TWI564108B - 立體列印裝置 - Google Patents

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TWI564108B
TWI564108B TW103127634A TW103127634A TWI564108B TW I564108 B TWI564108 B TW I564108B TW 103127634 A TW103127634 A TW 103127634A TW 103127634 A TW103127634 A TW 103127634A TW I564108 B TWI564108 B TW I564108B
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    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C64/40Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof

Description

立體列印裝置
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。
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,最終形成立體物件。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,不但摸得到,亦可真實地感受得到它的幾何曲線,更可以試驗零件的裝配性、甚至進行可能的功能試驗。
一般而言,目前利用上述快速成型法形成立體物品的立 體列印裝置,多是透過讀取一數位立體模型來據此建造關聯於此數位立體模型的立體物體。然而,立體列印裝置中用以承載建造基材的平台易隨著時間而相較於水平面逐漸產生偏斜,而數位立體模型的座標卻未隨之改變,使列印頭仍舊依據原來的平面座標於平台上堆疊建造基材,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
本發明提供一種立體列印裝置,其中基座的水平可於其調整平台的同一側進行手動調整。
本發明的立體列印裝置,其包括一基座以及一列印頭。基座包括一調整平台、一第一調整機構、多個第二調整機構以及一列印平台。調整平台包括一調整側、一上表面以及相對於上表面的一下表面。第一調整機構包括一第一調整軸、一第一齒輪、一第二齒輪以及一連桿。第一調整軸貫穿調整平台並適於沿著上表面的一法線方向移動。第一齒輪設置於調整平台下方並與第一調整軸嚙合以驅動第一調整軸沿著法線方向移動。第二齒輪設置於下表面並與第一齒輪嚙合以驅動第一齒輪旋轉。連桿連接第二齒輪以驅動第二齒輪旋轉。連桿平行於下表面且延伸至調整側。第二調整機構沿調整側設置且適於沿法線方向移動。第一調整軸與第二調整機構呈非共線配置。列印平台設置於調整平台並與第一調整軸以及第二調整機構嵌合以隨著第一調整軸以及第二調整 機構沿著法線方向移動。列印頭設置於基座上方以列印出一立體物件於列印平台上。
在本發明的一實施例中,上述的第一調整機構更包括一第一調整把手,可旋轉地設置於下表面並位於調整側。第一調整把手連接連桿以帶動連桿旋轉。
在本發明的一實施例中,上述的列印平台更包括一承載面以及相對於承載面的一背面。承載面朝向列印頭以承載立體物件。
在本發明的一實施例中,上述的第一調整軸為一螺柱,且第一齒輪包括一螺紋孔以與螺柱嚙合。
在本發明的一實施例中,上述的第一調整機構構包括一第一彈性元件,套設於第一調整軸上並承靠於調整平台以及列印平台之間。
在本發明的一實施例中,上述的各第二調整機構包括一第二調整軸以及一第二調整把手。第二調整軸與列印平台的一背面嵌合以帶動列印平台隨著第二調整軸移動,且背面朝向調整平台的上表面。第二調整把手與第二調整軸嵌合以帶動第二調整軸沿著法線方向移動。
在本發明的一實施例中,上述的各第二調整軸為一螺柱,各第二調整把手包括一螺紋孔以與對應的螺柱嚙合。
在本發明的一實施例中,上述的各第二調整機構更包括一第二彈性元件,套設於對應的第二調整軸上且承靠於調整平台 以及列印平台之間。
在本發明的一實施例中,上述的第二調整機構的數量為兩個。
在本發明的一實施例中,上述的第一調整軸以及第二調整機構呈三角形配置,且第二調整機構沿平行於調整側的一直線配置。
基於上述,立體列印裝置的基座利用第一調整機構以及第二調整機構來調整列印平台的水平。各第二調整機構設置於調整平台的調整側,並適於帶動列印平台的對應部份沿著調整平台的表面的法線方向移動。第一調整機構的第一調整軸與第二調整機構呈非共線配置,也就是說,第一調整軸並不與連接於第二調整機構之間的直線對齊,因而可與第二調整機構共同定義出一平面。第一調整軸適於帶動列印平台的一部份沿著調整平台的表面的法線方向移動。第一調整機構的連桿延伸至調整側以帶動第一調整軸。如此配置,當列印平台相較於一水平面傾斜時,使用者可於調整平台的同一側(調整側)調整列印平台的水平,而無須移動到三個不同的位置(三點定義一平面)來調整列印平台的水平。
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。
10‧‧‧立體列印裝置
20‧‧‧立體物體
100‧‧‧基座
110‧‧‧調整平台
112‧‧‧調整側
114‧‧‧上表面
116‧‧‧下表面
120‧‧‧第一調整機構
122‧‧‧第一調整軸
124‧‧‧第一齒輪
126‧‧‧第二齒輪
127‧‧‧第一彈性元件
128‧‧‧連桿
129‧‧‧第一調整把手
130‧‧‧第二調整機構
132‧‧‧第二調整軸
134‧‧‧第二調整把手
136‧‧‧第二彈性元件
140‧‧‧列印平台
142‧‧‧承載面
144‧‧‧背面
200‧‧‧列印頭
N1‧‧‧法線方向
圖1是依照本發明的一實施例的一種立體列印裝置的示意圖。
圖2是依照本發明的一實施例的一種基座的示意圖。
圖3是圖2的基座的部分構件示意圖。
圖4是圖2的基座的側視示意圖。
圖5是圖2的基座的另一側視示意圖。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語,例如:「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用來說明,而並非用來限制本發明。並且,在下列各實施例中,相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。
圖1是依照本發明的一實施例的一種立體列印裝置的示意圖。請參照圖1,本實施例的立體列印裝置10包括一基座100以及一列印頭200,且適於依據一數位立體模型列印出一立體物體20。數位立體模型可為一立體數位圖像檔案,並且,此立體數位圖像檔案可例如透過電腦輔助設計(computer-aided design,CAD)或動畫建模軟體等建構而成,並將此數位立體模型切割為多個橫截面資訊,使立體列印裝置10可依據此數位立體模型資訊的橫截 面資訊依序製作出多個的立體截面層堆疊於基座100上而形成立體物體。
圖2是依照本發明的一實施例的一種基座的示意圖。圖3是圖2的基座的部分構件示意圖。值得注意的是,為了更清楚的繪示調整平台110,圖3省略繪示了列印平台140,且調整平台110以透視的方式呈現。請同時參照圖2以及圖3,基座100包括一調整平台110、一第一調整機構120、多個第二調整機構130以及一列印平台140。調整平台110包括一調整側112、一上表面114以及相對上表面114的一下表面116。列印平台140設置於調整平台110上,並包括一承載面142以及相對承載面142的一背面144。調整平台110的承載面142如圖1所示面向列印頭200,以承載立體物件20。列印平台140的背面144如圖2所示朝向調整平台110的上表面114。
第二調整機構130沿著調整側112配置,且各第二調整機構130適於沿上表面114的一法線方向N1移動。值得注意的是,本實施例繪示了兩個第二調整機構130,但本發明並不限制第二調整機構130的數量。在本實施例中,第二調整機構130如圖3所示沿著平行於調整側112的一直線配置。
圖4是圖2的基座的側視示意圖。請同時參照圖3以及圖4,第一調整機構120包括一第一調整軸122、一第一齒輪124、一第二齒輪126、一連桿128以及一第一調整把手129。第一調整軸122貫穿調整平台110並適於沿著上表面114的一法線方向N1 移動。詳細而言,第一調整機構120更包括一第一彈性元件127,套設於第一調整軸122並承靠於調整平台110及列印平台140之間以作為調整平台110與列印平台140之間的緩衝之用。第一齒輪124如圖4所示設置於調整平台110下方,並與第一調整軸122嚙合以驅動第一調整軸122沿著法線方向N1移動。具體來說,第一調整軸122例如為一螺柱,而第一齒輪124如圖4所示包括一螺紋孔,以與螺柱嚙合。如此,當第一齒輪124旋轉,第一調整軸122因螺柱與螺紋孔的嚙合而受驅動,以沿著法線方向N1移動。
此外,第二齒輪126可旋轉地設置於下表面116並與第一齒輪124嚙合,以驅動第一齒輪124旋轉。具體來說,第二齒輪126與第一齒輪124的一外表面嵌合,故當第二齒輪126旋轉時,第二齒輪126驅動第一齒輪124旋轉。連桿128連接第二齒輪126以驅動第二齒輪126旋轉。連桿128如圖4所示平行於下表面116且延伸至調整側112。第一調整把手129可旋轉地設置於下表面116並位於調整側112而與連桿128連接,以帶動連桿128旋轉。換句話說,連桿128連接於第一調整把手129以及第二齒輪126之間。
如此配置,當列印平台140相對於一水平面傾斜,兒一使用者欲調整列印平台140的水平時,使用者可旋轉第一調整把手129,以使第一調整把手129帶動連桿128旋轉,且連桿128連接第二齒輪126以帶動第二齒輪旋轉。之後,與第一齒輪嚙合的第二齒輪126驅動第一齒輪124旋轉,且當第一齒輪124旋轉 時,第一調整軸122受其驅動而沿著法線方向N1移動,藉此調整列印平台140與第一調整軸122嵌合的部分的水平。
使用者亦可透過驅動位於調整側112的第二調整機構130,使其沿著法線方向N1移動,來調整其調整側112的水平。列印平台140設置於調整平台110上並與第一調整軸122及第二調整機構130嵌合,以隨著第一調整軸122及第二調整機構130沿著法線方向N1移動。值得注意的是,第二調整機構130以及第一調整把手129皆位於調整側,因此,使用者可於同一側調整第一調整軸122及第二調整機構130的移動。並且,第一調整軸122與第二調整機構130呈非共線配置,也就是說,第一調整軸122並不位在調整側112,且並不與連接於第二調整機構130之間的直線共線。在本實施例中,第一調整軸122以及第二調整機構130如圖3所示呈三角形配置。因此,第一調整軸122以及第二調整機構130共同定義出一平面,故使用者可於調整平台110的同一側(調整側112)調整第一調整軸122及第二調整機構130的高度,以調整列印平台140的水平。
圖5是圖2的基座的另一側視示意圖。請同時參考圖3以及圖5,詳細而言,各第二調整機構130包括一第二調整軸132以及一第二調整把手134。各第二調整軸132與列印平台140的背面144嵌合,以帶動列印平台140隨著第二調整軸132移動,且各第二調整把手134設置於調整側112並與對應的第二調整軸132嵌合,以帶動對應的第二調整軸132沿著法線方向移動。第二調 整軸132例如為一螺柱,而第二調整把手134包括一螺紋孔,以與螺柱嵌合。如此,當使用者旋轉第二調整把手134,第二調整軸132因螺柱與螺紋孔的嵌合而受驅動,以沿著法線方向N1移動。在本實施例中,第二調整機構130更包括一第二彈性元件136。第二彈性元件136套設於第二調整軸132,也就是說,第二彈性元件136環繞第二調整軸132設置,且第二彈性元件136承靠於調整平台110以及列印平台140之間,以作為調整平台110以及列印平台140之間的緩衝之用。
如此配置,當列印平台140相較於一水平面傾斜,且使用者欲調整列印平台140的水平時,使用者可旋轉位於調整側112的第一調整把手129以及第二調整把手134,以帶動第一調整軸122以及第二調整軸132沿著法線方向N1移動,藉此帶動列印平台140與第一調整軸122及第二調整軸132嵌合的部分沿著法線方向N1移動,以調整列印平台140的水平。此外,第一調整軸122與第二調整軸132呈非共線配置,且可如圖3所示呈三角形配置。因此,第一調整軸122以及第二調整軸132共同定義出一平面,故使用者可透過於調整平台110的同一側(調整側112)調整第一調整軸122以及第二調整軸132的高度來調整列印平台140的水平。
綜上所述,本發明的立體列印裝置的基座利用第一調整機構以及第二調整機構來調整列印平台的水平。各第二調整機構設置於調整平台的調整側,並適於帶動列印平台的對應部份沿著 調整平台的表面的法線方向移動。第一調整機構的第一調整軸與第二調整機構呈非共線配置,也就是說,第一調整軸並不與連接於第二調整機構之間的直線對齊,以與第二調整機構共同定義出一平面。第一調整軸適於帶動列印平台的一部份沿著調整平台的表面的法線方向移動。第一調整機構的連桿延伸至調整側以帶動第一調整軸。如此配置,當列印平台相較於一水平面傾斜時,使用者可於調整平台的同一側(調整側)調整列印平台的水平,而無須移動到三個不同的位置(三點定義一平面)來調整列印平台的水平。因此,立體列印裝置可提高使用者的便利性,更可在操作上提供較多的方便性。
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。
110‧‧‧調整平台
112‧‧‧調整側
114‧‧‧上表面
116‧‧‧下表面
122‧‧‧第一調整軸
124‧‧‧第一齒輪
126‧‧‧第二齒輪
127‧‧‧第一彈性元件
128‧‧‧連桿
129‧‧‧第一調整把手
130‧‧‧第二調整機構
N1‧‧‧法線方向

Claims (10)

  1. 一種立體列印裝置,包括:一基座,包括:一調整平台,包括一調整側、一上表面以及相對於該上表面的一下表面;一第一調整機構,包括:一第一調整軸,貫穿該調整平台並適於沿著該上表面的一法線方向移動;一第一齒輪,設置於該調整平台下方並與該第一調整軸嚙合以驅動該第一調整軸沿著該法線方向移動;一第二齒輪,設置於該下表面並與該第一齒輪嚙合以驅動該第一齒輪旋轉;以及一連桿,連接該第二齒輪以驅動該第二齒輪旋轉,該連桿平行於該下表面且延伸至該調整側;多個第二調整機構,沿該調整側設置且適於沿該法線方向移動,該第一調整軸與該些第二調整機構呈非共線配置;以及一列印平台,設置於該調整平台並與該第一調整軸以及該些第二調整機構嵌合以隨著該第一調整軸以及該些第二調整機構沿著該法線方向移動;以及一列印頭,設置於該基座上方以列印出一立體物件於該列印平台上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中該第一調整機構更包括:一第一調整把手,可旋轉地設置於該下表面並位於該調整側,該第一調整把手連接該連桿以帶動該連桿旋轉。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中該列印平台更包括一承載面以及相對於該承載面的一背面,該承載面朝向該列印頭以承載該立體物件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中該第一調整軸為一螺柱,且該第一齒輪包括一螺紋孔以與該螺柱嚙合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中該第一調整機構包括:一第一彈性元件,套設於該第一調整軸上並承靠於該調整平台以及該列印平台之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中各該第二調整機構包括:一第二調整軸,與該列印平台的一背面嵌合以帶動該列印平台隨著該第二調整軸移動,且該背面朝向該調整平台的該上表面;以及一第二調整把手,與該第二調整軸嵌合以帶動該第二調整軸沿著該法線方向移動。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印裝置,其中各該第二調整軸為一螺柱,各該第二調整把手包括一螺紋孔以與對應的 螺柱嚙合。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印裝置,其中各該第二調整機構更包括:一第二彈性元件,套設於對應的第二調整軸上且承靠於該調整平台以及該列印平台之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中該些第二調整機構的數量為兩個。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中該第一調整軸以及該些第二調整機構呈三角形配置,且該些第二調整機構沿平行於該調整側的一直線配置。
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