該成形層與該材料牆同時列印完成。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中該材料牆沿X軸形成連續式結構或間斷式結構。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中該材料牆相對於X-Y平面的高度等於該成形層相對於X-Y平面的高度。
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