TWI568601B - 立體列印裝置及其列印方法 - Google Patents

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Description

立體列印裝置及其列印方法
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及其列印方法。
近年來,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,3D)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)等軟體所建構的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。於此同時,許多可以形成多個薄橫截面層的技術手段也逐漸被提出。舉例來說,列印裝置的列印模組通常可依據3D模型的設計資料所建構的空間座標XYZ在基座的上方沿著XY平面移動,從而使建構材料形成正確的橫截面層形狀。
以透過光源固化建構材料而形成立體物件的技術為例,列印模組適於浸入盛裝在盛槽中的液態成型材中,而光源模組在 XY平面上照射作為建構材料的液態成型材,以使液態成型材被固化,並堆疊在一移動平台上。如此,藉由移動平台沿著軸向Z逐層移動,即可使液態成型材逐層固化並堆疊成立體物件。於習知的技術中,光源模組的照射範圍必需涵蓋整個移動平台的成型表面,才可提供光源到移動平台之成型表面上的各個位置,以固化移動平台與盛槽底部之間的液態成型材。由此可知,對於尺寸越大的立體物件或面積越廣的移動平台而言,光源模組的照射範圍也必須相對應地提昇,才可列印出完整無缺的立體物件。然而,無論是提供點光源或面光源的光源模組,照射範圍的增加必然增加立體列印裝置的製造成本以及提昇光源模組的振鏡複雜度。
有鑑於此,本發明提供一種立體列印裝置及其列印方法,可藉由照射範圍較小的光源模組來完成大範圍面積的列印,從而降低立體列印裝置的製造成本以及避免光源模組之振鏡複雜度過高的狀況發生。
本發明提出一種立體列印裝置,其包括盛槽、移動平台、光源模組以及控制器。盛槽用以盛裝液態成型材,且此盛槽的底部包括光照區域以及非光照區域。移動平台可移動地配置於盛槽的上方。光源模組配置於盛槽的下方,並提供光源至光照區域以照射液態成型材。控制器耦接光源模組與移動平台。控制器控制移動平台沿第一軸向於該盛槽上方移動,致使立體物件的至少一 切層物件逐層固化於移動平台上。上述切層物件由多個物件部份構成。於上述切層物件成型期間,控制器控制移動平台於水平面上移動,致使上述切層物件的多個物件部份依序固化於光照區域的上方。
在本發明的一實施例中,上述的移動平台包括成型表面,且此成型表面包括多個表面部份。控制器控制移動平台於水平面上移動,以將這些表面部份的全部或部份依序移動至光照區域的上方。
在本發明的一實施例中,上述的控制器控制移動平台於水平面上以第一軸向為軸心旋轉,且光源模組依據每一物件部份的輪廓資訊照射液態成型材,從而依序固化所述切層物件的每一物件部份。
在本發明的一實施例中,上述的移動平台以第一軸向為軸心依序旋轉多個預設角度,以將移動平台的成型表面的多個表面部份依序旋轉至光照區域的上方。
在本發明的一實施例中,當移動平台以第一軸向為軸心旋轉預設角度其中之一時,上述的成型表面的表面部份其中之一旋轉至光照區域的上方,且物件部份其中之一成型於表面部份其中之該一與光照區域之間。
在本發明的一實施例中,上述的物件部份的個數以及成型表面的表面部份的個數彼此相互相同。
在本發明的一實施例中,上述的控制器控制移動平台於 水平面上直線移動,且光源模組依據每一物件部份的輪廓資訊照射液態成型材,從而依序固化所述切層物件的每一物件部份。
在本發明的一實施例中,上述的移動平台於水平面上直線移動至多個預設位置,以將移動平台的成型表面的多個表面部份依序旋轉至光照區域的上方。
在本發明的一實施例中,當移動平台直線移動至預設位置其中之一時,成型表面的表面部份其中之一移動至盛槽之光照區域的上方,且物件部份其中之一成型於表面部份其中之該一與光照區域之間。
在本發明的一實施例中,上述的物件部份的個數、成型表面的表面部份的個數以及預設位置的個數彼此相互相同。
從另一觀點來看,本發明提出一種立體列印裝置的列印方法。此立體列印裝置適於列印一立體物件,且立體列印裝置包括盛裝液態成型材的盛槽以及移動平台,所述列印方法包括下列步驟。配置用以照射盛槽的底部的光源模組。此盛槽的底部包括光照區域以及非光照區域,且光源模組提供光源至光照區域且不提供光源至非光照區域。當移動平台沿垂直軸向上升至一高度以列印立體物件的至少一切層物件時,控制移動平台於水平面上移動,致使此切層物件的多個物件部份依序固化於光照區域的上方。
基於上述,於本發明的實施例中,盛槽的底部包括光照區域與非光照區域,而光源模組提供光源至光照區域但不提供光源至非光照區域。於列印單一切層物件期間,藉由移動平台於水 平面上旋轉或直線移動,讓移動平台的成型面的每一表面部份皆可移動至光照區域的上方。如此,單一切層物件的各個物件部份可逐一成型於光照區域與各個表面部份之間。由於光源模組的照射範圍可縮小,因此本發明的立體列印裝置確實可降低其運作及維護的成本,更可減少光源模組所產生的誤差。
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‧‧‧立體列印系統
100‧‧‧主機裝置
110‧‧‧處理器
200‧‧‧立體列印裝置
210‧‧‧控制器
220‧‧‧盛槽
230‧‧‧光源模組
240‧‧‧移動平台
S1‧‧‧成型平面
218‧‧‧底部
202‧‧‧液態成型材
Z1、I1、I2‧‧‧光照區域
Z2‧‧‧非光照區域
30‧‧‧立體物件
C‧‧‧中心點
A‧‧‧旋轉軸
33、L1、L2‧‧‧切層物件
41~44、51~54、61~69‧‧‧表面部份
33a、33b、33c、33d、50a、50b、50c、50d、60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g、60h、60i‧‧‧物件部份
S701、S702‧‧‧本發明一實施例之立體列印裝置的列印方法的各步驟
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分,繪示了本發明的示例實施例,所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印系統的方塊圖。
圖2是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的示意圖。
圖3為依照本發明一實施例所繪示之盛槽以及光源照射模組的照射範圍的範例示意圖。
圖4為依照圖3所示實施例所繪示之成型單一切層物件的範例示意圖。
圖5A為依照本發明一實施例所繪示的盛槽之底部與移動平台的範例示意圖。
圖5B為依照本發明一實施例所繪示的移動平台與切層物件的範例示意圖。
圖6A為依照本發明一實施例所繪示的盛槽之底部與移動平台的範例示意圖。
圖6B為依照本發明一實施例所繪示的移動平台與切層物件的範例示意圖。
圖7為依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的列印方法的流程圖。
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所繪示的立體列印系統的方塊圖。請參照圖1,立體列印系統10包括主機裝置100以及立體列印裝置200。主機裝置100耦接立體列印裝置200,並且包括具有運算處理功能的處理器110。立體列印裝置200則包括控制器210,控制器210可控制立體列印裝置200的多個構件,以完成立體列印的功能。
進一步來說,主機裝置100為具有運算功能的裝置,例如是筆記型電腦、平板電腦或桌上型電腦等計算機裝置,本發明並不對主機裝置100的種類加以限制。在本實施例中,主機裝置100的處理器110可編輯與處理一立體物件的立體模型並傳送相對應的立體列印資訊至立體列印裝置200,使立體列印裝置200可依據立體列印資訊列印出相對應的立體物件。具體來說,立體模型可為一數位立體圖像檔案,其例如由主機裝置100透過電腦輔助設計(computer-aided design,CAD)或動畫建模軟體等建構而成。
立體列印裝置200適於依據主機裝置100所傳送的立體列印資訊而列印出一立體物件。詳細來說,控制器210依據立體列印資訊來控制立體列印裝置200的各個構件的作動,以將成型材料反覆列印在一個平台上直到生成整個立體物件。
處理器110與控制器210例如是中央處理器(Central Processing Unit,CPU),或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合,本發明對此不限制。
需說明的是,立體模型將經過進一步的編譯與計算而產生立體列印裝置200可讀取與據以執行列印功能的立體列印資訊。詳細來說,處理器110可將立體模型切割為多個橫截面資訊, 從而依據此立體模型的橫截面資訊依序獲取出多個的切層物件,其中所述切層物件堆疊而形成立體物件。
需特別說明的是,於本範例實施例中,處理器110還可 依據單一切層物件的切層物件資訊而將單一切層物件分割成多個物件部份。也就是說,除了依據立體模型資訊進行切層處理而獲取這些切層物件之外,本實施例之處理器110更針對各個切層物件進行額外的分割處理而獲取組成各個切層物件的物件部份。
承上述,處理器110可依據這些物件部份的橫截面資訊產生對應的控制碼檔,使立體列印裝置200的控制器210依據控制碼檔來控制立體列印裝置200中的構件,從而將單一切層物件的至少一物件部份成型於平台上。進一步來說,本範例實施例之控制碼檔係關聯於組成各個切層物件的物件部份,致使立體列印裝置200可依據控制碼檔逐一的列印出各個物件部份。於此,控制碼檔即為控制器210可讀取與據以執行列印功能的立體列印資訊。於一實施例中,控制碼檔例如是G碼(G code)檔。
圖2是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的示意圖。請同時參照圖2,在本實施例中,立體列印裝置200為SL(Stereo Lithography Appearance)立體列印裝置,其包括控制器210、盛槽220、光源模組230以及移動平台240。在此同時提供直角座標系以便於描述相關構件及其運動狀態。盛槽220用以裝盛液態成型材202,移動平台240受控於控制器210而沿Z軸可移動地配置於盛槽220上。藉此,移動平台240能移出盛槽220 或移入盛槽220並浸置於液態成型材202中。控制器210耦接光源模組230與移動平台240。控制器210控制移動平台240沿Z軸向於盛槽220上方逐漸上升,致使立體物件30的至少一切層物件逐層固化於移動平台上。
詳細來說,立體列印裝置200利用光源模組230照射光於盛槽220的底部218,使得移動平台240的成型表面S1與盛槽220的底部218之間的液態成型材202可以因為光照而固化。接著,立體列印裝置200逐漸驅動移動平台240從盛槽220的底部218沿Z軸遠離盛槽220的底部218,而得以逐層固化立體物件30的多個切層物件。
於本範例實施例中,光源模組230設置於盛槽220的下方。控制器210可依據立體列印資訊控制光源模組230,致使光源模組230所提供的點光源或面光源可照射至盛槽220之底部218上的指定位置。光源模組230例如是雷射元件及/或振鏡模組、基於數位光源處理(Digital Light Processing,DLP)技術的光投影模組,或者是發光二極體燈條(LED light bar)。本發明並不限制光源模組230的種類及組成元件。液態成型材202例如是光敏樹脂,而光源模組230則是用以提供能固化光敏樹脂之波段的光線,例如紫外光或是雷射光等。
於本範例實施例中,光源模組230的照射範圍並非涵蓋整個盛槽220的底部218,而是涵蓋盛槽220之底部218的部份區域,從而提供光源至底部218的部份區域以照射液態成型材。因 此,本實施例之立體物件30的切層物件33係由多個物件部份構成。於切層物件33成型期間,控制器210控制移動平台240於一水平面上移動,致使切層物件33的多個物件部份依序與逐一固化於光照區域的上方。於一範例實施例中,位於盛槽220之底部218的光照區域相當於光源模組230可照射到的最大光照範圍。
舉例來說,圖3為依據本發明一實施例所繪示之盛槽以及光源照射模組的照射範圍的範例示意圖。於圖3所示的範例中,受限於光源模組230的照射範圍,盛槽220的底部218可包括光照區域Z1以及非光照區域Z2。具體來說,光源模組230會照射到光照區域Z1上方的液態成型材,但不會照射到非光照區域Z2上方的液態成型材。
基此,本範例實施例之移動平台240除了可沿Z軸方向上下移動之外,更可於XY平面上移動。如此,於列印單一切層物件的過程中,透過移動平台240於XY平面上的移動,單一切層物件的各個物件部份可依序地成型於成型表面S1與光照區域Z1之間。舉例來說,圖4為依據圖3所示實施例所繪示之成型單一切層物件的範例示意圖。請同時參照圖3與圖4。於圖4所示的範例中,移動平台240包括成型表面S1。成型表面S1可分為多個表面部份,分別是表面部份41、表面部份42、表面部份43以及表面部份44。控制器210可控制移動平台240於XY平面上移動,以將表面部份41、表面部份42、表面部份43以及表面部份44的全部或部份依序移動至光照區域Z1的上方。
可以知道是,成型表面S1的面積為光照區域Z1的面積的N倍,其中N為大於1的整數。於圖4所示的範例中,以列印單一切層物件33為例進行說明,成型表面S1的面積為光照區域Z1的面積的4倍。控制器210控制移動平台240於XY平面上移動,以將成型表面S1的表面部份41移動至光照區域Z1的上方。之後,控制器210依據對應至物件部份33d的控制碼資訊來控制光源模組230的照射路徑或照射形狀,以藉由固化表面部份41與光照區域Z1之間的液態成型材來成型物件部份33d。
於成型物件部份33d之後,控制器210可再次控制移動平台240於XY平面上移動,以將成型表面S1的其餘的表面部份42、表面部份43以及表面部份44依序移動至光照區域Z1的上方。相似地,控制器210依據對應至物件部份33c、物件部份33b以及物件部份33a的控制碼資訊來控制光源模組230的照射路徑或照射形狀,以藉由將表面部份42、表面部份43以及表面部份44與光照區域Z1之間的液態成型材分別固化,而逐一成型物件部份33c、物件部份33b以及物件部份33a。
然而,需特別說明的是,圖3與圖4僅為用以清楚說明本發明精神的範例,並非用以限定本發明。本發明對於光源模組的光照範圍並不限制,本領域具備通常知識者可依據現實需求與應用而設計之。但可以知道的是,光照區域的面積越小,移動平台也相對地需要更多次的移動才可將成型表面的各個表面部份逐一的移動至光照區域的上方。相較之下,光照區域的面積越大, 成型單一切層物件所需之移動平台的移動次數也相對下降。
如此,藉由移動平台於XY平面上的移動,光源模組的照射範圍可不需要涵蓋到整個盛槽之底部,可以照射範圍較小的光源模組來完成立體物件的列印。基此,光源模組所需的製造成本可降低。或者是,光源模組的元件複雜度也可相對下降,從而減少光源模組所產生的誤差。
另外需要說明的是,基於光照區域的照射位置與面積大小,移動平台所需的移動次數、移動路徑或移動方式也將有不同的實施方式。其中,移動平台可透過於XY平面上旋轉或是直線移動而將每一表面部份移動至光照區域的正上方。以下將分別列舉實施例以詳細說明之。
圖5A為依照本發明一實施例所繪示的盛槽之底部與移動平台的範例示意圖。圖5B為依照本發明一實施例所繪示的移動平台與切層物件的範例示意圖。需先說明的是,假設光照區域I1的面積約為盛槽之底部218的面積的四分之一。基此,移動平台240的成型表面可相對區分為表面部份51、表面部份52、表面部份53以及表面部份54。
請先參照圖5A,於本範例實施例中,移動平台240的形狀為圓形並可以旋轉軸A為軸心而於XY平面上旋轉,旋轉軸A通過移動平台240的的中心點C並與XY平面相互垂直。請同時參照圖5A與圖5B,於列印單一切層物件L1的過程中,控制器210控制移動平台240於XY平面上以旋轉軸A為軸心旋轉,且光 源模組依據每一物件部份的輪廓資訊照射液態成型材,從而依序固化切層物件的每一物件部份。
更進一步來說,移動平台240以旋轉軸A為軸心依序旋轉多個預設角度。於本範例實施例中,這些預設角度分別為90度。也就是說,移動平台240可藉由每次90度的連續旋轉動作,將移動平台240的成型表面的表面部份51、表面部份52、表面部份53以及表面部份54依序旋轉至光照區域I1的上方。
詳細來說,當移動平台240以旋轉軸A為軸心旋轉預設角度其中之一時,成型表面的表面部份其中之一旋轉至光照區域I1的上方,且物件部份其中之一成型於表面部份其中之一與光照區域I1之間。舉例來說,當移動平台240以旋轉軸A為軸心旋轉90度時,成型表面的表面部份51可旋轉至光照區域I1的上方,而物件部份50a成型於表面部份51與光照區域I1之間。依此類推,透過移動平台240的旋轉,成型表面的表面部份52、表面部份53以及表面部份54將依序位於光照區域I1的正上方,而物件部份50b、物件部份50c以及物件部份50d也將分別成型於表面部份52、表面部份53以及表面部份54與光照區域I1之間。由此可見,物件部份的個數與成型表面的表面部份的個數彼此相互相同。然而,圖5A與圖5B僅為示範性說明,並非用以限定本發明。於另一範例實施例中,預設角度可以是180度,成型表面之表面部份的個數以及物件部份的個數將據以為2。
另一方面,圖6A為依照本發明一實施例所繪示的盛槽之 底部與移動平台的範例示意圖。圖6B為依照本發明一實施例所繪示的移動平台與切層物件的範例示意圖。需先說明的是,假設光照區域I2的面積約為盛槽之底部218的面積的九分之一。基此,移動平台240的成型表面可據以區分為表面部份61、表面部份62、表面部份63、表面部份64、表面部份65、表面部份66、表面部份67、表面部份68以及表面部份69。
請先參照圖6A,於本範例實施例中移動平台240的形狀為矩形並可以沿軸向X以及軸向Y而於XY平面上直線移動。換言之,移動平台240可於Z軸的固定高度上在XY平面上平移。請同時參照圖6A與圖6B,於列印單一切層物件L2的過程中,控制器210控制移動平台240於XY平面上直線移動,且光源模組依據每一物件部份的輪廓資訊照射液態成型材,從而依序固化切層物件L2的每一物件部份。
詳細來說,移動平台240可於XY平面上直線移動至位於相同高度上的多個預設位置。於本範例實施例中,移動平台240於XY平面上直線移動至九個預設位置上,以將移動平台240的成型表面的表面部份61、表面部份62、表面部份63、表面部份64、表面部份65、表面部份66、表面部份67、表面部份68以及表面部份69依序移動至光照區域I2的上方。
更進一步來說,當移動平台240直線移動至預設位置其中之一時,成型表面的表面部份其中之一移動至盛槽之光照區域I2的上方,且物件部份其中之一成型於表面部份其中之一與光照 區域I2之間。舉例來說,當移動平台240直線移動至預設位置其中之一時,成型表面的表面部份66移動至盛槽之光照區域I2的正上方,且物件部份60f成型於表面部份66與光照區域I2之間。
依此類推,透過移動平台240的平移,成型表面的表面部份61、表面部份62、表面部份63、表面部份64、表面部份65、表面部份67、表面部份68以及表面部份69也將依序位於光照區域I1的正上方,而物件部份60i、物件部份60a、物件部份60b、物件部份60g、物件部份60c、物件部份60e、物件部份60d以及物件部份60h也將分別成型於光照區域I1上方。由此可見,物件部份的個數與成型表面的表面部份的個數彼此相互相同。然而,圖6A與圖6B僅為示範性說明,並非用以限定本發明。於另一範例實施例中,光照區域的面積可為盛槽之底部218的面積的四分之一,而成型表面之表面部份的個數以及物件部份的個數將據以為4。
圖7為依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的列印方法的流程圖。此列印方法適於列印一立體物件,其詳細說明可參照圖1至圖6B的說明。首先,於步驟S701,配置用以照射盛槽的底部的光源模組。此盛槽的底部包括光照區域以及非光照區域,且光源模組提供光源至光照區域且不提供光源至非光照區域。於步驟S702,當移動平台沿垂直軸向上升至一高度以列印立體物件的至少一切層物件時,控制移動平台於水平面上移動,致使此切層物件的多個物件部份依序固化於光照區域的上方。
綜上所述,在本發明的上述實施例中,盛槽的底部包括光照區域與非光照區域,而光源模組提供光源至光照區域但不提供光源至非光照區域。藉由移動平台於水平面上的移動,光源模組的照射範圍可不需要涵蓋到整個盛槽之底部。因此,對於具有大面積之成型面的立體列印裝置而言,可不需要裝設照射範圍相當大的光源模組,但依然可藉由照射範圍較小的光源模組來完成大尺寸之立體物件的列印。由於光源模組的照射範圍可縮小,因此光源模組所需的製造成本可降低。或者是,光源模組的元件複雜度也可相對下降,從而降低光源模組之元件組裝誤差所產生的列印誤差。
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。
S701、S702‧‧‧本發明一實施例之列印方法的各步驟

Claims (10)

  1. 一種立體列印裝置,包括:一盛槽,用以盛裝一液態成型材,其中該盛槽的底部包括一光照區域以及一非光照區域;一移動平台,可移動地配置於該盛槽的上方;一光源模組,固定配置於該盛槽的下方,提供光源至該光照區域以照射該液態成型材;一控制器,耦接該光源模組與該移動平台,以控制該移動平台沿一第一軸向於該盛槽上方移動,致使一立體物件的至少一切層物件逐層固化於該移動平台上,其中該至少一切層物件由多個物件部份構成,其中,於該至少一切層物件成型期間,該控制器控制該移動平台於一水平面上移動,致使該至少一切層物件的該些物件部份依序固化於該光照區域的上方,其中該移動平台包括一成型表面,且該成型表面包括多個表面部份,其中於列印該至少一切層物件的期間,該控制器控制該移動平台於該水平面上移動,而將該移動平台的該些表面部份的全部或部份依序從該非光照區域的上方移動至該光照區域的上方。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中該控制器控制該移動平台於該水平面上以該第一軸向為軸心旋轉,且該光源模組依據每一該些物件部份的輪廓資訊照射該液態成型材, 從而依序固化該至少一切層物件的每一該些物件部份。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的立體列印裝置,其中該移動平台以該第一軸向為軸心依序旋轉多個預設角度,以將該移動平台的一成型表面的多個表面部份依序旋轉至該光照區域的上方。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的立體列印裝置,其中當該移動平台以該第一軸向為軸心旋轉該些預設角度其中之一時,該成型表面的該些表面部份其中之一旋轉至該盛槽之該光照區域的上方,且該些物件部份其中之一成型於該些表面部份其中之該一與該光照區域之間。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的立體列印裝置,其中該些物件部份的個數以及該成型表面的該些表面部份的個數彼此相互相同。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置,其中該控制器控制該移動平台於該水平面上直線移動,且該光源模組依據每一該些物件部份的輪廓資訊照射該液態成型材,從而依序固化該至少一切層物件的每一該些物件部份。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印裝置,其中該移動平台於該水平面上直線移動至多個預設位置,以將該移動平台的一成型表面的多個表面部份依序旋轉至該光照區域的上方。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的立體列印裝置,其中當該移動平台直線移動至該些預設位置其中之一時,該成型表面的該些表面部份其中之一移動至該盛槽之該光照區域的上方,且該些物 件部份其中之一成型於該些表面部份其中之該一與該光照區域之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的立體列印裝置,其中該些物件部份的個數、該成型表面的該些表面部份的個數以及該些預設位置的個數彼此相互相同。
  10. 一種立體列印裝置的列印方法,其中該立體列印裝置適於列印一立體物件,且該立體列印裝置包括盛裝一液態成型材的一盛槽以及一移動平台,所述列印方法包括:配置用以照射該盛槽的底部的一光源模組,其中該盛槽的該底部包括該光照區域以及一非光照區域,且該光源模組固定設置於該盛槽的下方並提供光源至該光照區域,該移動平台包括一成型表面,且該成型表面包括多個表面部份;以及當該移動平台沿一垂直軸向上升至一高度以列印該立體物件的至少一切層物件時,於列印該至少一切層物件的期間,控制該移動平台於一水平面上移動,而將該些表面部份的全部或部份依序從該非光照區域的上方移動至該光照區域的上方,致使該至少一切層物件的多個物件部份依序固化於該光照區域的上方。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10350827B2 (en) * 2016-06-27 2019-07-16 Formlabs, Inc. Position detection techniques for additive fabrication and related systems and methods
CN109843555A (zh) 2016-07-14 2019-06-04 南加利福尼亚大学 用于减少立体光刻中树脂再填充时间的滑动窗纱
JP6112693B1 (ja) * 2016-09-01 2017-04-12 株式会社ソディック 積層造形装置
US10214002B2 (en) * 2016-09-30 2019-02-26 Xyzprinting, Inc. Three dimensional printing apparatus and three dimensional printing method thereof
CN106945271A (zh) * 2017-03-03 2017-07-14 广东丽格科技股份有限公司 数字投影面3d打印系统、方法、调整方法及装置
TWI711533B (zh) * 2017-05-26 2020-12-01 三緯國際立體列印科技股份有限公司 立體列印方法
CN109094017A (zh) * 2017-06-20 2018-12-28 三纬国际立体列印科技股份有限公司 立体物件成形装置及方法
US11351724B2 (en) 2017-10-03 2022-06-07 General Electric Company Selective sintering additive manufacturing method
US11420384B2 (en) 2017-10-03 2022-08-23 General Electric Company Selective curing additive manufacturing method
US11590691B2 (en) 2017-11-02 2023-02-28 General Electric Company Plate-based additive manufacturing apparatus and method
US11254052B2 (en) 2017-11-02 2022-02-22 General Electric Company Vatless additive manufacturing apparatus and method
CN109866418A (zh) * 2017-12-04 2019-06-11 三纬国际立体列印科技股份有限公司 可分次打印的3d打印机及其分次打印方法
US10821669B2 (en) 2018-01-26 2020-11-03 General Electric Company Method for producing a component layer-by-layer
US10821668B2 (en) 2018-01-26 2020-11-03 General Electric Company Method for producing a component layer-by- layer
US11396133B2 (en) 2018-06-01 2022-07-26 Formlabs, Inc. Techniques for directing light from a movable stage in additive fabrication and related systems and methods
US11225017B2 (en) * 2018-07-24 2022-01-18 Ricoh Company, Ltd. Three-dimensional object shaping apparatus and method
US20220072783A1 (en) * 2018-12-31 2022-03-10 Ryujin Lab, Inc. 3d printer and printing system
US11498283B2 (en) 2019-02-20 2022-11-15 General Electric Company Method and apparatus for build thickness control in additive manufacturing
US11794412B2 (en) 2019-02-20 2023-10-24 General Electric Company Method and apparatus for layer thickness control in additive manufacturing
US11179891B2 (en) 2019-03-15 2021-11-23 General Electric Company Method and apparatus for additive manufacturing with shared components
US11865780B2 (en) 2021-02-26 2024-01-09 General Electric Company Accumalator assembly for additive manufacturing
US11951679B2 (en) 2021-06-16 2024-04-09 General Electric Company Additive manufacturing system
US11731367B2 (en) 2021-06-23 2023-08-22 General Electric Company Drive system for additive manufacturing
US11958249B2 (en) 2021-06-24 2024-04-16 General Electric Company Reclamation system for additive manufacturing
US11958250B2 (en) 2021-06-24 2024-04-16 General Electric Company Reclamation system for additive manufacturing
US11826950B2 (en) 2021-07-09 2023-11-28 General Electric Company Resin management system for additive manufacturing
US11813799B2 (en) 2021-09-01 2023-11-14 General Electric Company Control systems and methods for additive manufacturing

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103660301A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 漳州长峰电脑设备有限公司 一种立体光固化三维成型机
CN103921445A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 中山市东方博达电子科技有限公司 光固化3d打印方法及光固化3d打印系统
TWM484504U (zh) * 2014-02-07 2014-08-21 Shih-Jung Yeh 立體成型機構及其置液槽

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2035602B (en) * 1978-12-14 1984-03-07 Pollak J Forming three-dimensional objects from two-dimensional designs using photopolymerisable compositions
US5554336A (en) * 1984-08-08 1996-09-10 3D Systems, Inc. Method and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US4575330A (en) * 1984-08-08 1986-03-11 Uvp, Inc. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5184307A (en) * 1988-04-18 1993-02-02 3D Systems, Inc. Method and apparatus for production of high resolution three-dimensional objects by stereolithography
US5089184A (en) * 1989-01-18 1992-02-18 Mitsui Engineering And Shipbuilding Co., Ltd. Optical molding method
US5204055A (en) * 1989-12-08 1993-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
US5009585A (en) * 1989-12-18 1991-04-23 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Optical molding apparatus and movable base device therefor
US5740051A (en) * 1991-01-25 1998-04-14 Sanders Prototypes, Inc. 3-D model making
US5238614A (en) * 1991-05-28 1993-08-24 Matsushita Electric Words, Ltd., Japan Process of fabricating three-dimensional objects from a light curable resin liquid
DE4233812C1 (de) * 1992-10-07 1993-11-04 Eos Electro Optical Syst Verfahren und vorrichtung zum herstellen von dreidimensionalen objekten
US6051179A (en) * 1997-03-19 2000-04-18 Replicator Systems, Inc. Apparatus and method for production of three-dimensional models by spatial light modulator
WO2000021735A1 (en) * 1998-10-12 2000-04-20 Dicon A/S Rapid prototyping apparatus and method of rapid prototyping
US6537482B1 (en) * 2000-08-08 2003-03-25 Micron Technology, Inc. Underfill and encapsulation of carrier substrate-mounted flip-chip components using stereolithography
US6482576B1 (en) * 2000-08-08 2002-11-19 Micron Technology, Inc. Surface smoothing of stereolithographically formed 3-D objects
EP1666235B1 (en) * 2003-09-11 2012-11-07 Nabtesco Corporation Devices for forming optical 3-dimensional object and methods using them
EP1880832A1 (en) * 2006-07-18 2008-01-23 Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Method and system for layerwise production of a tangible object
JP4957242B2 (ja) * 2006-12-28 2012-06-20 ソニー株式会社 光造形装置
JP5088114B2 (ja) * 2007-12-04 2012-12-05 ソニー株式会社 光造形装置
JP5293993B2 (ja) * 2008-01-09 2013-09-18 ソニー株式会社 光造形装置および光造形方法
JP5234319B2 (ja) * 2008-01-21 2013-07-10 ソニー株式会社 光造形装置および光造形方法
US8048359B2 (en) * 2008-10-20 2011-11-01 3D Systems, Inc. Compensation of actinic radiation intensity profiles for three-dimensional modelers
US8153183B2 (en) * 2008-10-21 2012-04-10 Stratasys, Inc. Adjustable platform assembly for digital manufacturing system
US8326024B2 (en) * 2009-04-14 2012-12-04 Global Filtration Systems Method of reducing the force required to separate a solidified object from a substrate
GB201016169D0 (en) * 2010-09-27 2010-11-10 Materialise Nv Method for reducing differential shrinkage in stereolithography
WO2012106256A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 Global Filtration Systems Method and apparatus for making three-dimensional objects from multiple solidifiable materials
TWI448732B (zh) * 2012-05-03 2014-08-11 Young Optics Inc 立體打印裝置
CN203317755U (zh) 2013-07-04 2013-12-04 辛炳宏 立体成型装置
JP6110254B2 (ja) * 2013-08-09 2017-04-05 ローランドディー.ジー.株式会社 3次元造形装置
US9452567B2 (en) * 2013-08-27 2016-09-27 Kao-Chih Syao Stereolithography apparatus
CN103448249B (zh) 2013-09-13 2016-06-15 张靖 一种面成型3d打印方法和系统
JP2015199195A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 株式会社松浦機械製作所 三次元造形装置
TWI630124B (zh) * 2014-11-10 2018-07-21 三緯國際立體列印科技股份有限公司 立體列印裝置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103660301A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 漳州长峰电脑设备有限公司 一种立体光固化三维成型机
TWM484504U (zh) * 2014-02-07 2014-08-21 Shih-Jung Yeh 立體成型機構及其置液槽
CN103921445A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 中山市东方博达电子科技有限公司 光固化3d打印方法及光固化3d打印系统

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