TW577794B - Method for simultaneous mold-making and rapid-prototyping - Google Patents

Description

577794 五、發明說明（l) 本發明係 尤指一利用單 設計者。 所謂快速 術者，即是指 之技術，此種 計者之概念在 之方式迅速製 由3D CAD經過 械碼，以將2 D 時間内即能製 式模型製程， 實際產品相同 其郎省昂貴之 細微機構之雛 模型易失真之 .’而藉製成之 裝測試以了解 之調整，妥善 發成本等效率 涉及一種同步製作模具及快速原型之方法， 一製造工序即可同時製造模具與樣品之勒新 原型（快速造型）RP(Rapid Prototyping)技 運用某些特殊設計，提供一能快速製作離型 技術係得將設計與原型加以連結，亦即將設 電腦中建立模型，並利用RP機器以層層堆疊 作出離型，故RP系統必須與3D CAD結合，藉 切片（slicing)，而編譯RP機器可辨識之機 堆疊至3D，致可快速製造離型；而此種在短 作出所需要雛型之快速原型技術改善了傳統 其可在未實際生產製造產品之前，製作出與 之模型，如此，可見快速原型系統之運用， 模具製作費用，且可製作出任意複雜形狀或 型，乃完全擺脫切削加工之限制，克服手工 缺失，此對製造加工而言係一項重大之突破 原型，其可用來確認設計、功能測試，及組 零件間之干涉情況’能令設計者及時作適當 運用RP技術，當可獲致縮短開發期、降低開 ’企業之競爭力將可大為提升。 模型之製造方式中，乃有一種如第六、 構’其亦為運用R P技術予以製造3 D立體 ，於電腦内將模型輪廓建構成一立體之樣品 每一層紙材上應切削之輪廓形狀後，復由雷 而就現今 七圖所示之έ士 、、、α 樣品，主要係 ，先行計算出

第4頁 577794 發明說明（2) 射切割器於薄片 ’最後再將已切 &為一 3 D之立 然而，由上 足之處，主要原 該結構主要 後’藉由捲軸將 進行下一道之切 ’再以捲軸捲繞 ’待全數切削完 而得以建構成型 費之薄片材料較 部份設具利用價 實為可觀，十分 再加上，依 品，若同時需要 輪廓重新計算後 ’且亦十分浪費 有鑑於上述 之缺失，本發明 終有本創作之產 的切削物件 加熱粘合成 存有些許不 一層之輪廓 收集後，再 切削完成後 廓逐層切削 片逐層黏合 削方式所耗 料只有切削 材料之耗費 D立體之樣 依據該樣品 為費時不便 尚存有上述 多次試驗， 為主)上切削出每-層 母一層之切削物件施予 體樣品； C實不難以發覺，其尚 U係歸納如下： 2在於紙材上切削出樣品之第 & 2削之薄片材料捲繞成筒狀 作，待樣品第二層輪廓之 集，周而復始的依據樣品輪 成後，再將切削完成之樣品薄 ，體之樣品，然而，依該種切 夕’舉例來§兒’每一層薄片材 值’其餘材料均為丟棄不用， 浪費資源。 該種成型方式，其僅能成型3 該樣品之製作模具時，即必需 再重新製作模具，於製造上極 成本。 習用3 D立體模型之製造方式 人立即思予研究改進之道，經 生0 而本發明之主要目的即在於提供一種可同步製作 及快速原型之方法，旨為提供一種利用電腦建構3 D '具 之圖檔後，再順沿實體之輪廓計算每一層所需切體 w <輪廓

577794 五、發明說明（3) 形狀與厚度，利用製造成型之過程中所成型之 g削後之廢料而得予分別製作成型模具與#品，其製法: (a)在每一層厚度均經過精密計算之素材上 ，成型機將電腦上所建構之模型實際切割於素材上，幵/ T J -片與樣品其中一層輪廓相同之切件‘ 每-芦呈不η妗；ΐ材 成干切削物件，再藉由 曰，、不同輪廓形狀之切削物件 二電：上 素材逐Λ /，留而有使與Λ肖i物件相同之模孔，藉由每一層 形狀相同之“模穴？復出與樣品外觀 藉t上；ί:得予形成一可拆離之模具； 品，以-ΐϊ!:ί:即可於加工切削之同時成型立體之樣 為與樣品輪廓形狀完全相同之模具者。 本發明人特ί 3 ^ 了解本發明之精神特徵與設計理念， 名稱如次特予配合較佳之實施例詳說如下，惟先列示圖號 (12) 素材 (11) 切削物件 (2) 模孔 （丨3)(13’）接合元件 (4) 雷射投射器(3) 封閉件 (Β) ΪΓ (Α)樣品 本發明主要係利用電腦建構3D立體之圖播後，再順 577794 五、發明說明（4) 沿實體之輪廓計算每一層所需切削之 用製造成型之過程中所成型之切削物件：：：；厚度，利 得予分別製作成型模具與樣品，其製法^切削後之廢料而 首先，如第一、二圖所示，在备一 I· 計算之素材（υ上依所需模型輪廓以Rp胃厚度#均經過精密 射投射器（2)將電腦上所建構之模型曲線實if f機之雷 切削物件（11)，其下刀路徑係可由二曰相同輪廓形狀之 沿樣品(A)輪.廓切削後，再由素材另邊f開始，順 ί ί;)，，再使Λ可/成若干層相應樣品（A)輪廓之°切削物件 (11 )再藉由母一層具不同輪廓形狀之切削物 ίϊ加d去其加熱黏合之厚度均在原先設計 ί二錄ί:一層素材⑴厚度加上黏合層之厚度恰可與 度相同，而其黏合方式由於需較為精確，故 疊形成與電腦上建構之3,立體模型 而素材（1)上係因加工路徑的關係而分成獨立二片素 1，而素材⑴中央貝,j留有與切削物件⑴）相同之模孔 二藉由每一層素材（1)逐層堆疊’而使其内部之模孔 知以堆疊出與樣品（2 )外觀形狀相同之内空模孔（1 2 ) =第四圖所示，復於模孔（12)之上下端部分別設以封閉件 、（4)〔如座板等可將模孔上下端部封閉之板體〕，再 第7頁 577794 五、發明說明（5) -- 於素材（1)相鄰之接合面上成型接合元件（13)(13，），致使 素材（1 )形成一可左右拆離之模具（B); 如此一來，即可於加工切削之同時成型3 D立體之樣 品（A)，以及一與樣品（A)外觀輪廓形狀完全相同之模具’ (B)，其製造方式十分快速而簡便。 ' 、再者，本發明之模具（B)分模線亦可採用上下組合之 方式，如第五圖所示，可於前半段之製程中，先行將素材 (1 )黏合形成下模具後，再於後半段之製程中所產生之素 材（1)黏合成型上模具，復於模具（B)上下接合之相鄰面上 合之接合元件’以及於模具⑻頂端與底端 d、。封閉件（3)、⑷，#以形成另一可上下組合之模具 路和imA)與模具⑻間之誤差僅取決於切削刀具之 要求之場所，例如教：：if“運用於精密度無嚴格 予以成型3D之立體；：ΐ模型，#可藉由該模具 半，杜抬曰 體貫，由於該誤差尺寸之單位為「微 ” J 1、、八之精度仍遠較一般傳統模具高出許多。 疋=本發明實具有下列顯著之增進功效： ，益需再依槐口中’其可同步成型樣品及模具 …2 觀另外製造模具，其製造十分快速。 產生之廢料極；用4:，於製造成型之過程中，所 ^ 十刀即癌材料、符合環保訴求。 4所迷，本發明所提供之可同步製作模具及快速原

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577794 圖式簡單說明 第一圖係本發明之製作示意圖。 第二圖係本發明之樣品示意圖。 第三圖係本發明之製造完成圖。 第四圖係本發明之模具組裝示意圖。 第五圖係本發明之另一模具製造示圖。 第六圖係習用結構之切削示意圖。 第七圖係習用結構所製造之模型示意圖

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Claims (1)

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   六、申請專利範圍 用雷胛逢Ϊ:同步製作模具及快速原型之方法，主要係利 所!$而刀二之輪廓形狀與厚度，利用製造成型之過程中 所成型之切削物件盥士 Α 衣 τ 具與樣品，其製法：；別後之廢料而得予分別製作成型模 成创(:)胳在：；層厚度均經過計算之素材上，以R ρ快速 成5^機將電腦上所達播 . 於素材上形成單声之切削：ί取其中一層輪廓，實際切割 u ah ψ ^ ^ ^ θ 則物件，如此重覆的切割每一層素 之切削物：、豕：相應樣品輪廓之切削物件，再藉由每-層 3D立體槿堆疊黏合而成，是以形成與電腦上建構之 3 D立體模型相同之實際樣品； 素材(】)層素堆材/，留而 形狀相同之：空= 7 = 得以堆疊出與樣品外觀 …材-分為Ϊ，而=別設以封閉件， 成一可拆離之模具； 藉由上述步驟，即可於加工切削之同時 品，以-與樣品輪廓形狀完全相同之模具者。體之樣 申叫專利範圍第；[項所述之可同 速原：之方法，其中，該素材係可於切削：=具= 村；邊緣下刀復由另-邊緣移出，適使素材一 ：：：2 態者。 ％刀為二之型 3.如申請專利範圍第丄項所述之可同牛 速原型之方法’其中’該素材係可於前半J 2 :莫：及快 行黏合形成下模具後，再將後半段 ^程中，先 Υ所產生之素材 第11頁 577794

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