TWI641473B - 立體列印機及其掃描模組 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種立體列印機及其掃描模組，此立體列印機包括一機箱、一列印平台、一清潔模組、一立體列印模組、一著色噴頭模組及一掃描模組，機箱內部具有一容腔，容腔分隔出一第一區域及一第二區域；列印平台安裝於第一區域；清潔模組設置在第二區域之部分，第二區域之其餘部分形成一剩餘空間；立體列印模組安裝於列印平台的上方；著色噴頭模組安裝於列印平台的上方且能夠移動至清潔模組，清潔模組用於清潔著色噴頭模組；掃描模組安裝於剩餘空間。藉此，使用者透過掃描模組取得待掃描物件的立體模型資訊，進而提升立體列印機之使用普及率。

Description

立體列印機及其掃描模組

本發明是有關於一種列印機結構，且特別是有關於一種立體列印機及其掃描模組。

3D列印（3D printing）為快速成形技術之一種，其運用一活動平台帶動一工作載台移動，再將粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積方式成型在工作載台上，即完成「積層製造」的構造物體。目前，玩具組件、機械零件或人體骨件，皆可使用3D列印快速製成，使3D列印逐漸成為大眾普及之技術。

然而，目前3D列印的設計過程如下，先透過電腦動畫建模軟體或電腦輔助設計(CAD）建模，再將建成的三維模型分成逐層的截面，最後透過逐層的截面資訊指示印表機逐層列印。因此，使用者必須學會構圖軟體才能順利操作3D列印機，使得3D列印機的使用普及率受到局限。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人開發之目標。

本發明提供一種立體列印機及其掃描模組，其係利用機箱內部的剩餘空間安裝有掃描模組，使用者可透過掃描模組取得待掃描物件的立體模型資訊，再藉由此立體模型資訊指示立體列印機列印出與待掃描物件一樣的立體物件，以達到使用者無需學會構圖軟體也能順利操作立體列印機，進而提升立體列印機之使用普及率。

於本發明實施例中，本發明係提供一種立體列印機，包括：一機箱，內部具有一容腔，該容腔分隔出一第一區域及一第二區域；一列印平台，安裝於該第一區域；一清潔模組，設置在該第二區域之部分，該第二區域之其餘部分形成一剩餘空間；一立體列印模組，安裝於該列印平台的上方；一著色噴頭模組，安裝於該列印平台的上方且能夠移動至該清潔模組，該清潔模組用於清潔該著色噴頭模組；以及一掃描模組，安裝於該剩餘空間。

於本發明實施例中，本發明係提供一種立體列印機之掃描模組，所述立體列印機具有一底座，所述底座具有一第一電連接器，該掃描模組包括：一影像擷取機構，可組卸式連接於該底座，該影像擷取機構具有一第二連接器，該第二連接器與所述第一電連接器電性插接；以及一旋轉盤，可組卸式連接於該底座，該影像擷取機構對應該旋轉盤設置。

基於上述，機箱內部安裝有清潔模組，為避免列印平台上、下移動時碰撞到清潔模組，所以列印平台與清潔模組的安置空間不能重疊，但清潔模組的安置空間之體積又遠小於列印平台的安置空間之體積，造成清潔模組的一側及下方產生剩餘空間，再利用機箱內部的剩餘空間安裝有掃描模組，即可維持立體列印機原本的體積，而有效地擴增掃描功能，以達到立體列印機具有善用空間及增加使用效率之優點。

有關本發明之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本發明。

請參考圖1至圖9所示，本發明係提供一種立體列印機及其掃描模組，此立體列印機10主要包括一機箱1、一列印平台2、一清潔模組3、一立體列印模組4、一著色噴頭模組5及一掃描模組6；掃描模組6主要包括一影像擷取機構61及一旋轉盤62。

如圖1、圖6至圖7所示，機箱1內部具有一容腔11，容腔11分隔出一第一區域12及一第二區域13，機箱1設有連通於容腔11的一開口14及具有設置在容腔11底部的一底座15，底座15具有一第一電連接器151。

如圖1、圖6至圖7所示，因列印平台2通常為一矩形平台或一圓形平台，所以需要較大的矩形空間提供列印平台2上、下升降，且為避免列印平台2上、下移動時碰撞到清潔模組3，所以列印平台2與清潔模組3的安置空間彼此分離及不能重疊，但清潔模組3的安置空間之體積又遠小於列印平台2的安置空間之體積，造成列印平台2安裝於第一區域12，清潔模組3設置在第二區域13之部分，又第二區域13之其餘部分形成一剩餘空間s，剩餘空間s分為形成在對應於清潔模組3另一側的一第一閒置空間a1及形成在清潔模組3下方的一第二閒置空間a2。

另外，列印平台2可採用可活動方式或固定方式安裝於第一區域12，清潔模組3也可採用可活動方式或固定方式設置在第二區域13之部分，且第一區域12遠離機箱1的開口14設置，第二區域13鄰近機箱1的開口14設置，因清潔模組3需要時常更換及清理，所以清潔模組3設置在開口14附近能便於使用者拆卸及安裝。

如圖1、圖6至圖7所示，立體列印模組4安裝於列印平台2的上方，著色噴頭模組5也安裝於列印平台2的上方且能夠移動至清潔模組3，清潔模組3用於清潔著色噴頭模組5。其中，本實施例之立體列印模組4與著色噴頭模組5共同安裝在相同的移動座（圖未標示）上而一起移動，但不以此為限制，立體列印模組4與著色噴頭模組5也可安裝在不同的移動座上而個別移動。

如圖1至圖9所示，掃描模組6安裝於剩餘空間s，掃描模組6包含有一影像擷取機構61及一旋轉盤62，影像擷取機構61安裝於第一閒置空間a1，旋轉盤62安裝於第二閒置空間a2，影像擷取機構61對應旋轉盤62設置。

詳細說明如下，影像擷取機構61與旋轉盤62分別可組卸式連接於底座15，影像擷取機構61具有一第二連接器613，第二連接器613與底座15的第一電連接器151電性插接，使第一電連接器151能夠提供電源給影像擷取機構61使用。

另外，影像擷取機構61包含一座體611及安裝於座體611的一或複數影像處理器612，第二連接器613安裝在座體611的底部，影像處理器612與第二連接器613電性連接，使第一電連接器151能夠提供電源給影像處理器612使用。其中，影像處理器612為一攝影機或具有結構光產生器之一3D掃描機。

再者，影像擷取機構61更包含一或複數發光組件614，發光組件614安裝於座體611且配置在影像處理器612之一側，發光組件614與第二連接器613電性連接，使第一電連接器151能夠提供電源給發光組件614使用。其中，本實施例之發光組件614為一LED燈條，但不以此為限制。

又，影像擷取機構61更包含一或複數光擴散結構615，光擴散結構615安裝於座體611且覆蓋於發光組件614，光擴散結構615為一霧光板。

此外，本實施例之影像處理器612、發光組件614、光擴散結構615的數量分別為二，座體611在中間段延伸有朝頂部逐漸增加厚度的一傾斜突塊616，二影像處理器612以上、下間隔方式安裝於傾斜突塊616，讓二影像處理器612能夠以俯視方式對應旋轉盤62配置，座體611在傾斜突塊616的兩側設有二凹槽617，二發光組件614分別容置於二凹槽617，二光擴散結構615分別罩蓋於二凹槽617。

並且，掃描模組6更包含一背板63，背板63可組卸式連接於底座15且圍設在旋轉盤62遠離影像擷取機構61的一側。其中，背板63為一反光板或一吸光板。

如圖3、圖6至圖9所示，本發明立體列印機10及掃描模組6之使用狀態，其係在機箱1內部的剩餘空間s安裝有影像擷取機構61及旋轉盤62，再將列印平台2升起，利用列印平台2下方的空間安裝背板63，讓背板63圍設在旋轉盤62遠離影像擷取機構61的一側，之後將待掃描物件100承放在旋轉盤62且跟隨旋轉盤62旋轉，影像擷取機構61的影像處理器612即可對旋轉的待掃描物件100擷取立體模型資訊。

再如圖1、圖5至圖6所示，之後拆卸背板63才能使列印平台2正常上、下升降作業，再藉由上述立體模型資訊指示立體列印模組4與著色噴頭模組5在列印平台2上逐層列印出與待掃描物件100一樣的立體物件，以達到使用者無需學會構圖軟體也能順利操作立體列印機10，進而提升立體列印機10之使用普及率。

另外，如圖3、圖7至圖9所示，二影像處理器612以上、下間隔方式安裝於傾斜突塊616，讓二影像處理器612能夠以俯視方式清楚掃描待掃描物件100，影像擷取機構61更包含發光組件614及光擴散結構615，讓發光組件614產生的光線柔和地對待掃描物件100進行補光，而背板63為反光板能將光線集中在待掃描物件100上，背板63為吸光板能夠吸收待掃描物件100上多餘的光線，皆使影像擷取機構61能夠擷取正確清楚的立體模型資訊。

此外，圖1至圖2、圖四至圖5、圖6至圖9所示，機箱1內部安裝有清潔模組3，為避免列印平台2上、下移動時碰撞到清潔模組3，所以列印平台2與清潔模組3的安置空間不能重疊，但清潔模組3的安置空間之體積又遠小於列印平台2的安置空間之體積，造成清潔模組3的一側及下方產生剩餘空間s，再利用機箱1內部的剩餘空間s安裝有掃描模組6，即可維持立體列印機10原本的體積，而有效地擴增掃描功能，以達到立體列印機10具有善用空間及增加使用效率之優點。

綜上所述，本發明之立體列印機及其掃描模組，亦未曾見於同類產品及公開使用，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

10‧‧‧立體列印機

1‧‧‧機箱

11‧‧‧容腔

12‧‧‧第一區域

13‧‧‧第二區域

14‧‧‧開口

15‧‧‧底座

151‧‧‧第一電連接器

2‧‧‧列印平台

3‧‧‧清潔模組

4‧‧‧立體列印模組

5‧‧‧著色噴頭模組

6‧‧‧掃描模組

61‧‧‧影像擷取機構

611‧‧‧座體

612‧‧‧影像處理器

613‧‧‧第二連接器

614‧‧‧發光組件

615‧‧‧光擴散結構

616‧‧‧傾斜突塊

617‧‧‧凹槽

62‧‧‧旋轉盤

63‧‧‧背板

s‧‧‧剩餘空間

a1‧‧‧第一閒置空間

a2‧‧‧第二閒置空間

100‧‧‧待掃描物件

圖1係本發明立體列印機之立體組合圖。

圖2係本發明立體列印機之立體分解圖。

圖3係本發明掃描模組之立體示意圖。

圖4係本發明立體列印機之前視示意圖。

圖5係本發明立體列印機之俯視示意圖。

圖6係本發明立體列印機之使用狀態示意圖。

圖7係本發明立體列印機之另一使用狀態示意圖。

圖8係本發明立體列印機之剖面示意圖。

圖9係圖8沿99線段之剖面示意圖。

Claims (15)

1. 一種立體列印機，包括： 一機箱，內部具有一容腔，該容腔分隔出一第一區域及一第二區域； 一列印平台，安裝於該第一區域； 一清潔模組，設置在該第二區域之部分，該第二區域之其餘部分形成一剩餘空間； 一立體列印模組，安裝於該列印平台的上方； 一著色噴頭模組，安裝於該列印平台的上方且能夠移動至該清潔模組，該清潔模組用於清潔該著色噴頭模組；以及 一掃描模組，安裝於該剩餘空間。
2. 如請求項1所述之立體列印機，其中該剩餘空間分為形成在對應於該清潔模組另一側的一第一閒置空間及形成在該清潔模組下方的一第二閒置空間，該掃描模組包含有一影像擷取機構及一旋轉盤，該影像擷取機構安裝於該第一閒置空間，該旋轉盤安裝於該第二閒置空間，該影像擷取機構對應該旋轉盤設置。
3. 如請求項2所述之立體列印機，其中該機箱設有連通於該容腔的一開口，該第一區域遠離該開口設置，該第二區域鄰近該開口設置。
4. 如請求項2所述之立體列印機，其中該機箱具有設置在該容腔底部的一底座，該影像擷取機構與該旋轉盤分別可組卸式連接於該底座，該底座具有一第一電連接器，該影像擷取機構具有一第二連接器，該第二連接器與所述第一電連接器電性插接。
5. 如請求項4所述之立體列印機，其中該影像擷取機構包含一座體及安裝於該座體的至少一影像處理器，該第二連接器安裝在該座體的底部，該影像處理器與該第二連接器電性連接，該影像處理器為一攝影機或具有結構光產生器的一3D掃描機。
6. 如請求項5所述之立體列印機，其中該影像擷取機構更包含至少一發光組件，該發光組件安裝於該座體且配置在該影像處理器之一側，該發光組件與該第二連接器電性連接，該發光組件為一LED燈條。
7. 如請求項6所述之立體列印機，其中該影像擷取機構更包含至少一光擴散結構，該光擴散結構安裝於該座體且覆蓋於該發光組件，該光擴散結構為一霧光板。
8. 如請求項7所述之立體列印機，其中該至少一影像處理器、該至少一發光組件、該至少一光擴散結構的數量分別為二，該座體在中間段延伸有朝頂部逐漸增加厚度的一傾斜突塊，該二影像處理器以上、下間隔方式安裝於該傾斜突塊，該座體在該傾斜突塊的兩側設有二凹槽，該二發光組件分別容置於該二凹槽，該二光擴散結構分別罩蓋於該二凹槽。
9. 如請求項4所述之立體列印機，其中該掃描模組更包含一背板，該背板可組卸式連接於該底座且圍設在該旋轉盤遠離該影像擷取機構的一側，該背板為一反光板或一吸光板。
10. 一種立體列印機之掃描模組，所述立體列印機具有一底座，所述底座具有一第一電連接器，該掃描模組包括： 一影像擷取機構，可組卸式連接於該底座，該影像擷取機構具有一第二連接器，該第二連接器與所述第一電連接器電性插接；以及 一旋轉盤，可組卸式連接於該底座，該影像擷取機構對應該旋轉盤設置。
11. 如請求項10所述之立體列印機之掃描模組，其中該影像擷取機構包含一座體及安裝於該座體的至少一影像處理器，該第二連接器安裝在該座體的底部，該影像處理器與該第二連接器電性連接，該影像處理器為一攝影機或具有結構光產生器之一3D掃描機。
12. 如請求項11所述之立體列印機之掃描模組，其中該影像擷取機構更包含至少一發光組件，該發光組件安裝於該座體且配置在該影像處理器之一側，該發光組件與該第二連接器電性連接，該發光組件為一LED燈條。
13. 如請求項12所述之立體列印機之掃描模組，其中該影像擷取機構更包含至少一光擴散結構，該光擴散結構安裝於該座體且覆蓋於該發光組件，該光擴散結構為一霧光板。
14. 如請求項13所述之立體列印機之掃描模組，其中該至少一影像處理器、該至少一發光組件、該至少一光擴散結構的數量分別為二，該座體在中間段延伸有朝頂部逐漸增加厚度的一傾斜突塊，該二影像處理器以上、下間隔方式安裝於該傾斜突塊，該座體在該傾斜突塊的兩側設有二凹槽，該二發光組件分別容置於該二凹槽，該二光擴散結構分別罩蓋於該二凹槽。
15. 如請求項10所述之立體列印機之掃描模組，其更包括一背板，該背板可組卸式連接於該底座且圍設在該旋轉盤遠離該影像擷取機構的一側，該背板為一反光板或一吸光板。