TW201914807A - 滾動式三維列印裝置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一種自動回收粉料的鋪粉機，包含一滾動機構、一光學模組及一粉體輸送模組，其中該滾動機構用以夾持一工件而承接一粉體，藉由該滾動機構的設計，圓柱或圓椎型的工件可被疊層製造。

Description

滾動式三維列印裝置及其操作方法

本發明係關於一種三維列印裝置及其操作方法，特別是關於一種滾動式三維列印裝置及其操作方法。

3D快速成型(也稱為3D列印)的主要技術內容是把數據資料及原料放進3D列印機中，透過鋪粉裝置將產品一層一層的列印出來，而形成最終成品。3D列印主要包括選擇性雷射燒結(Selective Laser Sintering，SLS)、選擇性雷射熔化(Selective Laser Melting，SLM)、直接金屬粉料雷射燒結(Direct Metal Laser Sintering，DMLS)，及電子束熔化(Electron Beam Melting,EBM)等技術。SLS是利用低功率雷射燒結低熔點高分子粉料；SLM是利用高能束雷射直接熔化金屬粉料；DMLS是採用雷射對二元金屬進行燒結；而EBM採用電子束熔化金屬粉料。

然而，傳統之積層製造在粉末供給/鋪粉機構/氣流吹送及回收/雷射加工製程等會因為受限於雷射光路使用習知的透鏡鏡組(f-Theta lens)之工作範圍，僅能由一固定平面製造堆疊物體，而無法進行圓柱或圓錐型的工件的製作，而且吹吸氣體無法有效提供長行程的粉塵回收，工作範圍受限於氣場的層流距離及風速。

故，有必要提供一種改良的三維列印裝置及其操作方法，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種滾動式三維列印裝置及其操作方法，利用滾動機構的設計，來進行圓柱或圓椎型的工件的疊層製造，使圓柱或圓錐型的工件可依指定區域加上特定材料，而產生厚度及特定尺寸。

為達上述之目的，本發明提供一種滾動式三維列印裝置，包含一滾動機構、一光學模組及一粉體輸送模組；該滾動機構用以夾持一工件而承接一粉體，並帶動該工件沿著一軸線旋轉；該光學模組具有至少一雷射源，設置在該滾動機構的上方，用以對該粉體發射一雷射光；該粉體輸送模組具有至少一粉體通道、至少一粉體通道口、二氣體通道及二氣體通道口，該粉體通道設置在該滾動機構的上方，該粉體通道口形成在該粉體通道的一出口端，用以將該粉體輸出至該工件上，該等氣體通道設置在該滾動機構的上方，該等氣體通道口分別形成在該等氣體通道的一端且位於該雷射光的二側，用以分別輸出氣體至該工件的上方以及吸收該雷射光熔融該工件上的粉體所產生的一粉塵，其中該等氣體通道口之間形成一氣體流場。

在本發明之一實施例中，該滾動機構具有二迴轉軸，分別固定在該工件的二側。

在本發明之一實施例中，該滾動機構另具有二升降架，該等迴轉軸分別設置在該等升降架上，該等升降架用以帶動該等迴轉軸上下移動。

在本發明之一實施例中，該粉體輸送模組另具有至少一刮刀，設置在其中一氣體通道的一外表面，用以接觸該工件。

在本發明之一實施例中，該滾動式三維列印裝置另包含一粉體回收槽，該滾動機構設置在該粉體回收槽內，且該工件位於該粉體回收槽的一頂部缺口。

在本發明之一實施例中，該滾動式三維列印裝置另包含一材料移除機構，設置在該滾動機構的一側，該材料移除機構具有一刀具軸，用以安裝一刀具而對該工件進行切削。

在本發明之一實施例中，該材料移除機構另具有一水平移動座及一升降座，該升降座用以帶動該水平移動座進行上下移動，該水平移動座用以帶動該刀具軸在一平面移動。

為達上述之目的，本發明提供一種滾動式三維列印裝置的操作方法，用以加工一工件，該操作方法包含一供粉步驟、一調整步驟、一鋪粉步驟、一熱化步驟、一回收步驟、一材料移除步驟及一完成判斷步驟；該供粉步驟是透過至少一供粉槽對至少一粉體通道進行一定量的粉體輸送，使該粉體通過一粉體通道口輸出至一工件的一表面上；該調整步驟是利用一滾動機構的二升降架調整該工件二側的高度；該鋪粉步驟是利用該滾動機構的二迴轉軸驅動該工件旋轉，使至少一刮刀鋪平該工件上的粉體；該熱化步驟是移動至少一雷射源，使該雷射源所發射的一雷射光熔融 該工件上的粉體而成型在該工件的表面上；該回收步驟是當該雷射光熔融該工件上的粉體時，利用位於該雷射光的二側的二氣體通道口形成一氣體流場，以吸收該雷射光熔融該工件上的粉體所產生的一粉塵；該材料移除步驟是利用一材料移除機構控制一刀具的移動位置，使該刀具移除該工件的表面的材料；該完成判斷步驟是將該滾動機構的二升降架下降一高度，再判斷是否完成該工件，若是則取出該工件，若否則回復至該供粉步驟。

在本發明之一實施例中，在該供粉步驟之前另包含一定位步驟，該定位步驟用以移動該滾動機構的二升降架，使該工件移動至一特定位置。

在本發明之一實施例中，在該材料移除步驟中，是分別利用該材料移除機構的一水平移動座及一升降座帶動該刀具進行上下移動及平面移動，同時利用該材料移除機構的一刀具軸驅動該刀具迴轉或軸向振動，以移除該工件的表面的材料。

如上所述，本發明滾動式三維列印裝置能夠提供一種可進行圓柱或圓椎型的工件的疊層製造方式，使圓柱或圓錐型的該工件可依指定區域加上特定材料，而產生厚度及特定尺寸。另外，由於本發明滾動式三維列印裝置能夠進行該特定平面之給粉/鋪粉/雷射熔融(能量源提供)/吹吸粉塵的動作，可不受限於透鏡鏡組的工作範圍限制及該工件必須為平面的限制，而能夠達成圓柱或圓錐型的工件的疊層加工，使得工作效率提升，並有效加工如圓柱或圓錐形等不規則表面的該工件，降低氣體流場無法進行長行程吹吸該粉塵之速度限制，以及縮短製程中等待該工件加工順序的時間。

101‧‧‧工件

102‧‧‧粉體

103‧‧‧頂蓋

104‧‧‧雷射光

105‧‧‧粉塵

106‧‧‧刀具

2‧‧‧滾動機構

21‧‧‧迴轉軸

22‧‧‧升降架

3‧‧‧光學模組

31‧‧‧雷射源

32‧‧‧同軸視覺組件

33‧‧‧振鏡組件

34‧‧‧縱向微調基座

4‧‧‧粉體輸送模組

41‧‧‧粉體通道

42‧‧‧粉體通道口

43‧‧‧氣體通道

44‧‧‧氣體通道口

45‧‧‧刮刀

5‧‧‧粉體回收槽

51‧‧‧頂部缺口

6‧‧‧材料移除機構

61‧‧‧刀具軸

62‧‧‧水平移動座

63‧‧‧升降座

A1‧‧‧箭頭

B1‧‧‧箭頭

C1‧‧‧箭頭

C2‧‧‧箭頭

C3‧‧‧箭頭

S201‧‧‧定位步驟

S202‧‧‧供粉步驟

S203‧‧‧調整步驟

S204‧‧‧鋪粉步驟

S205‧‧‧熱化步驟

S206‧‧‧回收步驟

S207‧‧‧材料移除步驟

S208‧‧‧完成判斷步驟

第1圖是根據本發明滾動式三維列印裝置的一較佳實施例的一側視圖；第2及3圖是根據本發明滾動式三維列印裝置的一較佳實施例的一局部示意圖；第4圖是根據本發明滾動式三維列印裝置的另一較佳實施例的一側視圖；及第5及6圖是根據本發明滾動式三維列印裝置的另一較佳實施例的一局部示意圖；及第7圖是根據滾動式三維列印裝置的操作方法的一較佳實施例的一流程圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1至3圖所示，為本發明滾動式三維列印裝置的一較佳實施例，其中該滾動式三維列印裝置包含一滾動機構2、一光學模組3、一粉體輸送模組4及一粉體回收槽5，本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

請參照第1至3圖所示，該滾動機構2用以夾持一工件101而承接一粉體102，並且帶動該工件101沿著一水平的軸線(例如平行於地平線)進行橫向的旋轉，其中該滾動機構2設置在該粉體回收槽5內，而且該工件101位於該粉體回收槽5的一頂部缺口51。在本實施例中，該滾動機構2具有二迴轉軸21及二升降架22，該等迴轉軸21分別固定在該工件101的二側，該等迴轉軸21分別設置在該等升降架22上，該等升降架22用以帶動該等迴轉軸21上下移動。

請參照第1至3圖所示，該光學模組3設置在一頂蓋103上，且位於該滾動機構2的上方，用以對該粉體102發射一雷射光104，其中該光學模組3具有至少一個或以上的雷射源31、至少一同軸視覺組件32、至少一振鏡組件33及一縱向微調基座34，其中該雷射源31(例如光纖雷射或半導體雷射)用以對該工件101上所承接的粉體102發射該雷射光104，使該粉體102受熱、熔融、固化而成型在該工件101的表面；該同軸視覺組件32組合在該雷射源31上，用以與感測元件相配合，例如：熱溫計、熱像儀、感光耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)、光電二極體(photo diode)，而對該工件101進行光學感測而獲得一同軸視覺成像；該振鏡組件33組合在該雷射源31上，用以配合該雷射源31進行雷射光掃描；該縱向微調基座34設置在該頂蓋103上，用以供該雷射源31組合而能夠對該雷射源31沿著縱向進行上下微幅調整。

請參照第1至3圖所示，該粉體輸送模組4具有至少一粉體通道41、至少一粉體通道口42、二氣體通道43、二氣體通道口44及至少一刮刀45，該粉體通道41設置在該滾動機構2的上方，該粉體通道口42形成在該 粉體通道41的一出口端，用以將該粉體102輸出至該工件101上(如箭頭B1所示)，該等氣體通道43設置在該滾動機構2的上方，該等氣體通道口44分別形成在該等氣體通道43的一端且位於該雷射光104的二側，用以分別輸出氣體至該工件101的上方，以及吸收該雷射光104熔融該工件101上的粉體102所產生的一粉塵105，其中該等氣體通道口42之間形成一氣體流場(如箭頭A1所示)，該刮刀45設置在其中一氣體通道43的一外表面，用以接觸該工件101。在本實施例中，該粉體通道口42位於該粉體回收槽5的頂部缺口51的一側，該等氣體通道口44位於該頂部缺口51的上方，該光學模組3設置有二個雷射源31(如第2及3圖所示)，該等雷射源31是沿著一設置方向排列，而且所述雷射源31的雷射光104與該等氣體通道43所產生的氣體流場(如箭頭A1所示)的一方向呈正交或形成大於45度之一角度。

依據上述的結構，首先控制移動該滾動機構的該二升降架22而進行定位與復歸，使該工件101移動至一特定位置；接著透過一供粉槽(未繪示)對該粉體通道41進行一定量的粉體102輸送，使該粉體102通過該粉體通道口42輸出至該工件101的一表面上；接著利用該滾動機構2的二升降架22調整該工件101二側的高度而能夠同時或分別帶動該工件101的二側上下移動(見第2及3圖)；利用該滾動機構2的二迴轉軸21驅動該工件101沿著一水平的軸線進行橫向的旋轉，使該刮刀45鋪平該工件101上的粉體102，而能夠使該刮刀45鋪粉於圓柱或圓錐型的該工件101的一側面，藉由電腦指令或數值控制，使得被該滾動機構2夾持的圓柱或圓錐型的該工件101可進行迴轉運動，並且經由該刮刀45可將供給的粉體102因該工件101的迴轉而進行鋪置；接著移動二雷射源31，使該雷射源31所發射的一雷射光104熔融 該工件101上的粉體102而成型在該工件101的表面上；再利用位於該雷射光104的二側的二氣體通道口44形成一氣體流場，以吸收該雷射光104熔融該工件101上的粉體102所產生的粉塵105；最後將該滾動機構2的二升降架22下降一高度，再判斷是否完成該工件101，若是則取出該工件101，若否則回復至該供粉步驟S202，直到完成圓柱或圓錐型的該工件101的加工程序。

藉由上述的設計，本發明滾動式三維列印裝置能夠提供一種可進行圓柱或圓椎型的工件101的疊層製造方式，並同時設置有一個或多個雷射源31在一特定平面內，對圓柱或圓錐型的該工件101的表面進行圓弧曲面掃描區域的能量提供，其中的材料可由該粉體輸送模組4以鋪粉方式提供該粉體102，以進行層層堆疊的疊層加工，使圓柱或圓錐型的該工件101可依指定區域加上特定材料，而產生厚度及特定尺寸(如第2及3圖所示)。另外，由於本發明滾動式三維列印裝置能夠進行該特定平面之給粉/鋪粉/雷射熔融(能量源提供)/吹吸粉塵的動作，可不受限於透鏡鏡組(f-theta lens)的工作範圍限制及該工件101必須為平面的限制，而能夠達成圓柱或圓錐型的工件101的疊層加工，使得工作效率提升，並有效加工如圓柱或圓錐形等不規則表面的該工件101，降低氣體流場無法進行長行程吹吸該粉塵105之速度限制，以及縮短製程中等待該工件101加工順序的時間。

請參照第4至6圖所示，本發明滾動式三維列印裝置的另一較佳實施例，並大致沿用相同元件名稱及圖號，但兩者間差異之特徵在於：該滾動式三維列印裝置另包含一材料移除機構6，該材料移除機構6設置在該滾動機構2的一側，其中該材料移除機構6具有一刀具軸61、一水平移動座62及一升降座63，該刀具軸61用以安裝一刀具106而對該工件101進行切 削，該升降座63用以帶動該水平移動座62進行上下移動(如箭頭C1所示)，該水平移動座62用以帶動該刀具軸61在一平面移動，在本實施例中，該刀具軸61可移動地安裝在該水平移動座62上而能夠縱向移動(如箭頭C2所示)，該水平移動座62可移動地固定在該升降座63上而能夠橫向移動(如箭頭C3所示)。

依據上述的結構，本發明滾動式三維列印裝置可利用該材料移除機構6控制該刀具106的移動位置，使該刀具106移除該工件101的表面的材料，其中是藉由控制該刀具軸61的移動，於圓柱或圓錐型的該工件101上進行接觸式加工。

藉由上述的設計，本發明滾動式三維列印裝置具有該工件101表面修整的功能，利用該刀具106進行該工件101的表面的材料移除，而能夠增加製程產出速度，並確保工件加工品質。

請參照第7圖並配合第4至6圖所示，為本發明滾動式三維列印裝置的操作方法的一較佳實施例，是利用上述粉塵回收之三維列印裝置進行操作，該操作方法包含一定位步驟S201、一供粉步驟S202、一調整步驟S203、一鋪粉步驟S204、一熱化步驟S205、一回收步驟S206、一材料移除步驟S207及一完成判斷步驟S208。本發明將於下文詳細說明各步驟的運作流程。

續參照第7圖並配合第4至6圖所示，在該定位步驟S201中，經由電腦或數值控制的方式，提供指令控制移動該滾動機構的二升降架22而進行定位與復歸，使一工件101移動至一特定位置。

續參照第7圖並配合第4至6圖所示，在該供粉步驟S202中，是透過至少一供粉槽(未繪示)對至少一粉體通道41進行一定量的粉體102輸送，使該粉體102通過一粉體通道口42輸出至一工件101的一表面上；在本實施例中，該供粉槽是經由控制相對應的閥門或供粉料斗進行一定量的粉體102供給，而供給的粉體102類別也能夠依電腦指令或數值控制進行設定，以提供不同的粉體102進行輸送。

續參照第7圖並配合第4至6圖所示，在該調整步驟S203中，是利用一滾動機構2的二升降架22調整該工件101二側的高度；在本實施例中，該等升降架22為雙組Z軸升降移動機構，能夠同時或分別帶動該工件101的二側上下移動(見第2及3圖)。

續參照第7圖並配合第4至6圖所示，在該鋪粉步驟S204中，是利用該滾動機構2的二迴轉軸21驅動該工件101沿著一水平的軸線進行橫向的旋轉，使至少一刮刀45鋪平該工件101上的粉體102；在本實施例中，配合該等升降架22的上下移動，能夠使該刮刀45鋪粉於圓柱或圓錐型的該工件101的一側面，藉由電腦指令或數值控制，使得被該滾動機構2夾持的圓柱或圓錐型的該工件101可進行迴轉運動，並且經由該刮刀45可將供給的粉體102因該工件101的迴轉而進行鋪置。

續參照第7圖並配合第4至6圖所示，在該熱化步驟S205中，是移動二雷射源31，使該雷射源31所發射的一雷射光104熔融該工件101上的粉體102而成型在該工件101的表面上；在本實施例中，在上一步驟的粉體102的鋪置後，經由電腦指令或數值控制進行指定位置的粉體102程序化 加熱，並同時進行一個至多個雷射光104的控制，而在該工件101的首層會以熔融該粉體102進行融合而固化於該工件101的表面上。

續參照第7圖並配合第4至6圖所示，在該回收步驟S206中，是當該雷射光104熔融該工件101上的粉體102時，利用位於該雷射光104的二側的二氣體通道口44形成一氣體流場，以吸收該雷射光104熔融該工件101上的粉體102所產生的一粉塵105；在本實施例中，該氣體流場可於該等氣體通道43彼此相對應的氣體通道口42進行吹氣及吸氣，其中該氣體流場的氣體可為氮氣(N₂)或惰性氣體，例如：氬氣(Ar)及氦氣(He)，以一定的流速進行該兩氣體通道口42的吹氣及吸氣間距內的層流控制，得以將該雷射光104照射於粉體102時所產生的粉塵105或其他物質，例如：過熱氣體、電漿態物質及未熔化但揚升於該工件101上的物質，經由其中一氣體通道口42進行吸氣回收，並於一空氣過濾裝置內過濾上述物質。

續參照第7圖並配合第4至6圖所示，在該材料移除步驟S207中，是利用一材料移除機構6控制一刀具106的移動位置，使該刀具106移除該工件101的表面的材料，進一步來說，分別是利用該材料移除機構6的一水平移動座62及一升降座63帶動該刀具軸61上的刀具106進行上下移動及平面移動，同時利用該材料移除機構6的該刀具軸61驅動該刀具106迴轉或軸向振動，以移除該工件101的表面的材料。在本實施例中，經由該水平移動座62及升降座63提供的X軸、Y軸及Z軸等三個軸向的位移，以進行刀具軸61的移動，其中移動方向可依照電腦或數值控制的方式進行運動控制，並且藉由該刀具軸61具有的迴轉或軸向振動(15~45kHz)的高頻振動，以達到該工件101的表面的材料移除。

續參照第7圖並配合第4至6圖所示，在該完成判斷步驟S208，是將該滾動機構2的二升降架22下降一高度，再判斷是否完成該工件101，若是則取出該工件101，若否則回復至該供粉步驟S202，直到完成圓柱或圓錐型的該工件101的加工程序，其中該工件101可以是一個或多個零件。

藉由上述的設計，本發明滾動式三維列印裝置的操作方法能夠提供一種可進行圓柱或圓椎型的工件101的疊層製造方式，並同時設置有一個或多個雷射源31在一特定平面內，對圓柱或圓錐型的該工件101的表面進行圓弧曲面掃描區域的能量提供，其中的材料可由該粉體輸送模組4以鋪粉方式提供該粉體102，以進行層層堆疊的疊層加工，使圓柱或圓錐型的的該工件101可依指定區域加上特定材料，而產生厚度及特定尺寸(如第2及3圖所示)。

另外，由於本發明滾動式三維列印裝置的操作方法能夠進行該特定平面之給粉/鋪粉/雷射熔融(能量源提供)/吹吸粉塵的動作，可不受限於透鏡鏡組(f-theta lens)的工作範圍限制及該工件101必須為平面的限制，而能夠達成圓柱或圓錐型的工件101的疊層加工，使得工作效率提升，並有效加工如圓柱或圓錐形等不規則表面的該工件101，降低氣體流場無法進行長行程吹吸該粉塵105之速度限制，以及縮短製程中等待該工件101加工順序的時間。另外，利用該粉體輸送模組4的設計，能夠降低氣體流場無法進行長行程吹吸粉塵之速度限制，並且能夠避免平行吹除即可。因而能夠增加製程產出速度、縮短製程中等待工件加工順序的時間及提高製程穩定性，而能夠確保工件加工品質。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種滾動式三維列印裝置，包含：一滾動機構，用以夾持一工件而承接一粉體，並帶動該工件沿著一軸線旋轉；一光學模組，具有至少一雷射源，設置在該滾動機構的上方，用以對該粉體發射一雷射光；及一粉體輸送模組，具有：至少一粉體通道，設置在該滾動機構的上方；至少一粉體通道口，形成在該粉體通道的一出口端，用以將該粉體輸出至該工件上；二氣體通道，設置在該滾動機構的上方；及二氣體通道口，分別形成在該等氣體通道的一端且位於該雷射光的二側，用以分別輸出氣體至該工件的上方以及吸收該雷射光熔融該工件上的粉體所產生的一粉塵，其中該等氣體通道口之間形成一氣體流場。
2. 如申請專利範圍第1項所述之滾動式三維列印裝置，其中該滾動機構具有二迴轉軸，分別固定在該工件的二側。
3. 如申請專利範圍第2項所述之滾動式三維列印裝置，其中該滾動機構另具有二升降架，該等迴轉軸分別設置在該等升降架上，該等升降架用以帶動該等迴轉軸上下移動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之滾動式三維列印裝置，其中該粉體輸送模組另具有至少一刮刀，設置在其中一氣體通道的一外表面，用以接觸該工件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之滾動式三維列印裝置，其中該滾動式三維列印裝置另包含一粉體回收槽，該滾動機構設置在該粉體回收槽內，且該工件位於該粉體回收槽的一頂部缺口。
6. 如申請專利範圍第1項所述之滾動式三維列印裝置，其中該滾動式三維列印裝置另包含一材料移除機構，設置在該滾動機構的一側，該材料移除機構具有一刀具軸，用以安裝一刀具而對該工件進行切削。
7. 如申請專利範圍第6項所述之滾動式三維列印裝置，其中該材料移除機構另具有一水平移動座及一升降座，該升降座用以帶動該水平移動座進行上下移動，該水平移動座用以帶動該刀具軸在一平面移動。
8. 一種滾動式三維列印裝置的操作方法，用以加工一工件，該操作方法包含：一供粉步驟，透過至少一供粉槽對至少一粉體通道進行一定量的粉體輸送，使該粉體通過一粉體通道口輸出至一工件的一表面上；一調整步驟，利用一滾動機構的二升降架調整該工件二側的高度； 一鋪粉步驟，利用該滾動機構的二迴轉軸驅動該工件旋轉，使至少一刮刀鋪平該工件上的粉體；一熱化步驟，移動至少一雷射源，使該雷射源所發射的一雷射光熔融該工件上的粉體而成型在該工件的表面上；一回收步驟，當該雷射光熔融該工件上的粉體時，利用位於該雷射光的二側的二氣體通道口形成一氣體流場，以吸收該雷射光熔融該工件上的粉體所產生的一粉塵；一材料移除步驟，利用一材料移除機構控制一刀具的移動位置，使該刀具移除該工件的表面的材料；及一完成判斷步驟，將該滾動機構的二升降架下降一高度，再判斷是否完成該工件，若是則取出該工件，若否則回復至該供粉步驟。
9. 如申請專利範圍第8項所述之操作方法，其中在該供粉步驟之前另包含一定位步驟，該定位步驟用以移動該滾動機構的二升降架，使該工件移動至一特定位置。
10. 如申請專利範圍第8項所述之操作方法，其中在該材料移除步驟中，是分別利用該材料移除機構的一水平移動座及一升降座帶動該刀具進行上下移動及平面移動，同時利用該材料移除機構的一刀具軸驅動該刀具迴轉或軸向振動，以移除該工件的表面的材料。