TWI442967B - 粉末自動回收系統 - Google Patents

Description

粉末自動回收系統

本案係關於一種粉末自動回收系統，尤指一種適用於立體成型機構之粉末自動回收系統。

快速成型技術(Rapid Prototyping，簡稱RP技術)係為依據建構金字塔層層堆疊成型的概念所衍生的技術，其可以快速且低成本的將設計者的構想在短時間內成型，呈現給社會大眾，其主要特徵是成型的快捷性，能在不需要任何刀具、模具以及冶具的情況下，自動、快速地將任意複雜形狀的設計方案快速轉換為3D的實體模型，大大縮短了新產品的研發週期及減少研發成本，並能夠確保新產品的上市時間和新產品一次開發的成功率，它促使技術人員之間，以及技術人員與企業決策者、產品的用戶等非技術人員之間提供一個更加完整及方便的產品設計交流工具，從而明顯地提高產品在市場上的競爭力及企業對市場的快速反應能力。

目前RP技術發展出利用噴印技術結合載具精密定位技術的方式來生產3D的實體模型，其生產方式係為先將一層建構粉末舖設於載具上方並利用噴墨列印技術於部分建構粉末上噴印高黏度膠合劑液體，使膠合劑液體與建構粉末沾黏並固化，一直重複上述製程層層堆砌即可完成3D的實體模型。

習用RP技術之立體成型機構在鋪粉、列印及取出成型品時，係以人工方式進行，且所揚起的粉塵常會造成工作環境的汙染，且容易沾染於立體成型裝置的整個作業機台上，為了維持作業正常，習用技術需於進行某一階段作業後，就要以人工方式執行吸塵及清掃保養的工作。如此一來，習用RP技術之清潔過程中，易因人工操作而不慎損毀成型品、破壞立體成型裝置之構件；以及，高頻率的清潔亦會造成人力及時間的浪費，相對地提高了整體製作成本，而若減少清潔頻率，又有粉塵汙染而不易維持作業空間清潔之虞。

有鑒於此，如何發展一種適用於立體成型機構之粉末自動回收系統，以改善上述習用技術缺失，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的，在於提供一種自動粉末回收系統，俾解決習知立體成型機構的設計在鋪粉、列印及取出成型品時，所揚起的粉塵會造成工作環境的汙染等缺點。

本案之另一目的，在於提供一種自動粉末回收系統，其透過一多邊形滾筒之滾動過濾方式，以進行塵埃粉末之回收再利用，並藉由此滾動過濾之方式以提升粉塵之過濾效能、並可減少噪音及震動。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種自動粉末回收系統，適用於立體成型機構，用以過濾及回收塵埃粉末，至少包含：殼體，具有容置空間及設置於容置空間之處理平台，以供塵埃粉末置入於處理平台上，處理平台係將殼體內部之容置空間 分隔為第一空間及第二空間；多邊形滾筒，設置於殼體之第二空間內，具有篩網模組，且與處理平台相連通；以及回收槽體，設置於殼體之第二空間中，並與多邊形滾筒相連通；其中，塵埃粉末係因應重力而自處理平台落入多邊形滾桶內，並利用多邊形滾筒旋轉時所產生之離心力及塵埃粉末之累積重力，而使塵埃粉末於篩網模組處進行過濾，且過篩後之塵埃粉末係回收於回收槽體中。

1‧‧‧自動粉末回收系統

11‧‧‧殼體

110‧‧‧容置空間

111‧‧‧門板

112、142a、151、181、182‧‧‧開口

113‧‧‧第一空間

114‧‧‧第二空間

115‧‧‧下門板

116‧‧‧分隔板

12‧‧‧處理平台

121‧‧‧孔洞

13‧‧‧多邊形滾筒

131‧‧‧多邊形框架

132‧‧‧篩網模組

132a‧‧‧篩網結構

133‧‧‧旋轉中心通孔

134‧‧‧第一轉軸

14‧‧‧集塵模組

141‧‧‧吸風裝置

141a‧‧‧吸風口

142‧‧‧粉末過濾元件

143‧‧‧板件

15‧‧‧回收槽體

16‧‧‧連接部件

160‧‧‧連接通道

161‧‧‧傾斜面

162a‧‧‧第一開口

162 b‧‧‧第二開口

17‧‧‧傳動模組

171‧‧‧驅動馬達

172‧‧‧第二轉軸

173‧‧‧傳動皮帶

18‧‧‧內殼體

第1A圖：其係為本案較佳實施例之自動粉末回收系統之立體結構示意圖。

第1B圖：其係為第1A圖之側視剖面結構示意圖。

第2圖：其係為第1B圖所示之處理平台、連接部件、多邊形滾筒、傳動模組及回收槽體之連接結構示意圖。

第3圖：其係為第2圖所示之多邊形滾筒與傳動模組之連接結構示意圖。

第4圖：其係為本案第二較佳實施例之自動粉末回收系統之部分結構示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1A圖及第1B圖，其係分別為本案較佳實施例之自動粉末 回收系統之立體結構示意圖及側視剖面結構示意圖，本案之自動粉末回收系統1主要適用於一立體成型系統(未圖示)，該立體成型系統主要利用一立體成型機構(未圖示)，例如：落地型立體成型機構來建構3D實體模型，其實質上可與民國98年4月1日申請之第098110929號中華民國專利申請案「立體成型機構及其方法」中所述之構件相同，內部組成構件可包含例如：建構基座、列印模組、複數個暫存儲粉槽、複數個供粉槽、建構槽、列印品質檢測機構、影像偵測元件、維護裝置、防塵裝置、加熱迴風裝置以及連續供液裝置等。

至於，立體成型機構已建構完成之成型物，即3D實體模型，即可移至本案之自動粉末回收系統1內部進行吸取及過濾附著於該成型物表面之粉末，抑或是可直接將立體成型物製造過程中所產生之塵埃粉末倒置於本案之自動粉末回收系統1中，以對塵埃粉末進行篩濾後再回收利用。

請再參閱第1A圖及第1B圖，本案之自動粉末回收系統1至少包含殼體11、處理平台12、多邊形滾筒13、集塵模組14、回收槽體15、連接部件16以及傳動模組17，其中殼體11具有一容置空間110及一用以封閉容置空間110之門板111，其係可開啟以供置入成型物或是需進行處理之塵埃粉末，且門板111亦可具有複數個開口112，但不以此為限，每一開口112更可分別與一個隔絕構件(未圖式)，例如：工作手套，相連接，使得殼體11內部與外界環境隔絕以形成該容置空間110。於另一些實施例，殼體11之門板111下方亦可具有下門板115，其同樣可開啟，用以供使用者取出或置入多邊形滾筒13或回收槽體15等構件。

請再參閱第1B圖，殼體11的容置空間110內係具有一分隔板116及一處理平台12，於本實施例中，處理平台12係嵌設於分隔板116上，以共同將殼體11內之容置空間110分隔為第一空間113及第二空間114，然而，於另一些實施利中，處理平台12亦可直接取代分隔板116而設置，進而將殼體11內之容置空間110分隔為第一空間113及第二空間114，意即處理平台12與分隔板116之實施態樣係可依實際施作情形而任施變化，並不以此為限。

本案之多邊形滾筒13，其一端面係為封閉，並傾斜設置於殼體11之第二空間114內，其上具有篩網模組132，且可透過連接部件16而與處理平台12相連通。以及，多邊形滾筒13係與傳動模組17相連接，藉由傳動模組17提供之動力來源，使得多邊形滾筒13得以旋轉滾動。且本案之自動粉末回收系統1更具有回收槽體15，該回收槽體15同樣設置於殼體11之第二空間114中，且其係設置於多邊形滾筒13之下方，並具有開口151，且該開口151係對應於多邊形滾筒13，以與該多邊形滾筒13相連通。如此一來，當塵埃粉末因應重力而自處理平台12經由連接部件16而落入多邊形滾桶13中，再利用多邊形滾筒13旋轉時所產生之離心力及塵埃粉末之累積重力，而使塵埃粉末於篩網模組132處進行過濾，並使過篩後之塵埃粉末透過開口151而落入回收槽體15中，藉此以完成塵埃粉末之自動回收作業。

除此之外，為了避免於此粉末自動回收過程中，塵埃粉末會飄揚於殼體11之容置空間110中，自動粉末回收系統1更可具有集塵模組14，但不以此為限。請參閱第1B圖，集塵模組14係設置於殼體11之第一空間113內，用以收集於作業時飄揚於該第一空間113內 之塵埃粉末。於一些實施例中，集塵模組14包括吸風裝置141及粉末過濾元件142，該吸風裝置141係用以使第一空間113形成負壓狀態，並將第一空間113中飛揚之塵埃粉末導入粉末過濾元件142中，以過濾並收集該飄揚於空氣中之塵埃粉末。

以本實施例為例，粉末過濾元件142可為一不織布材質之集塵袋，其實質上呈一圓桶狀結構，並於底部係具有一開口142a，用以使塵埃粉末可透過該開口142a而進入粉末過濾元件142中，然而，粉末過濾元件142可使用的材質以及所呈現的結構並不以此為限。

為了使本案之粉末過濾元件142可發揮最佳的過濾效果，本案之粉末過濾元件142的頂部亦可設置一連接結構(未圖式)，例如其可為一中空之環狀結構，但不以此為限，用以與一支撐構件(未圖式)可拆卸地連接，藉由支撐構件的支撐可將粉末過濾元件142向上完全撐開，以達到最佳的過濾效果。且該支撐構件可為一勾狀結構，且其一端係可固設於集塵模組14之板件143的頂部，以提供支撐之功能，但不以此為限。藉此，可使本案之粉末過濾元件142可快速拆卸及安裝，若要拆下粉末過濾元件142進行清理時，只需將其上的連接結構與支撐構件相分離，即可將粉末過濾元件142取下以清除其內部所累積的塵埃粉末，以維持正常的過濾功能。此外，本案之集塵模組14並不侷限於設置幾個粉末過濾元件142，舉例來說，如本案第1B圖所示之實施例，其係為設置兩個粉末過濾元件142，然而該粉末過濾元件142之數量係可依實際實施狀況而任施變化，例如可依需求設置單一個或是更多的粉末過濾元件142，均不以此為限。

至於吸風裝置141，其係可為一鼓風機，具有一吸風口141a與一排風口(未圖示)，該吸風口141a係與第一空間113相連通，主要藉由該吸風裝置141之運作而分別透過吸風口141a及排風口進行吸氣及排氣，使第一空間113內形成負壓狀態，如此一來就可以將飄揚於該第一空間113內之塵埃粉末進一步導入粉末過濾元件142中，以藉由粉末過濾元件142來區隔吸入之塵埃粉末，使塵埃粉末不經過吸風裝置141，可維持吸風裝置141的正常使用壽命，並可防止吸風裝置141直接吸走塵埃粉末而吹至殼體11外部，造成外部空氣汙染的情形。

請參閱第2圖，其係為本案自動粉末回收系統之處理平台、連接部件、多邊形滾筒、傳動模組及回收槽體之連接結構示意圖。本案之自動粉末回收系統1之處理平台12、連接部件16、多邊形滾筒13、傳動模組17及回收槽體15之結構及連接關係係如第2圖所示，其中，處理平台12係可由一板件所構成，且其上具有複數個孔洞121，該處理平台12主要用來承載立體成型機構所建構完成之成型物(未圖式)，以清理附著於其表面之塵埃粉末、或是可直接承載待處理之塵埃粉末。若是其承載一成型物，則亦可透過一吹風裝置(未圖式)，以吹拂並除去附著於該成型物表面上的塵埃粉末，並使該表面所掉落之塵埃粉末大部分可經由孔洞121而向下落入連接部件16中。

連接部件16係設置於處理平台12與多邊形滾筒13之間，且其具有連接通道160、第一開口162a及第二開口162b，如第2圖所示，第一開口162a係對應於處理平台12而設置，用以使通過處理平台12上之孔洞121之塵埃粉末可經由第一開口162a而落入連接部件16 之連接通道160中，以及，連接部件16之連接通道160至少具有一傾斜面161，舉例來說，連接部件16之連接通道160亦可為四面傾斜之漏斗狀結構，但不以此為限，其主要係供塵埃粉末可順沿此具有斜度之傾斜面161而向下傳送。且連接部件16之第二開口162b係設置於連接通道160之末端，並與多邊形滾筒13對應連通，當塵埃粉末順沿傾斜面161而向下傳送時，係可被引導至第二開口162b，並通過第二開口162b而被傳送至多邊形滾筒13中。

請同時參閱第2圖及第3圖，第3圖係為本案自動粉末回收系統之多邊形滾筒與傳動模組之連接結構示意圖。如圖所示，多邊形滾筒13係與傳動模組17相連接，多邊形滾筒13具有多邊形框架131，用以供篩網模組132對應設置於其上，且該多邊形框架131更具有旋轉中心通孔133，用以供第一轉軸134穿設於其中，以作為旋轉中心。以本實施例為例，本案之多邊形滾筒13係為六角型之立體結構，故本案之篩網模組132係具有6個篩網結構132a，用以一一對應嵌設於本案多邊形滾筒13之六個表面上，且該篩網結構132a係為可拆卸式地設置於多邊形框架131上，如此一來，當欲清理某一篩網結構132a時，即可輕易的進行拆卸與清理作業。當然，多邊形滾筒13之型態並不以本案之六角型立體結構為限，其係可依據實際施作情形而任施變化，例如亦可為三角型、四角型或八邊型等立體結構。

至於多邊形滾筒13之動力來源，則來自於與之連結的傳動模組17，如第3圖所示，傳動模組17至少具有驅動馬達171、第二轉軸172及傳動皮帶173等結構，其中，第二轉軸172係與驅動馬達171連接設置，而傳動皮帶173之一側係與第二轉軸172抵頂連接，另 一相對側則與第一轉軸134抵頂連接。因此，當驅動馬達171運轉時，係帶動第二轉軸172轉動，並將動力傳遞至與第二轉軸172連接之傳動皮帶173上，進而使與該傳動皮帶173另一側相連接之第一轉軸134轉動，藉以將動力傳遞至多邊形滾筒13之第一轉軸134，並帶動該多邊形滾筒13進行旋轉滾動。

請再參閱第2圖，如圖所示，當待處理的塵埃粉末因應重力、或是藉由吹風裝置以吹拂成型物表面上的塵埃粉末，而使其自處理平台12上的孔洞121、順沿連接部件16之連接通道160上的傾斜面161而引導落入多邊形滾桶13中，再利用傳動模組17所提供之動力帶動多邊形滾筒13轉動，並透過其旋轉時所產生之離心力及塵埃粉末之累積重力，而使塵埃粉末於多邊形滾筒13之篩網模組132處進行篩選過濾，最後，過篩後之塵埃粉末係可對應落入回收槽體15中，藉由多邊形滾筒13將塵埃粉末進行篩濾後可直接回收再利用，以達到絕對防塵與塵埃粉末得以回收再生利用的功效。除此之外，本案之自動粉末回收系統1透過此多邊形滾筒13之滾動過濾方式，係可使粉末更容易通過篩網，相較於傳統使用篩網進行往復式之運動篩選、或是單純利用震動來使篩網進行篩選過濾之方式，本案之多邊形滾筒13之滾動過濾之效率更高、且更具備噪音較小、震動較小等優點。

1‧‧‧自動粉末回收系統

11‧‧‧殼體

110‧‧‧容置空間

113‧‧‧第一空間

114‧‧‧第二空間

116‧‧‧分隔板

142a、151‧‧‧開口

12‧‧‧處理平台

13‧‧‧多邊形滾筒

132‧‧‧篩網模組

14‧‧‧集塵模組

141‧‧‧吸風裝置

141a‧‧‧吸風口

142‧‧‧粉末過濾元件

143‧‧‧板件

15‧‧‧回收槽體

16‧‧‧連接部件

17‧‧‧傳動模組

Claims (10)

1. 一種自動粉末回收系統，適用於一立體成型裝置，用以過濾及回收塵埃粉末，至少包含：一殼體，具有一容置空間及一設置於該容置空間之處理平台，以供該塵埃粉末置入於該處理平台上，該處理平台係將該殼體內部之該容置空間分隔為一第一空間及一第二空間；一多邊形滾筒，其一端面係為封閉，並傾斜設置於該殼體之該第二空間內，具有一篩網模組，且與該處理平台相連通；以及一回收槽體，設置於該殼體之該第二空間中，並與該多邊形滾筒相連通；其中，該塵埃粉末係因應重力而自該處理平台落入該多邊形滾桶內，並利用該多邊形滾筒旋轉時所產生之離心力及該塵埃粉末之累積重力，而使該塵埃粉末於該篩網模組處進行過濾，且過篩後之該塵埃粉末係回收於該回收槽體中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動粉末回收系統，其中該處理平台係具有複數個孔洞，用以供該塵埃粉末通過。
3. 如申請專利範圍第1項所述之自動粉末回收系統，其中該殼體具一用以封閉該容置空間之門板，該門板係可開啟以供該塵埃粉末置入於該容置空間中之該處理平台上，且該殼體更具有一分隔板，該處理平台係嵌設於該分隔板上，以共同將該殼體內之該容置空間分隔為該第一空間及該第二空間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自動粉末回收系統，其中該自動粉末 回收系統更包括一連接部件，該連接部件係設置於該處理平台及該多邊形滾筒之間，且其係具有一連接通道、一第一開口及一第二開口，該第一開口與該處理平台對應連接，該連接通道具有至少一傾斜面，用以使該塵埃粉末自該第一開口沿該至少一傾斜面而引導至該第二開口處，並通過該第二開口以進入該多邊形滾筒之內。
5. 如申請專利範圍第1項所述之自動粉末回收系統，其中該多邊形滾筒係具有一多邊形框架，用以供該篩網模組裝設於其上，且該多邊形框架具有一旋轉中心通孔，用以供一第一轉軸穿設於其中。
6. 如申請專利範圍第5項所述之自動粉末回收系統，其中該篩網模組係具有複數個篩網結構，且該複數個篩網結構係可拆卸式地設置於該多邊形框架上。
7. 如申請專利範圍第5項所述之自動粉末回收系統，其中該多邊形滾筒係與一傳動模組相連接，該傳動模組包含一驅動馬達、一傳動皮帶及一第二轉軸，其中，該驅動馬達係帶動該第二轉軸轉動，並將動力傳遞至與該第二轉軸連接之該傳動皮帶，進而使與該傳動皮帶另一端相連接之該第一轉軸轉動，以帶動該多邊形滾筒進行旋轉滾動。
8. 如申請專利範圍第1項所述之自動粉末回收系統，其中該自動粉末回收系統更包括一集塵模組，設置於該殼體之該第一空間內，用以收集飄揚於該第一空間中之該塵埃粉末。
9. 如申請專利範圍第8項所述之自動粉末回收系統，其中該集塵模組係包括一吸風裝置及一粉末過濾元件，該吸風裝置用以使該第一空間形成負壓狀態，並將該第一空間中飛揚之該塵埃粉末導入該粉末過濾元件中，以過濾並收集該塵埃粉末。
10. 如申請專利範圍第1項所述之自動粉末回收系統，其中該自動粉末回收系統更具有一內殼體，用以供該多邊形滾筒設置於其內部空間中。