TWI655105B - 多色3d物件的切層列印方法 - Google Patents

多色3d物件的切層列印方法 Download PDF

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Abstract

本發明公開一種多色3D物件的切層列印方法，是讀取所載入的多色3D物件的座標資訊及顏色資訊，執行切層處理來產生多個物件列印層及多個物件影像資料，產生多個擋濺列印層並使各擋濺列印層與同層的物件列印層的邊緣部分重疊，並控制多色3D印表機的成型噴頭逐層列印多個物件列印層，於物件列印層列印完成時列印與物件列印層部分重疊的擋濺列印層，並於擋濺列印層列印完成時控制多色3D印表機的著色噴頭對已列印的物件列印層進行著色。本發明可有效避免墨水噴濺至下方已列印的列印層而造成混色，而可有效提升列印品質。

Description

多色3D物件的切層列印方法
本發明係與3D列印有關，特別有關於多色3D物件的切層列印方法。
為了列印多色3D實體模型，相關技術中已有一種使用熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling，FDM）技術的多色3D印表機（multi-colour 3D printer）被提出。前述多色3D印表機同時設置有用以進行3S列印的成型噴頭及用以著色的著色噴頭。
請同時參閱圖1A至圖1D，圖1A為相關技術的多色3D印表機的第一列印示意圖，圖1B為相關技術的多色3D印表機的第二列印示意圖，圖1C為相關技術的多色3D印表機的第三列印示意圖，圖1D為相關技術的多色3D印表機的第四列印示意圖，用以說明相關技術的多色3D印表機如何進行多色3D列印。
於開始列印後，多色3D印表機先控制成型噴頭10列印一層列印層140（如圖1A所示），並控制著色噴頭12於列印層140上噴印有色墨水（如黑色）以進行著色（如圖1B所示）。接著，多色3D印表機控制成型噴頭10於已著色的列印層140上堆疊列印另一層列印層142（如圖1C所示），並控制著色噴頭12於列印層142上噴印不同色的有色墨水（如藍色）以進行著色（如圖1D所示）。藉由重複上述列印及著色操作，多色3D印表機可生成多色3D實體模型。
於上述列印方法中，受限於著色噴頭12無法精準地控制噴印範圍，當上方的列印層142未完全遮擋下方列印層140（如圖1C、圖1D所示）時，多色3D印表機於對上方列印層142進行著色時，常發生墨水噴濺至列印範圍外（如墨水噴濺至下方列印層140的表面）的狀況，這使得所印出的多色3D實體模型存在混色缺陷，而降低了列印品質。
本發明提供一種多色3D模型的切層列印方法，可自動添加擋濺列印層來於著色過程中遮擋朝列印範圍外噴濺的墨水。
於一實施例，一種多色3D物件的切層列印方法，包括：a) 載入一多色3D物件的一3D資料並讀取該多色3D物件的一座標資訊及一顏色資訊；b) 依據該座標資訊執行一路徑切層處理來產生多個物件列印層的多個物件路徑資料，其中各該物件路徑資料分別記錄有一層數值；c) 依據該顏色資訊執行一影像切層處理來產生該多個物件列印層的多個物件影像資料，其中各該物件影像資料分別記錄有該層數值；d) 依據該多個物件路徑資料產生多個擋濺列印層的多個擋濺路徑資料，並設定各該擋濺路徑資料為使各該擋濺列印層與同層的該物件列印層的邊緣部分重疊，其中各該擋濺路徑資料分別記錄有該層數值；及e) 控制一多色3D印表機的一成型噴頭依據該物件路徑資料逐層列印該多個物件列印層，於該物件列印層列印完成時依據同層的擋濺路徑資料於已列印的該物件列印層的邊緣列印部分重疊的該擋濺列印層，並於該擋濺列印層列印完成時依據同層的該物件影像資料控制該多色3D印表機的一著色噴頭對已列印的該物件列印層進行著色。
本發明可有效避免墨水噴濺至下方已列印的列印層而造成混色，而可有效提升列印品質。
茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。
首請參閱圖2，為本發明第一實施例的多色3D印表機的架構圖。本實施例揭露了一種3D列印系統，包括多色3D印表機1及切層軟體20。切層軟體20於被電子裝置2（如桌上型電腦、筆記型電腦、雲端伺服器或智慧型手機）執行後，可載入多色3D物件的3D資料，經由修改3D資料對多色3D物件進行切層處理，並產生3D列印資料（即後述物件路徑資料、擋濺路徑資料或物件影像資料，3D列印資料可以G-code表示）。多色3D印表機1可依據3D列印資料進行列印來生成對應多色3D物件的多色3D實體模型。
多色3D印表機1主要包括成型噴頭100、著色噴頭102、記憶模組104、連接模組106、人機介面108及控制模組110。
成型噴頭100連接耗材供應裝置（圖未標示），並可使用耗材進行3D列印。
於一實施例中，多色3D印表機1是熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling，FDM）3D列印機，耗材供應裝置可提供熱塑性耗材（如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）或聚乳酸（PLA））至成型噴頭100，成型噴頭100可加熱耗材至半熔融態以進行3D列印。
於一實施例中，多色3D印表機1是光固化成形（Stereo-lithography，SL）3D列印機，耗材供應裝置可提供液態的光敏樹脂（UV curable resin）至成型噴頭100，成型噴頭100可噴印光敏樹脂並對所噴印的光敏樹脂施加光照（如紫外光或雷射光）使其固化以進行3D列印。
著色噴頭102連接儲存有墨水的墨匣（圖未標示）。於一實施例中，著色噴頭102可包括多個子噴頭，各子噴頭分別連接不同色（如青色（Cyan）、洋紅色（Magenta）、黃色（Yellow）及黑色（blacK））的多個墨匣，並可經由混色來實現全彩列印。
記憶模組104用以儲存資料（如前述3D列印資料）。連接模組106（如USB模組、PCI bus模組、Wi-Fi模組或藍牙模組）用以連接電子裝置2，並自電子裝置2接收3D列印資料。人機介面108（如按鍵、顯示器、指示燈、蜂鳴器或上述任意組合）用以接受使用者操作並輸出列印相關資訊。
控制模組110可依據3D列印資料控制成型噴頭100及著色噴頭102進行列印。
續請參閱圖3，為本發明第一實施例的切層列印方法的流程圖。本發明各實施例的多色3D物件的切層列印方法（下稱切層列印方法）主要是由圖2所示的多色3D列印系統來加以實現。
於圖3的實施例中，切層軟體20於被電子裝置2或多色3D印表機1（後續說明以電子裝置2執行切層軟體20為例）執行後，可控制電子裝置2或多色3D印表機1執行步驟S10-S12。
步驟S10：電子裝置2載入多色3D物件（如圖7A所示的多色3D物件22）的3D資料。具體而言，3D資料為使用者預先編輯完成的OBJ檔或PLY檔或其他類型3D檔，不加以限定。並且，3D資料記錄有使用者欲列印的多色3D物件。電子裝置2於載入3D資料後可讀取多色3D物件的座標資訊及顏色資訊。
於一實施例中，座標資訊包括多色3D物件的各點在多色3D印表機1的X軸、Y軸及Z軸上的座標，而顏色資訊包括多色3D物件上的各點於特定色彩空間（如RGB色彩空間）中的色階。
步驟S12：電子裝置2對所載入的3D資料執行切層處理，並將切層處理所產生的3D列印資料傳送至多色3D印表機1以進行3D列印。
於一實施例中，步驟S12包括以下步驟。
步驟S200：電子裝置2對多色3D物件的本體進行路徑切層處理來產生多個物件列印層的多個物件路徑資料。
於一實施例中，電子裝置2先讀取座標資訊中的多個座標值，前述多個座標值描述多色3D物件的外形結構。接著，電子裝置2依據預設的切層厚度或切層層數執行路徑切層處理來產生多個物件列印層的多個物件路徑資料，其中多色3D物件是由多個物件列印層所堆疊而成。
於一實施例中，各物件路徑資料包括多個座標值。並且，多個物件路徑資料的數量是與切層層數相同。舉例來說，若多色3D物件可被切割成一百層物件列印層，則路徑切層處理後會產生一百個物件路徑資料。一百個物件路徑資料分別對應至一百個物件列印層，並分別描述所對應的物件列印層的列印路徑。
步驟S202：電子裝置2對多色3D物件的影像進行影像切層處理來產生多個物件列印層的多個物件影像資料。
步驟S204：電子裝置2產生擋濺列印層的擋濺路徑資料。具體而言，電子裝置2依據多個物件路徑資料產生多個擋濺列印層的多個擋濺路徑資料。並且，電子裝置2可設定各擋濺路徑資料來使各擋濺列印層與同層的物件列印層的邊緣部分重疊。前述擋濺列印層可為圍繞物件列印層的外邊緣的外部擋濺列印層（如圖7A、7B所示的外部擋濺列印層40、42）或圍繞物件列印層的內邊緣的內部擋濺列印層（如圖9A、9B所示的內部擋濺列印層80、82），不加以限定。
請同時參閱圖7A及圖7B，圖7A為外部擋濺列印層的剖視示意圖，圖7B為外部擋濺列印層的俯視示意圖，用以說明如何添加外部擋濺列印層。
如圖7A所示，於本例子中，多色3D物件經過路徑切層處理後可被切割為多個物件列印層30-38。並且，由於下方的物件列印層30的邊界超出上方的物件列印層32-38的邊界，當著色噴頭102對上方的物件列印層32-38進行上色時，墨水可能噴至下方的物件列印層30的表面而造成汙染。
為解決此問題，本發明是經由產生並設定至少一組擋濺路徑資料來於上方的全部或部分物件列印層32-38的外邊緣添加外部擋濺列印層40-42（圖7A是以添加擋濺列印層至物件列印層34、38為例）。藉此，所添加外部擋濺列印層40-42可於著色時遮擋朝下方的物件列印層30噴濺的墨水。
如圖7B所示，為使所添加外部擋濺列印層40-42於列印過程中不會坍塌，本發明是經由設定擋濺路徑資料來使外部擋濺列印層40與物件列印層34具有部分重疊以使外部擋濺列印層40經由沾黏物件列印層34來獲得足夠的支撐力而不會坍塌。
並且，為使所添加外部擋濺列印層40-42於列印過程中不會坍塌，本發明是經由設定擋濺路徑資料來使外部擋濺列印層40分割為多個子擋濺列印層（如圖7B所示外部擋濺列印層40的各區塊）來分散重量。並且，本發明還可經由設定擋濺路徑資料來使各子擋濺列印層間設定有間隙。藉此，於列印完成後，使用者可經由間隙來快速便利地拆除多個子擋濺列印層。
請參閱圖8，為列印路徑的示意圖。於前述步驟S200中電子裝置2可產生物件列印層34的物件路徑資料，前述物件路徑資料用來描述自位置60移動至位置62的列印路徑50。具體而言，於列印過程中當成型噴頭100沿列印路徑50進行列印後可生成對應物件列印層34的實體模型。
並且，電子裝置2是於前述步驟S204中可產生外部擋濺列印層40的擋濺路徑資料，前述擋濺路徑資料用來描述自位置62移動至位置60的列印路徑52。具體而言，於列印過程中當成型噴頭100沿列印路徑52進行列印後可生成對應外部擋濺列印層40的實體模型。
更進一步地，列印路徑50的終點是與列印路徑52的起點相同（即位置62），藉此，可有效減少成型噴頭100的移動距離而可增進列印速度。
於一實施例中，列印路徑52是至少每隔預設距離d1與列印路徑50重疊一次以使於列印時外部擋濺列印層40經由多次沾黏物件列印層34來獲得足夠支撐力，預設距離d1的大小可依據所用耗材的黏著力來加以設定。並且，列印路徑52與列印路徑50間的最大間距為預設間距g1，預設間距g1可依據列印環境（如氣流方向及強度、多色3D印表機1的列印孔徑或耗材的黏著力）來加以決定。
於一實施例中，列印路徑52每次與列印路徑50重疊時，其切入點與返回點並不重疊，而是距離預設間隙g3。藉此，當成型噴頭100沿列印路徑52列印時，可產生由多個子擋濺列印層所組成的外部擋濺列印層40的實體模型。並且，各子擋濺列印層間會形成預設間隙g3，以供使用者於列印完成後可快速拆除所印出的子擋濺列印層。並且，由於切入點與返回點並不重疊，所印出的各子擋濺列印層的兩端皆會生成獨立的支撐樑（即相鄰的子擋濺列印層不會共用同一根支撐樑），而可獲得更佳的支撐力。
請同時參閱圖9A及圖9B，圖9A為內部擋濺列印層的剖視示意圖，圖9B為內部擋濺列印層的俯視示意圖，用以說明如何添加內部擋濺列印層。
如圖9A所示，於本例子中，多色3D物件為開放殼件（即多色3D物件內部空間與外部空間相連通，而可窺探其內部空間）。多色3D物件經過路徑切層處理後可被切割為多個物件列印層70-78。並且，由於下方的物件列印層70的邊界超出上方的物件列印層72-78的邊界，當著色噴頭102對上方的物件列印層72-78進行上色時，墨水可能噴至下方的物件列印層70的表面而造成汙染。
為解決此問題，本發明是經由產生並設定至少一組擋濺路徑資料來於上方的全部或部分物件列印層72-78的內邊緣添加內部擋濺列印層80-82（圖9A是以添加擋濺列印層至物件列印層74、78為例）。藉此，所添加內部擋濺列印層80-82可於著色時遮擋朝下方的物件列印層70噴濺的墨水。
於一實施例中，本發明還可依據著色區域的位置來決定是否添加內部擋濺列印層。如圖9B所示，電子裝置2可先依據同層的物件影像資料識別物件列印層78的著色區域84的位置及/或範圍，再依據所識別的著色區域84的位置及/或範圍決定是否添加內部擋濺列印層與內部擋濺列印層的添加位置（如圖9B的例子中，是將內部擋濺列印層82添加於圍繞著色區域84的內邊緣的位置）。
此外，如同添加外部擋濺列印層，電子裝置2亦可設定擋濺路徑資料來使內部擋濺列印層82與物件列印層84具有重疊以使內部擋濺列印層82經由沾黏物件列印層84來獲得足夠的支撐力而不會坍塌。電子裝置2亦可設定擋濺路徑資料來使內部擋濺列印層82分割為多個子擋濺列印層（如圖9B所示內部擋濺列印層82的各區塊），且各子擋濺列印層間設定有間隙。藉此，於列印完成後，使用者可經由間隙來快速便利地拆除多個子擋濺列印層。
於一實施例中，各物件路徑資料、各物件影像資料及各擋濺路徑資料還分別記錄層數值，層數值用於描述各物件路徑資料、各物件影像資料及各擋濺路徑資料所對應的列印層的層數。舉例來說，第一層物件路徑資料/物件影像資料/擋濺路徑資料的層數值為“1”、第十層物件路徑資料/物件影像資料/擋濺路徑資料的層數值為“10”、第一百層物件路徑資料/物件影像資料/擋濺路徑資料的層數值為“100”，以此類推。
於一實施例中，物件路徑資料的總數量、物件影像資料的總數量及列印層的總數量是相同的，擋濺路徑資料的總數量不大於物件路徑資料的總數量。
復請參閱圖3，接著執行步驟S14：多色3D印表機1依據切層處理所產生的3D列印資料逐層進行3D列印來生成多色3D實體模型。
於一實施例中，步驟S14包括以下步驟。
步驟S206：多色3D印表機1的控制模組110是讀取第一層路徑資料，依據所讀取的路徑資料來控制成型噴頭100 列印第一層物件列印層。
於一實施例中，控制模組110是控制成型噴頭100沿物件路徑資料所描述的列印路徑來列印一層物件列印層，即控制成型噴頭100於此列印路徑所包括的多個座標值間移動列印。
於一實施例中，控制模組110於每次物件列印層列印完成時執行殘料回抽操作以避免成型噴頭100上的殘料沾黏已列印的物件列印層而降低列印品質。
步驟S208：於物件列印層列印完成後控制模組110判斷依據是否存在同層的擋濺路徑資料來判斷是否需列印當件列印層。
若控制模組110判斷需列印當件列印層，則執行步驟S210。否則，控制模組110執行步驟S212。
步驟S210：控制模組110讀取同層的擋濺路徑資料，並依據同層的擋濺路徑資料於已列印的物件列印層的邊緣列印擋濺列印層。所印出的擋濺列印層是圍繞且與已列印的物件列印層部分重疊。
於一實施例中，控制模組110是控制成型噴頭100沿擋濺路徑資料所描述的列印路徑來列印一層擋濺列印層，即控制成型噴頭100於此列印路徑所包括的多個座標值間移動列印。
於一實施例中，控制模組110於每次擋濺列印層列印完成時執行殘料回抽操作以避免成型噴頭100上的殘料沾黏已列印的物件列印層而降低列印品質。
步驟S212：控制模組110依據同層（即相同層數值）的物件影像資料控制著色噴頭102對已列印的第一層物件列印層進行著色，藉此完成一層物件列印層的列印及著色。
值得一提的是，於噴印過程中著色噴頭102噴濺至列印範圍外的墨水會被事先列印的擋濺噴印層所阻擋，不會噴濺至下方的物件列印層，而不會對下方的物件列印層造成汙染。
於一實施例中，各物件路徑資料包括多個座標值，同層的物件影像資料記錄有分別對應此多個座標值的多個色階。控制模組110是控制著色噴頭102依據各色階於已列印的列印層上對應座標值的位置噴印墨點。
於一實施例中，控制模組110讀取與於步驟S208中所讀取的物件路徑資料同層的物件影像資料，並依據所讀取的物件影像資料判斷對應的物件列印層是否需著色，並於判斷需著色時才控制著色噴頭102對已列印的物件列印層進行著色。
步驟S214：多色3D印表機1判斷是否所有物件列印層皆列印及著色，即多色3D實體模型已被完整地生成。多色3D印表機1於判斷列印完成時結束列印，並於判斷列印未完成時再次執行步驟S206以繼續列印下一層物件列印層。
本發明可有效避免墨水噴濺至下方已列印的物件列印層而造成混色，而可有效提升列印品質。
續請參閱圖3及圖4，圖4為本發明第二實施例的切層列印方法的部分流程圖。相較於圖3所示的實施例，於圖4的實施例中，切層列印方法的步驟S204包括以下步驟。
步驟S30：電子裝置2自第一層開始讀取物件路徑資料。
步驟S32：電子裝置2取得層數值低於所讀取的物件路徑資料的另一物件路徑資料。
舉例來說，若於步驟S30中電子裝置2是讀取第十層物件路徑資料，則於步驟S32中電子裝置2取得層數值小於10的一或多層物件路徑資料（如取得第九層物件路徑資料或取的第一層至第九層物件路徑資料）。
於一實施例中，電子裝置2於步驟S32中所取得的各物件路徑資料的層數值與於步驟S30中所讀取的物件路徑資料的層數值間的差值不大於預設的檢查層數。
舉例來說，若檢查層數為5，當電子裝置2是讀取第十層物件路徑資料時，會一併取得第五層至第九層的物件路徑資料，當電子裝置2是讀取第十五層物件路徑資料時，會一併取得第十層至第十四層的物件路徑資料。
步驟S34：電子裝置2判斷於步驟S32中所取得的物件路徑資料的邊界是否超出於步驟S30中所讀取的物件路徑資料的邊界，即判斷於當前讀取的物件列印層是否可完全遮蔽下方的其他物件列印層。
更進一步地，若物件列印層可完全遮蔽下方的其他物件列印層，則於後續著色時噴濺至列印範圍外的墨水不會汙染下方的其他物件列印層，反之亦然。
若電子裝置2判斷於步驟S32中所取得的任一物件路徑資料的邊界超出於步驟S30中所讀取的物件路徑資料的邊界，則執行步驟S36。否則，執行步驟S38。
步驟S36：電子裝置2產生擋濺列印層的擋濺路徑資料並設定擋濺路徑資料為使擋濺列印層圍繞同層的物件列印層的著色區域並與同層的物件列印層部分重疊。
步驟S38：電子裝置2判斷是否所有物件路徑資料皆已讀取。若電子裝置2判斷所有物件路徑資料皆已讀取，則執行步驟S14。否則，電子裝置2再次執行步驟S30。
續請參閱圖3及圖5，圖5為本發明第三實施例的切層列印方法的部分流程圖。相較於圖3所示的實施例，於圖5的實施例中，切層列印方法的步驟S204包括以下步驟。
步驟S40：電子裝置2自第一層開始讀取物件路徑資料。
步驟S42：電子裝置2判斷讀取的物件路徑資料是否滿足預設的擋濺列印層建置條件。
於一實施例中，電子裝置2是於所讀取的物件路徑資料的層數值符合設置層數或其倍數（即擋濺列印層建置條件）時執行步驟S44以產生擋濺路徑資料。
舉例來說，若設置層數為3及其倍數，則電子裝置2可於所讀取的物件路徑資料的層數值為3、6、9、12...時執行步驟S44來自動產生擋濺路徑資料。若設置層數為5及其倍數，則電子裝置2可於所讀取的物件路徑資料的層數值為5、10、15、20...時執行步驟S44來自動產生擋濺路徑資料。
於一實施例中，電子裝置2是讀取同層的物件影像資料，並於依據物件影像資料判斷同層的物件列印層包括著色區域（即擋濺列印層建置條件）時執行步驟S44來自動產生擋濺路徑資料。
若電子裝置2判斷滿足預設的需擋濺條件，則執行步驟S44。否則，電子裝置2執行步驟S48。
步驟S44：電子裝置2產生物件路徑資料的副本並作為擋濺路徑資料。
步驟S46：電子裝置2修改擋濺路徑資料來使擋濺列印層圍繞並與物件列印層部分重疊。
於一實施例中，電子裝置2依據預設間距（如圖8所示的預設間距g1）修改擋濺路徑資料來使擋濺列印層圍繞同層的物件列印層。
舉例來說，當欲添加外部擋濺列印層（如圖7A、7B）時電子裝置2是將擋濺路徑資料所對應的列印路徑擴大前述預設間距，來使修改後的擋濺路徑資料的列印路徑可圍繞與物件路徑資料的列印路徑。當欲添加內部擋濺列印層（如圖9A、9B）時電子裝置2是將擋濺路徑資料所對應的列印路徑縮小前述預設間距，來使物件路徑資料的列印路徑圍繞修改後的擋濺路徑資料的列印路徑。
於一實施例中，電子裝置2依據預設距離（如圖8所示的預設距離d1）修改擋濺路徑資料來使所對應的擋濺列印層至少每隔預設距離與物件列印層的邊緣重疊。藉此，可使所列印的擋濺列印層經由多次黏著所圍繞的物件列印層來獲得足夠的支撐力。
藉此，本發明可快速產生擋濺路徑資料。
步驟S48：電子裝置2判斷是否所有物件路徑資料皆已讀取。若電子裝置2判斷所有物件路徑資料皆已讀取，則執行步驟S14。否則，電子裝置2再次執行步驟S40。
續請同時參閱圖3、圖6、圖8、圖10A及圖10B，圖6為本發明第四實施例的切層列印方法的部分流程圖，圖10A為一實施例的擴張擋濺列印層的俯視示意圖，圖10B為另一實施例的擴張擋濺列印層的俯視示意圖。本實施例可經由於同一列印層中產生第二圈以上的擋濺列印層（下稱擴張擋濺列印層）的擋濺路徑資料（下稱擴張擋濺路徑資料）來增加擋濺範圍以降低避免下方的物件列印層被汙染的機率。
相較於圖3所示的實施例，於圖6的實施例中，切層列印方法的步驟S12包括步驟S50-S58。並且，步驟S50-S54是分別與圖3所示的步驟S200-S204相同或相似，於此不再贅述。
步驟S56：電子裝置2判斷是否需擴張擋濺範圍。具體而言，電子裝置2是判斷目前已產生的同層的擴張擋濺路徑資料的數量是否符合使用者的預先設定（如二組）。
若電子裝置2判斷需擴張擋濺範圍則執行步驟S58。否則，執行步驟S14。
步驟S58：電子裝置2產生多個擴張擋濺列印層的多個擴張擋濺路徑資料，並設定各擴張擋濺路徑資料為使各擴張擋濺列印層圍繞並與同層的前一組擋濺列印層部分重疊，其中各擴張擋濺路徑資料亦分別記錄有層數值。
舉例來說，如圖10A所示，電子裝置2於產生外部擋濺列印層40的擋濺路徑資料後可進一步產生擴張擋濺列印層90的擴張擋濺路徑資料，並可設定擴張擋濺路徑資料為使擴張擋濺列印層90圍繞並與外部擋濺列印層40部分重疊。由於擴張擋濺列印層90已與外部擋濺列印層40的外邊緣部分重疊，即便擴張擋濺列印層90未沾黏物件列印層34，亦可經由外部擋濺列印層40來獲得足夠的支撐力。
於另一例子中，如圖10B所示，電子裝置2 所產生的擴張擋濺列印層92除了圍繞並與外部擋濺列印層40的外邊緣部分重疊之外，還被分割為多個子擋濺列印層（如圖10B所示擴張擋濺列印層92的各區塊），且各子擋濺列印層間設定有間隙。藉此，於列印完成後，使用者可經由間隙來快速便利地拆除多個子擋濺列印層。
請一併參閱圖8，前述擴張擋濺列印層92的擴張擋濺路徑資料描述自位置64移動至位置66的列印路徑54。具體而言，於列印過程中當成型噴頭100沿列印路徑54進行列印後可生成對應擴張擋濺列印層92的實體模型。
於一實施例中，列印路徑54是至少每隔預設距離d2與列印路徑52重疊一次以使於列印時擴張擋濺列印層92經由多次沾黏外部擋濺列印層40來獲得支撐力，預設距離d2的大小可依據所用耗材的黏著力來加以設定。
並且，列印路徑54與列印路徑52間的最大間距為預設間距g2，預設間距g2是依據列印環境（如氣流方向及強度、多色3D印表機1的列印孔徑或耗材的黏著力）。更進一步地，由於擴張擋濺列印層92並不會直接沾黏物件列印層34，而可能導致支撐力不足，故前述預設間距g2較佳地是小於預設間距g1，以藉由增加沾黏面積來增加獲得的支撐力。
於一實施例中，列印路徑54每次與列印路徑52重疊時，其切入點與返回點並不重疊，而是距離預設間隙g4（預設間隙g4可與預設間隙g3相同或不同）。藉此，當成型噴頭100沿列印路徑54列印時，可產生由多個子擋濺列印層所組成的擴張擋濺列印層92的實體模型。並且，各子擋濺列印層間會形成預設間隙g4，以供使用者於列印完成後可快速拆除所印出的子擋濺列印層。並且，由於切入點與返回點並不重疊，所印出的各子擋濺列印層的兩端皆會生成獨立的支撐樑，而可獲得足夠的支撐力。
接著，電子裝置2再次執行步驟S56以再次判斷是否需擴張擋濺範圍。
藉此，本發明可有效增加擋濺範圍，而可有效避免列印失敗。
以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。
10‧‧‧成型噴頭
12‧‧‧著色噴頭
140、142‧‧‧列印層
1‧‧‧多色3D印表機
100‧‧‧成型噴頭
102‧‧‧著色噴頭
104‧‧‧記憶模組
106‧‧‧連接模組
108‧‧‧人機介面
110‧‧‧控制模組
2‧‧‧電子裝置
20‧‧‧切層軟體
30-38、70-78‧‧‧物件列印層
40-42‧‧‧外部擋濺列印層
50-54‧‧‧列印距離
60-66‧‧‧位置
80-82‧‧‧內部擋濺列印層
84‧‧‧著色區域
90-92‧‧‧擴張擋濺列印層
d1、d2‧‧‧預設距離
g1、g2‧‧‧預設間距
g3、g4‧‧‧預設間隙
S10-S14‧‧‧切層列印步驟
S200-S204‧‧‧切層步驟
S206-S214‧‧‧列印步驟
S30-S38‧‧‧第一擋濺路徑資料產生步驟
S40-S48‧‧‧第二擋濺路徑資料產生步驟
S50-S58‧‧‧切層及擴張擋濺範圍步驟
圖1A為相關技術的多色3D印表機的第一列印示意圖。
圖1B為相關技術的多色3D印表機的第二列印示意圖。
圖1C為相關技術的多色3D印表機的第三列印示意圖。
圖1D為相關技術的多色3D印表機的第四列印示意圖。
圖2為本發明第一實施例的多色3D印表機的架構圖。
圖3為本發明第一實施例的切層列印方法的流程圖。
圖4為本發明第二實施例的切層列印方法的部分流程圖。
圖5為本發明第三實施例的切層列印方法的部分流程圖。
圖6為本發明第四實施例的切層列印方法的部分流程圖。
圖7A為外部擋濺列印層的剖視示意圖。
圖7B為外部擋濺列印層的俯視示意圖。
圖8為列印路徑的示意圖。
圖9A為內部擋濺列印層的剖視示意圖。
圖9B為內部擋濺列印層的俯視示意圖。
圖10A為一實施例的擴張擋濺列印層的俯視示意圖。
圖10B為另一實施例的擴張擋濺列印層的俯視示意圖。

Claims (10)

  1. 一種多色3D物件的切層列印方法，包括： a) 載入一多色3D物件的一3D資料並讀取該多色3D物件的一座標資訊及一顏色資訊； b) 依據該座標資訊執行一路徑切層處理來產生多個物件列印層的多個物件路徑資料，其中各該物件路徑資料分別記錄有一層數值； c) 依據該顏色資訊執行一影像切層處理來產生該多個物件列印層的多個物件影像資料，其中各該物件影像資料分別記錄有該層數值； d) 依據該多個物件路徑資料產生多個擋濺列印層的多個擋濺路徑資料，並設定各該擋濺路徑資料為使各該擋濺列印層與同層的該物件列印層的邊緣部分重疊，其中各該擋濺路徑資料分別記錄有該層數值；及 e) 控制一多色3D印表機的一成型噴頭依據該物件路徑資料逐層列印該多個物件列印層，於該物件列印層列印完成時依據同層的擋濺路徑資料於已列印的該物件列印層的邊緣列印部分重疊的該擋濺列印層，並於該擋濺列印層列印完成時依據同層的該物件影像資料控制該多色3D印表機的一著色噴頭對已列印的該物件列印層進行著色。
  2. 如請求項1所述之多色3D物件的切層列印方法，其中該步驟d包括： d1) 逐層讀取各該物件路徑資料； d2) 於讀取該物件路徑資料時取得該層數值低於所讀取的該物件路徑資料的另一該物件路徑資料；及 d3) 於判斷對應所取得的該物件路徑資料的該列印層的邊界超出對應所讀取的該物件路徑資料的該列印層的邊界時產生並設定與所讀取的該物件路徑資料同層的該擋濺路徑資料。
  3. 如請求項2所述之多色3D物件的切層列印方法，其中該步驟d2是取得該多個物件路徑資料，所取得的各該物件路徑資料的該層數值與所讀取的該物件路徑資料的該層數值間的差值不大於一檢查層數。
  4. 如請求項1所述之多色3D物件的切層列印方法，其中該步驟d)包括一步驟d4) 於任一該物件路徑資料的該層數值符合一設置層數時產生並設定與符合的該物件路徑資料同層的該擋濺路徑資料。
  5. 如請求項1所述之多色3D物件的切層列印方法，其中該步驟d包括： d5) 於判斷任一該物件路徑資料需產生同層的該擋濺路徑資料時產生該物件路徑資料的一副本並作為該擋濺路徑資料； d6) 依據一預設間距修改該擋濺路徑資料來使所對應的該擋濺列印層圍繞並與同層的該物件列印層部分重疊；及 d7) 依據一預設距離修改該擋濺路徑資料來使所對應的該擋濺列印層至少每隔該預設距離與該物件列印層的邊緣重疊。
  6. 如請求項1所述之多色3D物件的切層列印方法，其中該步驟d是於依據同層的該物件影像資料判斷任一該物件列印層需著色時產生同層的該擋濺路徑資料並設定該擋濺路徑資料為使該擋濺列印層與該物件列印層的外邊緣部分重疊。
  7. 如請求項1所述之多色3D物件的切層列印方法，其中該步驟d是於判斷該多色3D物件為開放殼件且依據同層的該物件影像資料判斷任一該物件列印層需著色時產生同層的該擋濺路徑資料並設定該擋濺路徑資料為使該擋濺列印層與該物件列印層的內邊緣部分重疊。
  8. 如請求項1所述之多色3D物件的切層列印方法，其中於該步驟d)之後，該步驟e)之前更包括一步驟f) 產生多個擴張擋濺列印層的多個擴張擋濺路徑資料，並設定各該擴張擋濺路徑資料為使各該擴張擋濺列印層圍繞並與同層的該擋濺列印層部分重疊，其中各該擴張擋濺路徑資料分別記錄有該層數值。
  9. 如請求項8所述之多色3D物件的切層列印方法，其中該步驟f是設定各該擴張擋濺路徑資料為使各該擴張擋濺列印層至少每隔一預設距離與該擋濺列印層重疊。
  10. 如請求項1所述之多色3D物件的切層列印方法，其中該步驟e是於每次該物件列印層列印完成時執行一殘料回抽操作，再列印同層的該擋濺列印層。
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