TWI580589B - 立體列印裝置 - Google Patents

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。

然而，目前利用上述快速成型法形成立體物品的立體列 印裝置是透過列印頭將列印材擠出而逐層成型於基座上，之後，再例如透過烘乾以及硬化等步驟而得到立體物件。然而，立體列印裝置所列印出來的立體物件的尺寸會受限於立體列印裝置的高度而無法列印出高度較高的立體物件。因此，目前的立體列印裝置在使用上仍舊十分地不便，且其所列印出的立體物件的變化及彈性也有限。

本發明提供一種立體列印裝置，其可調整列印頭模組至列印平台的距離，以列印出高度較高的立體物件。

本發明的一種立體列印裝置，包括一框架、一基座模組以及一列印頭模組。框架包括一承靠部。基座模組設置於框架上，並包括一列印平台以及一延伸機構。列印平台包括一承載面。延伸機構包括多個第一延伸桿以及多個支撐座。各第一延伸桿包括相對的一第一端以及一第二端。第一端樞設於框架，以使第一延伸桿適於樞轉於一收納位置以及一延伸位置之間。各第一延伸桿於收納位置的一軸向平行於承載面。各第一延伸桿於延伸位置的軸向垂直於承載面。支撐座分別設置於第二端上。列印平台適於承靠於承靠部或支撐座上。列印頭模組可移動地設置基座模組上方，以列印一立體物件於承載面上。列印頭模組的一基準平面至列印平台承靠於支撐座時的一第一距離大於基準平面至列印平台承靠於承靠部時的一第二距離。

在本發明的一實施例中，上述的立體列印裝置更包括多個支架，設置於框架上。各第一延伸桿樞設於對應的支架上。

在本發明的一實施例中，上述的立體列印裝置更包括多個止擋件，分別設置於支架上。各第一延伸桿位於對應的支架以及對應的止擋件之間，限制各第一延伸桿的一樞轉路徑。

在本發明的一實施例中，上述的立體列印裝置更包括多個彈性件，各彈性件連接於對應的支架與對應的止擋件之間。

在本發明的一實施例中，上述的立體列印裝置更包括多個第二延伸桿。各第二延伸桿包括一第三端以及一第四端。各第三端適於在對應的第一延伸桿於延伸位置時鎖固於對應的第二端。

在本發明的一實施例中，上述的立體列印裝置更包括多個承壓件，分別套設於第四端，並承靠於一平面上。

在本發明的一實施例中，上述的列印平台適於承放於平面上。

在本發明的一實施例中，上述的基準平面至列印平台承放於平面時的一第三距離大於第二距離。

基於上述，本發明將延伸機構樞設於框架上，使其可樞轉於收納位置以及延伸位置之間，列印平台則可承放於框架的承靠部或是延伸機構的支撐座上。如此，當立體列印裝置欲列印高度較高的立體物件時，使用者可將延伸機構的第一延伸桿旋轉至延伸位置，並將列印平台承放於支撐座上，以增加列印頭模組至 列印平台之間的距離。並且，若立體列印裝置於一般使用狀態下，使用者則可將第一延伸桿旋轉至收納位置，以縮小其佔用的體積。因此，本發明的立體列印裝置不僅可列印出高度較高的立體物件，在平常時又可將延伸機構收納於框架的承靠部下方，減少其所佔的體積。因此，本發明的立體列印裝置確實可增加列印的方便度以及立體物件的設計彈性。

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

100‧‧‧基座模組

110‧‧‧列印平台

112‧‧‧承載面

120‧‧‧延伸機構

122‧‧‧第一延伸桿

122a‧‧‧第一端

122b‧‧‧第二端

124‧‧‧支撐座

126‧‧‧第二延伸桿

126a‧‧‧第三端

126b‧‧‧第四端

128‧‧‧承壓件

400‧‧‧支架

500‧‧‧止擋件

600‧‧‧彈性件

200‧‧‧列印頭模組

300‧‧‧框架

310‧‧‧承靠部

A1‧‧‧軸向

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

D3‧‧‧第三距離

P_L‧‧‧基準平面

R1‧‧‧樞轉方向

S1‧‧‧平面

圖1是依照本發明的一實施例的一種立體列印裝置的立體示意圖。

圖2是圖1的延伸機構於收納位置的側視示意圖。

圖3是圖1的延伸機構於延伸位置的側視示意圖。

圖4是圖1的立體列印裝置的局部放大側視示意圖。

圖5是圖1的立體列印裝置的局部放大立體示意圖。

圖6是圖1的列印平台承放於承靠部的示意圖。

圖7是圖1的列印平台承放於支撐座的示意圖。

圖8是依照本發明的一實施例的一種延伸機構的部分構件分解示意圖。

圖9是圖8的延伸機構的組裝示意圖。

圖10是圖9的延伸機構與列印平台的設置關係示意圖。

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立體示意圖。請參照圖1，在本實施例中，立體列印裝置10適於依據一數位立體模型列印出一立體物件。立體列印裝置10包括一基座模組100、一列印頭模組200以及一框架300。在本實施例中，立體列印裝置10可用以讀取以及處理一數位立體模型，其中，數位立體模型可為一數位立體圖像檔案，其例如由一電腦主機透過電腦輔助設計(computer-aided design,CAD)或動畫建模軟體等建構而成。在本實施例中，框架300包括一承靠部310。基座模組100設置於框架300上，並包括一列印平台110以及一延伸機構120。列印平台110適於承放於承靠部310上，且列印平台110具有一承載面112。列印頭模組200則可移動地設置基座模組上方。立體列印裝置10依據上述的數位立體模型控制列印頭模組200的移動，以列印出立體物件於承載面112上。

圖2是圖1的延伸機構於收納位置的側視示意圖。圖3是圖1的延伸機構於延伸位置的側視示意圖。請同時參照圖1至圖3，詳細來說，立體列印裝置10的延伸機構120包括多個第一延伸桿122以及多個支撐座124。各第一延伸桿122包括彼此相對的一第一端122a以及一第二端122b。第一端122a樞設於框架300，以使第一延伸桿122適於沿一樞轉方向R1樞轉於一收納位置以及一延伸位置之間。圖2即繪示第一延伸桿122於收納位置時的狀態，而圖3則繪示第一延伸桿122於延伸位置時的狀態。當第一延伸桿122如圖2所示位於收納位置時，各第一延伸桿122的一軸向A1平行於圖1所示的承載面112。當第一延伸桿122如圖3所示位於延伸位置時，各第一延伸桿122的軸向A1垂直於圖1所示的承載面112。支撐座124設置於第一延伸桿122的第二端122b上。

圖4是圖1的立體列印裝置的局部放大側視示意圖。圖5是圖1的立體列印裝置的局部放大立體示意圖。請同時參照圖4以及圖5，具體而言，立體列印裝置10更可包括多個支架400以及多個止擋件500。支架400設置於框架300上。各第一延伸桿122則樞設於對應的支架400上，以沿著樞轉方向R1旋轉。止擋件500分別設置於支架400上，以使各第一延伸桿122如圖5所示位於對應的支架400以及對應的止擋件500之間，以限制各第一延伸桿122的樞轉路徑。此外，立體列印裝置10更可包括多個彈性件600，各彈性件600連接於對應的支架400與對應的止擋件 500之間，以牽制止擋件500往遠離支架400的方向移動。

圖6是圖1的列印平台承放於承靠部的示意圖。圖7是圖1的列印平台承放於支撐座的示意圖。請參照圖6以及圖7，如上述之配置，列印平台110可承靠於框架300的承靠部310或承靠於延伸機構120的支撐座124上，而列印頭模組200的一基準平面P_L至列印平台110承靠於支撐座124時的一第一距離D1大於基準平面P_L至列印平台110承靠於承靠部310時的一第二距離D2。換句話說，當列印平台110承靠於延伸機構120的支撐座124上時，列印頭模組200的基準平面P_L至列印平台110的距離為第一距離D1，當列印平台110承靠於框架300的承靠部310上時，列印頭模組200的基準平面P_L至列印平台110的距離為第二距離D2，而第二距離D2大於第一距離D1。在本實施例中，第二距離D2可與第一距離D1之間差距60毫米(mm)，當然，本發明並不以此為限。

如此，當立體列印裝置10於一般使用狀態下，第一延伸桿122可如圖2及圖6所示位於收納位置，而當立體列印裝置10欲列印高度較高的立體物件時(例如立體物件的高度大於第一距離時)，使用者則可將第一延伸桿122沿樞轉方向R1旋轉至如圖7所示的延伸位置，並將列印平台110承放於支撐座124上，以增加列印頭模組200至列印平台110之間的距離。因此，立體列印裝置10不僅可列印出高度較高的立體物件，在平常時又可將延伸機構120收納於框架300的承靠部310下方，減少其所佔的體積， 進而增加立體列印裝置10的方便度以及使用彈性。

圖8是依照本發明的一實施例的一種延伸機構的部分構件分解示意圖。圖9是圖8的延伸機構的組裝示意圖。請同時參照圖8以及圖9，在本實施例中，立體列印裝置10的延伸機構120更可包括多個第二延伸桿126。各第二延伸桿126包括彼此相對的一第三端126a以及一第四端126b。各第三端126a適於在對應的第一延伸桿122於延伸位置時鎖固於對應的第二端122b。舉例來說，第一延伸桿122的第二端122b可具有螺紋，而第二延伸桿126的第三端126a可具有對應的螺孔，如此，當第一延伸桿122於延伸位置時，第二延伸桿126的第三端126a可透過其與第二端122b的螺紋配合的螺孔來鎖固於第一延伸桿122上。當然，本實施例僅用以舉例說明，本發明並不限制第一延伸桿122與第二延伸桿126之間的鎖固方式。

圖10是圖9的延伸機構與列印平台的設置關係示意圖。請同時參照圖9以及圖10，在本實施例中，延伸機構120更可包括多個承壓件128，其分別套設於第二延伸桿126的第四端126b，並承靠於一平面S1上。具體而言，第二延伸桿126的第四端126b可例如具有螺紋，而承壓件128可具有對應的螺孔，如此，承壓件128可透過其與第四端126b的螺紋配合的螺孔而鎖固於第二延伸桿126的第四端126b上，當然，本實施例僅用以舉例說明，本發明並不限制承壓件128與第二延伸桿126之間的鎖固方式。舉例來說，平面S1可為一桌面，立體列印裝置10即可透過承壓件 128承靠於任一平面上。當第一延伸桿122於延伸位置，且第二延伸桿126並未鎖固於第一延伸桿122上時，承壓件128亦可鎖固於第一延伸桿122的第二端122b上，使立體列印裝置10可透過承壓件128承靠於任一平面上。

如此配置，當第一延伸桿122於延伸位置，且第二延伸桿126鎖固於第一延伸桿122上時，列印平台110可如圖10所示承放於平面S1上。並且，列印頭模組200的基準平面P_L至列印平台110承放於平面S1時的一第三距離D3大於如圖7所示的第二距離D2。換句話說，列印頭模組200的基準平面P_L至列印平台110承放於平面S1時的第三距離D3大於基準平面P_L至列印平台110承放於支撐座124時的第二距離D2。在本實施例中，第三距離D3可與第二距離D2之間差距50mm，並與第一距離D1之間差距110mm，當然，本發明並不以此為限。在本發明的其他實施例中，立體列印裝置10可具有多個長度不同的第二延伸桿126，以依據實際列印需求調整列印頭模組200至列印平台110之間的距離。

甚者，在本發明的其他實施例中，立體列印裝置10更可移除列印平台110，而直接透過列印頭模組200列印立體物件於平面S1上。或者，列印頭模組200可直接列印立體物件於另一立體物件上，例如列印一立體圖案於一蛋糕上。因此，立體列印裝置10可進一步增加列印頭模組200至列印平台110之間的距離，使立體列印裝置10可列印出高度更高的立體物件或是列印一立體物 件於另一高度較高的立體物件上，增加立體列印裝置10的使用彈性。並且，立體列印裝置10在平常時又可將第二延伸桿126卸除，並將第一延伸桿122收納於框架300的承靠部310下方，減少其所佔的體積。

綜上所述，本發明將延伸機構樞設於框架上，使其可樞轉於收納位置以及延伸位置之間，列印平台則可承放於框架的承靠部或是延伸機構的支撐座上。如此，當立體列印裝置欲列印高度較高的立體物件時，使用者可將延伸機構的第一延伸桿旋轉至延伸位置，並將列印平台承放於支撐座上，以增加列印頭模組至列印平台之間的距離。並且，若立體列印裝置於一般使用狀態下，使用者則可將第一延伸桿旋轉至收納位置，以縮小其佔用的體積。因此，本發明的立體列印裝置不僅可列印出高度較高的立體物件，在平常時又可將延伸機構收納於框架的承靠部下方，減少其所佔的體積，進而增加立體列印裝置的方便度以及使用彈性。

此外，當第一延伸桿於延伸位置時，使用者更可將第二延伸桿鎖固於第一延伸桿上，並以第二延伸桿承靠於一平面上，再將列印平台承放於此平面，以進一步增加列印頭模組至列印平台的距離。如此，立體列印裝置可兩段式增加列印頭模組至列印平台之間的距離，使立體列印裝置可列印出高度更高的立體物件，並且，在平常時又可將第二延伸桿卸除，並將第一延伸桿收納於框架的承靠部下方，減少其所佔的體積。因此，本發明的立體列印裝置確實可增加列印的方便度以及立體物件的設計彈性。

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。

10‧‧‧立體列印裝置

100‧‧‧基座模組

110‧‧‧列印平台

112‧‧‧承載面

120‧‧‧延伸機構

200‧‧‧列印頭模組

300‧‧‧框架

310‧‧‧承靠部

Claims (8)

1. 一種立體列印裝置，包括：一框架，包括一承靠部；一基座模組，設置於該框架上，並包括一列印平台以及一延伸機構，該列印平台包括一承載面，該延伸機構包括：多個第一延伸桿，各該第一延伸桿包括相對的一第一端以及一第二端，該第一端樞設於該框架，以使該第一延伸桿適於樞轉於一收納位置以及一延伸位置之間，各該第一延伸桿於該收納位置的一軸向平行於該承載面，各該第一延伸桿於該延伸位置的該軸向垂直於該承載面；以及多個支撐座，分別設置於該些第二端上，該列印平台適於承靠於該承靠部或該些支撐座上；一列印頭模組，可移動地設置該基座模組上方，以列印一立體物件於該承載面上，該列印頭模組的一基準平面至該列印平台承靠於該些支撐座時的一第一距離大於該基準平面至該列印平台承靠於該承靠部時的一第二距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，更包括多個支架，設置於該框架上，各該第一延伸桿樞設於對應的支架上。
3. 如申請專利範圍第2項所述的立體列印裝置，更包括多個止擋件，分別設置於該些支架上，各該第一延伸桿位於對應的支架以及對應的止擋件之間，限制各該第一延伸桿的一樞轉路徑。
4. 如申請專利範圍第3項所述的立體列印裝置，更包括多個 彈性件，各該彈性件連接於對應的支架與對應的止擋件之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中該延伸機構更包括多個第二延伸桿，各該第二延伸桿包括一第三端以及一第四端，各該第三端適於在對應的第一延伸桿於該延伸位置時鎖固於對應的第二端。
6. 如申請專利範圍第5項所述的立體列印裝置，其中該延伸機構更包括多個承壓件，分別套設於該些第四端，並承靠於一平面上。
7. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印裝置，其中該列印平台適於承放於該平面上。
8. 如申請專利範圍第6項所述的立體列印裝置，其中該基準平面至該列印平台承放於該平面時的一第三距離大於該第二距離。