TWI655108B - 立體列印裝置及其噴頭的座標偏差補償方法 - Google Patents

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謝啟文
Chi Wen Hsieh
張昱詮
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吳其潔
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Abstract

一種立體列印裝置及其噴頭的座標偏差補償方法，此噴頭的座標偏差補償方法包括下列步驟。依據校正模型，控制第一噴頭與第二噴頭於平台上列印出一測試立體物件。此測試立體物件包括分別對應至多個補償參數的多個關聯結構，各關聯結構包括第一子結構與第二子結構，且第一子結構是由第一成型材所建構而第二子結構由第二成型材所建構。藉由觀測各關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度，以利於從這些關聯結構中挑選一最佳關聯結構所對應的補償參數對第一噴頭或第二噴頭的基準列印座標進行補償。

Description

立體列印裝置及其噴頭的座標偏差補償方法
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噴頭的座標偏差補償方法。
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，最終形成立體物體。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。
目前利用上述快速成型法形成立體物品的立體列印裝置，多是利用饋料機構將熱熔性成型材傳送至噴頭，再經由饋料加熱構造與噴頭將其加熱熔融並逐層塗佈於平台上而形成立體物體。為了增加立體列印裝置的實用度與立體列印物體的多樣性，業界逐漸開始研發具有多個噴頭的列印頭模組，這些噴頭可將不同顏色或不同材質的成型材交替地塗佈於平台上。然而，對於具有多噴頭的列印頭模組而言，可能因為工廠的組裝誤差或使用上的種種因素而導致這些噴頭從預定位置偏移，並因此造成這些噴頭之間的相對位置產生偏移誤差。此多噴頭間的偏移誤差會造成相異成型材之間的接合處發生錯位、重疊等接合不順的現象發生。如此，將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。
有鑑於此，本發明提供一種立體列印裝置及其噴頭的座標偏差補償方法，可針對噴頭間的偏移誤差進行相對應的補償與校正，藉此提昇立體列印裝置的列印品質。
本發明提出一種噴頭的座標偏差補償方法，此方法適用包括平台、第一噴頭與第二噴頭的立體列印裝置。此第一噴頭用以饋送第一成型材而此第二噴頭經用以饋送第二成型材，所述噴頭的座標偏差補償方法包括下列步驟。選取一校正模型，此校正 模型關聯於多個補償參數，各補償參數對應於於一基準列印座標下的第一噴頭及第二噴頭之間的偏移值。依據一校正模型，控制第一噴頭與第二噴頭於平台上列印出一測試立體物件。此測試立體物件包括分別對應至多個補償參數的多個關聯結構，各關聯結構包括第一子結構與第二子結構，且第一子結構是由第一成型材所建構而第二子結構由第二成型材所建構。依據每一關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度，選取這些關聯結構其中之一所對應的多個補償參數其中之一。利用依據測試立體物件所選取出來的這些補償參數其中之一對第一噴頭或第二噴頭的基準列印座標進行補償。
在本發明的一實施例中，在上述的依據校正模型，控制第一噴頭與第二噴頭於平台上列印出測試立體物件的步驟之前，所述方法更包括：依據校正模型，控制第一噴頭於平台上列印測試立體物件的平面底板。
在本發明的一實施例中，上述的依據校正模型，控制第一噴頭與第二噴頭於平台上列印出測試立體物件的步驟包括：控制第一噴頭將第一成型材逐層堆疊於平台上方，以形成各關聯結構的第一子結構。控制第二噴頭將第二成型材逐層堆疊於平台上方，以形成各關聯結構的第二子結構。此第一子結構包括多個第一切層物件，且此第二子結構包括多個第二切層物件。
在本發明的一實施例中，上述的第一切層物件的數量與第二切層物件的數量大於等於10層。
在本發明的一實施例中，上述的各補償參數包括對應至第一方向的第一向量補償參數以及對應至第二方向的第二向量補償參數，且第一方向與第二方向分別與平台的法線方向垂直。
在本發明的一實施例中，上述的第一子結構投影於平台上的第一截面圖案與第二子結構投影於平台上的第二截面圖案相同，且第二子結構沿平台的法線方向而堆疊於第一子結構的上方。
在本發明的一實施例中，上述的依據關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度，選取關聯結構其中之一所對應的補償參數其中之一的步驟包括：基於各關聯結構中第二子結構堆疊於第一子結構上方的覆蓋率，決定各關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度，其中覆蓋率越大則關聯程度越高。依據各關聯結構的關聯程度，從這些關聯結構中挑選具有最高的關聯程度的最佳關聯結構。
在本發明的一實施例中，上述的第一子結構投影於平台上的第一截面圖案與第二子結構投影於平台上的第二截面圖案不相同，且第一子結構相鄰於第二子結構且各自堆疊於平台的承載面上。
在本發明的一實施例中，上述的依據關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度，選取關聯結構其中之一所對應的補償參數其中之一的步驟包括：基於第一子結構的第一基準點與第二子結構的第二基準點之間的測試距離，決定各關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度，其中測試距離越短 則關聯程度越高。依據各關聯結構的關聯程度，從這些關聯結構中挑選具有最高的關聯程度的最佳關聯結構。
從另一觀點來看，本發明提出一種立體列印裝置，其包括平台、列印模組以及耦接列印模組的控制器。平台包括一承載面，列印模組設置於此平台上並包括第一噴頭、第二噴頭以及基座。第一噴頭經配置以饋送第一成型材，第二噴頭經配置以饋送第二成型材。此基座承載第一噴頭與第二噴頭，並經配置以沿著基準面移動以及沿著基準面的法線方向移動。控制器接收一校正模型，此校正模型關聯於多個補償參數，各補償參數對應於一基準列印座標下的第一噴頭及第二噴頭之間的偏移值。控制器依據校正模型控制列印模組於平台上列印一測試立體物件。此測試立體物件包括分別對應至多個補償參數的多個關聯結構，且各關聯結構包括第一子結構與第二子結構。並且，控制器控制第一噴頭將第一成型材逐層堆疊於平台上方以形成各關聯結構的第一子結構，並控制第二噴頭將第二成型材逐層堆疊於平台上方以形成各關聯結構的第二子結構。再者，這些補償參數中的一最佳補償參數是基於各關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度而決定。當控制器獲取此最佳補償參數，控制器由依據該測試立體物件所選取的最佳補償參數對第一噴頭或第二噴頭的列印座標進行校正。
基於上述，在本發明的實施範例中，先依據預定的校正模型列印出一測試立體物件，此立體物件包括多個關聯結構。這 些關聯結構分別由相異的成型材所構成，且不同的成型材分別由不同的噴頭饋出並塗佈於平台上方。各關聯結構依據校正模型具有不同的預設關聯程度並且各自對應至不同的補償參數值。藉此，透過觀察多個關聯結構的實際關聯程度，可據以得知相異噴頭間的偏移狀態，並獲取符合現狀的補償參數來對相異噴頭的列印座標進行校正與補償。
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。
100‧‧‧立體列印裝置
200‧‧‧電腦主機
110‧‧‧平台
120‧‧‧列印模組
121‧‧‧第一噴頭
122‧‧‧第二噴頭
123‧‧‧基座
130‧‧‧控制器
20a‧‧‧第一成型材
20b‧‧‧第二成型材
80‧‧‧立體物件
S1‧‧‧承載面
△X‧‧‧第一偏移量
△Y‧‧‧第二偏移量
40c、510、610‧‧‧平面底板
40、500、600‧‧‧測試立體物件
P1‧‧‧第一基準點
P2‧‧‧第二基準點
d1‧‧‧測試距離
410、521、522、523、524、580、621、622、623‧‧‧關聯結構
40a、521_1、522_1、523_1、524_1、530、621_1、622_1、623_1‧‧‧第一成型材
40b、521_2、522_2、523_2、524_2、540、621_2、622_2、623_2‧‧‧第二成型材
S710~S730‧‧‧本發明一實施例所述的噴頭的座標偏差補償方法的各步驟
下面的所附圖式是本揭露的說明書的一部分，繪示了本揭露的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本揭露的原理。
圖1是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的工作情境的方塊示意圖。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的示意圖。
圖3A是依照圖2之實施例所繪示的未具有偏移誤差的列印模組的上視示意圖。
圖3B是依照圖2之實施例所繪示的具有偏移誤差的列印模組的上視示意圖。
圖4是依照本發明一實施例所繪示的測試立體物件的範例示 意圖。
圖5A是依照本發明一實施例所繪示的測試立體物件的上視示意圖。
圖5B為依照本發明一實施例所繪示的決定關聯結構之關聯程度的示意圖。
圖6A是依照本發明一實施例所繪示的測試立體物件的上視示意圖。
圖6B是依照本發明一實施例所繪示的測試立體物件的側視示意圖。
圖7是依照本發明實施例所繪示的噴頭的座標偏差補償方法的流程圖。
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之立體列印裝置的工作情境的方塊示意圖。請參照圖1，本實施例的立體列印裝置100適於依據一立體模型資訊列印出一立體物件。進一步來說，電 腦主機200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，本發明並不對電腦主機200的種類加以限制。電腦主機200可編輯與處理一立體物件的立體模型並傳送相關的立體模型資訊至立體列印裝置100，使立體列印裝置100可依據立體模型資訊列印出立體的物件。在本實施例中，立體模型可為一立體數位圖像檔案，其可例如由一電腦主機200透過電腦輔助設計(computer-aided design，CAD)或動畫建模軟體等建構而成，且電腦主機200對此立體模型執行一切層處理而獲取關聯於多個的切層物件的立體模型資訊，使立體列印裝置100可依據這些切層物件所對應的立體模型資訊而依序列印出各切層物件，最終以形成完整的立體物件。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的示意圖。請參照圖2，立體列印裝置100包括平台110、列印模組120以及控制器130，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。平台110包括一承載面S1，用以承載列印中的立體物件80。列印模組120設置於平台110的上方，並包括第一噴頭121、第二噴頭122以及基座123。第一噴頭121經配置以饋送第一成型材20a，第二噴頭122經配置以饋送第二成型材20b。此基座123承載第一噴頭121與第二噴頭122，並經配置以沿著XY面移動以及沿著XY面的法線方向(Z軸向)移動。基座123可移動地設置於平台110上方，致使第一噴頭121與第二噴頭122將第一成型材20a以及第二成型材20b塗佈於平台110的承載面S1上 方。
再者，控制器130耦接平台110以及列印模組120，可用以讀取電腦主機100提供的立體模型資訊，並依據立體模型資訊來控制立體列印裝置100的整體運作而列印出立體物件80。舉例來說，控制器130可依據立體數位模型資訊而控制基座123的移動路徑。控制器130例如是中央處理器、晶片組、微處理器、嵌入式控制器等具有運算功能的設備，在此不限制。
進一步來說，控制器130可依據立體模型資訊控制基座123於平台110上方移動，並控制饋料機構(例如：饋料滾輪)將第一成型材20a以及第二成型材20b分別饋送至第一噴頭121以及第二噴頭的122。如此，透過控制器130的控制，列印模組120可交替地將第一成型材20a以及第二成型材20b塗佈於平台110上，以列印出由第一成型材20a以及第二成型材20b建構而成的立體物件80。在本實施例中，第一成型材20a以及第二成型材20b可為適用於熔絲製造式(Fused Filament Fabrication,FFF)與熔化壓模式(Melted and Extrusion Modeling)等製作方法的各種適合材料，本發明對此不限制。另外，第一成型材20a以及第二成型材20b例如是具有不同色彩的同材質成型材，但本發明不以此為限。
圖3A是依照圖2之實施例所繪示的未具有偏移誤差的列印模組120的上視示意圖。請參照圖3A，第一噴頭121以及第二噴頭的122固定地設置於基座123上，控制器130藉由控制基座 123於XY平面上的移動來將第一噴頭121以及第二噴頭的122移動至適當的位置。基此，第一噴頭121可將第一成型材20a噴印於平台110上由立體模型資訊所指定的特定位置上，且第二噴頭122也可將第二成型材20b噴印於平台110上由立體模型資訊所指定的特定位置上。
然而，第一噴頭121以及第二噴頭122可能因為工廠的組裝誤差或使用上的種種因素，而導致第一噴頭121以及第二噴頭122之間的相對位置產生偏移誤差。圖3B是依照圖2之實施例所繪示的具有偏移誤差的列印模組120的上視示意圖。請參照圖3B，圖3B中的第二噴頭122可能因為組裝上的誤差而並非位於預設位置上。如圖3B所示，第二噴頭於X軸方向上偏移了第一偏移量△X並於Y軸方向上偏移了第二偏移量△Y。如此，倘若第一噴頭121以及第二噴頭122之間的相對位置因為第二噴頭122發生偏移而不符合一預設關係，控制器130便無法透過控制基座123而將第二噴頭122移動至立體列印資訊所指定的列印位置。
於本發明的實施例中，控制器130接收並讀取一校正模型的立體列印資訊，並依據此校正模型的立體列印資訊控制列印模組120於平台110上列印一測試立體物件。於本發明的實施例中，可經由觀測測試立體物件上的多個關聯結構而得知第一噴頭121以及第二噴頭122的偏移程度。這些關聯結構各自包括第一子結構與第二子結構，其中第一子結構是由第一成型材20a所建構成而第二子結構是由第二成型材20b所建構成。
為了清楚說明本發明，圖4是依照本發明一實施例所繪示的測試立體物件的範例示意圖。於圖4所示的範例中，測試立體物件40僅具有一個關聯結構410，關聯結構410由第一子結構40a以及第二子結構40b所構成。此外，本範例之測試立體物件40更具有一平面底板40c。然，圖4僅為一示範性實施例，並非用以限定本發明。於其他範例實施例中，關聯結構的數量也可以是複數個，本發明對此不限制。再者，第一子結構以及第二子結構的關聯圖形樣式也可依據實際需求而改變，本發明對此不限制。
為了得知第一噴頭121以及第二噴頭122的實際偏移狀態，於本發明的實施例中，測試立體物件具備分別對應至多個補償參數的多個關聯結構。詳細來說，控制器130控制第一噴頭121將第一成型材20a逐層堆疊於平台110上方以形成各關聯結構的第一子結構，並控制第二噴頭122將第二成型材逐20b層堆疊於平台上方以形成各關聯結構的第二子結構。
需特別說明的是，各關聯結構的第一子結構與第二子結構依據校正模型資訊而具有相異的相對位置關係，因此各關聯結構中第一子結構與第二子結構的預設關聯程度也有所不同。因此，藉由觀測實際列印出來的各關聯結構的關聯程度可得知第一噴頭121與第二噴頭122的偏移狀態。具體來說，本實施例的立體列印裝置100還可包括設置於平台110上方的一影像擷取單元，控制器130控制影像擷取單元朝平台110上方的測試立體物件擷取一影像，並透過影像處理與分析的方式來辨識各關聯結構 的關聯程度。然而，本發明對於如何觀測測試立體物件的實施態樣並不限制。於另一實施例當中，也可藉由立體列印裝置100的操作者來自行辨識出各關聯結構的關聯程度。
此外，於本發明的實施例中，第一子結構包括多個第一切層物件，第二子結構包括多個第二切層物件。立體列印裝置100藉由列印多層第一切層物件以及多層第二切層物件來形成第一子結構與第二子結構，可增加辨識各關聯結構的關聯程度的準確度。舉例來說，當單一切層物件的厚度設定為0.1毫米(mm)時，立體列印裝置的作者較難以依據厚度分別為0.1毫米的第一子結構與第二子結構來判斷第一子結構與第二子結構之間的關聯程度。另外，倘若第一子結構與第二子結構僅包括單一切層物件，該單一切層物件可能因為第一噴頭121以及第二噴頭122於塗佈時所產生的按壓而無法確切的體現各關聯結構的關聯程度。於一較佳實施例中，第一切層物件的數量與第二切層物件的數量大於等於10層。舉例而言，當單一切層物件的厚度設定為0.1毫米(mm)時，且第一切層物件的數量與第二切層物件的數量皆為10層，操作者可依據厚度分別為1毫米的第一子結構與第二子結構而準確地辨識第一子結構與第二子結構之間的關聯程度。
值得一提的是，於本發明的實施例中，控制器130可依據校正模型資訊而控制第一噴頭121於平台110上列印測試立體物件的平面底板(如圖4所示的平面底板40c)。具體來說，立體列印裝置100首先於平台110上列印測試立體物件的平面底板， 接著，控制器130再分別控制第一噴頭121以及第二噴頭122於平面底板上繼續列印組成各關聯結構的第一子結構與第二子結構。基於此平面底板的設置，可讓操作者更利於將測試立體物件取下並觀察。
於是，這些補償參數中的一最佳補償參數是基於各關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度而決定。當控制器130獲取此最佳補償參數，控制器130利用最佳補償參數對第一噴頭121或第二噴頭122的列印座標進行校正與補償。於本發明的實施例中，各個補償參數可包括對應至X軸方向的第一向量補償參數以及對應至Y軸方向的第二向量補償參數，且X軸方向與Y軸方向分別與平台110的法線方向(Z軸向)垂直。
也就是說，控制器130在得到關聯於第一噴嘴121以及第二噴嘴122的最佳補償參數後，可依據此最佳補償參數來對第一噴嘴121以及第二噴嘴122接下來欲執行的工作的預設工作座標進行補償及校正，使第一噴嘴121以及第二噴嘴122能依據此校正後的工作座標而移位至正確的工作點上執行工作，而不會因第一噴嘴121以及第二噴嘴122的組裝誤差而影響到欲執行的工作的執行良率以及精確度。
需說明的是，本發明基於各關聯結構的關聯程度來決定用以校正噴嘴的列印座標的最佳補償參數。對於第一子結構與第二子結構的截面形狀，本發明並不限制。本發明具備通常知識者可基於上述說明而自行決定第一子結構與第二子結構的截面形 狀。再者，第一子結構與第二子結構可基於不同的堆疊方式而形成於平台上，因此各關聯結構之關聯程度的辨識方式也將反應於上述差異而有所不同。以下將列舉兩範例實施方式以詳細說明本發明。
圖5A是依照本發明一實施例所繪示的測試立體物件的上視示意圖。請參照圖5A，假設本範例之測試立體物件500上的第一子結構投影於平台110上的第一截面圖案與第二子結構投影於平台110上的第二截面圖案不相同，且第一子結構相鄰於第二子結構且各自堆疊於平台110的承載面S1上。
詳細來說，請先參照圖5A，測試立體物件500包括多個關聯結構521、關聯結構522、關聯結構523、關聯結構524以及平面底板510。關聯結構521~524各自包括由第一成型材20a構成的第一子結構521_1、第一子結構522_1、第一子結構523_1以及第一子結構524_1，且關聯結構521~524各自包括由第二成型材20b構成的第二子結構521_2、第二子結構522_2、第二子結構523_2以及第二子結構524_2。如圖5A所示，依據預先設置的校正模型，各關聯結構521~524中的第一子結構與第二子結構間的關聯程度並不相同，且關聯結構521~524分別對應至不同的補償參數。於一實施範例中，這些第一子結構521_1~524_1以及第二子結構521_2~524_2可於平板510上方形成相互交錯的肋條結構。
於是，依據各關聯結構521~524的關聯程度，可從關聯 結構521~524中挑選具有最高的關聯程度的最佳關聯結構。於本範例中，由於關聯結構521的關聯程度最高，關聯結構521將被視為最佳關聯結構，並依據關聯結構521所對應的補償參數來對第一噴嘴121以及第二噴嘴122進行列印座標的補償與校正。
圖5B為依照本發明一實施例所繪示的決定關聯結構之關聯程度的示意圖。請參照圖5B，於本發明的一實施例中，控制器130或立體列印裝置100的操作者可基於第一子結構530的第一基準點P1與第二子結構540的第二基準點P2之間的測試距離d1，而決定關聯結構580中第一子結構530與第二子結構580之間的關聯程度，其中測試距離d1越短則關聯結構580的關聯程度越高。需說明的是，第一基準點以及第二基準點的設置可基於實際應用狀況而定，本發明對此不限制。本領域具備通常知識者應當可基於上述說明而決定適當的第一基準點以及第二基準點。
圖6A是依照本發明一實施例所繪示的測試立體物件的上視示意圖。圖6B是依照本發明一實施例所繪示的測試立體物件的側視示意圖。請參照圖6A與圖6B，假設本範例之測試立體物件600上的第一子結構投影於平台110上的第一截面圖案與第二子結構投影於平台110上的第二截面圖案相同，且第二子結構沿平台110的法線方向(Z軸向)而堆疊於第一子結構的上方。
詳細來說，請先參照圖6A與圖6B，測試立體物件600包括多個關聯結構621、關聯結構622、關聯結構623以及平面底板610。關聯結構621~623各自包括由第一成型材20a構成的第 一子結構621_1、第一子結構622_1以及第一子結構623_1，且關聯結構621~623各自包括由第二成型材20b構成的第二子結構621_2、第二子結構622_2以及第二子結構623_2。於本範例實施例中，第一子結構621_1~623_1以及第二子結構621_2~623_2的截面圖案分別呈現十字狀，但非以限定本發明。如圖6A所示，依據預先設置的校正模型，各關聯結構621~623中的第一子結構與第二子結構間的關聯程度並不相同，且關聯結構621~623分別對應至不同的補償參數。
於是，依據各關聯結構621~623的關聯程度，可從關聯結構621~623中挑選具有最高的關聯程度的最佳關聯結構。詳細來說，於本範例中，控制器130或立體列印裝置100的操作者可基於各關聯結構621~623中第二子結構621_2~623_2堆疊於第一子結構621_1~623_1上方的覆蓋率，而決定各關聯結構621~623中第一子結構621_1~623_1與該第二子結構621_2~623_2之間的關聯程度。可以知道的是，覆蓋率越大則關聯程度越高。
基此，於本範例中，由於關聯結構621中第二子結構621_2完全的覆蓋第一子結構621_1，因此關聯結構621的關聯程度最高。關聯結構621將被視為最佳關聯結構，並依據關聯結構621所對應的補償參數來對第一噴嘴121以及第二噴嘴122進行列印座標的補償與校正。
基於前述圖1~圖6B的相關說明，圖7是依照本發明實施例所繪示的噴頭的座標偏差補償方法的流程圖。請同時參照圖2 以及圖7，噴頭的座標偏差補償方法適於校正多個噴頭的列印座標，並且包括下列步驟。於步驟S710中，控制器130接收一校正模型，此校正模型關聯於多個補償參數，各補償參數對應於一基準列印座標下的第一噴頭及第二噴頭之間的偏移值。於步驟S720中，控制器130依據此校正模型，控制第一噴頭121與第二噴頭122於平台110上列印出測試立體物件。此測試立體物件包括分別對應至多個補償參數的多個關聯結構，各關聯結構包括第一子結構與第二子結構，且第一子結構是由第一成型材20a所建構而第二子結構由第二成型材20b所建構。
步驟S720可分成子步驟S721~S722而實施之。首先，控制器130控制第一噴頭121將第一成型材20a逐層堆疊於平台110上方，以形成各關聯結構的第一子結構(步驟S721)。之後，控制器130控制第二噴頭將第二成型材20b逐層堆疊於平台110上方，以形成各關聯結構的第二子結構(步驟S722)。於步驟S730中，控制器130依據每一關聯結構中第一子結構與第二子結構之間的關聯程度，選取這些關聯結構其中之一所對應的多個補償參數其中之一。最後，於步驟S740中，控制器130由依據測試立體物件所選取的這些補償參數其中之一對第一噴頭121或第二噴頭122的基準列印座標進行補償。換言之，控制器130可利用最佳關聯結構所對應的補償參數對第一噴頭或第二噴頭的列印座標進行校正。
綜上所述，在本發明的實施範例中，測試立體物件的關 聯結構由相異的成型材所構成，且不同的成型材分別由不同的噴頭饋出並塗佈於平台上方。各關聯結構依據校正模型具有不同的預設關聯程度並且各自對應至不同的補償參數值。藉此，透過觀察多個關聯結構的實際關聯程度，可據以取符合現狀的補償參數來對相異噴頭的列印座標進行校正與補償。其中，藉由呈現多層結構的第一子結構與第二子結構，可讓操作者或立體列印裝置更準確且快速的辨識出噴頭的偏移誤差。如此，可改善因噴頭偏移所造成之相異成型材之間的接合處發生錯位、重疊等接合不順的現象，因而提高立體列印裝置的列印品質及列印良率。
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。

Claims (11)

  1. 一種噴頭的座標偏差補償方法，適用於控制一第一噴頭及一第二噴頭於一平台上進行座標偏差補償，其中該第一噴頭用以饋送一第一成型材而該第二噴頭用以饋送一第二成型材，所述噴頭的座標偏差補償方法包括：接收一校正模型，該校正模型關聯於多個補償參數，各該補償參數對應於一基準列印座標下的該第一噴頭及該第二噴頭之間的偏移值；依據該校正模型控制該第一噴頭與該第二噴頭於該平台上列印出一測試立體物件，其中該測試立體物件包括分別對應至該些補償參數的多個關聯結構，各該關聯結構包括一第一子結構與一第二子結構，且該第一子結構是由該第一成型材所建構而該第二子結構由該第二成型材所建構，該第一子結構與該第二子結構各自包括沿一第一方向延伸的部位與沿一第二方向延伸的部位；依據該些關聯結構中該第一子結構與該第二子結構之間的一關聯程度，選取該些關聯結構其中之一最佳關聯結構所對應的該些補償參數其中之一；以及由依據該測試立體物件所選取的該些補償參數其中之一對該第一噴頭或該第二噴頭的該基準列印座標進行補償，其中各所述補償參數包括對應至該第一方向的一第一向量補償參數以及對應至該第二方向的一第二向量補償參數，且該第一方向與該第二方向分別與該平台的法線方向垂直。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的噴頭的座標偏差補償方法，其中在依據該校正模型控制該第一噴頭與該第二噴頭於該平台上列印出該測試立體物件的步驟之前，更包括：依據該校正模型，控制該第一噴頭於該平台上列印該測試立體物件的一平面底板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的噴頭的座標偏差補償方法，其中依據該校正模型，控制該第一噴頭與該第二噴頭於該平台上列印出該測試立體物件的步驟包括：控制該第一噴頭將該第一成型材逐層堆疊於該平台上方，以形成各所述關聯結構的該第一子結構，其中該第一子結構包括多個第一切層物件；以及控制該第二噴頭將該第二成型材逐層堆疊於該平台上方，以形成各所述關聯結構的該第二子結構，其中該第二子結構包括多個第二切層物件。
  4. 如申請專利範圍第3項所述噴頭的座標偏差補償方法，其中所述第一切層物件的數量與所述第二切層物件的數量大於等於10層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的噴頭的座標偏差補償方法，其中該第一子結構投影於該平台上的一第一截面圖案與該第二子結構投影於該平台上的一第二截面圖案相同，且該第二子結構沿該平台的法線方向而堆疊於該第一子結構的上方。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的噴頭的座標偏差補償方法，其中依據該些關聯結構中該第一子結構與該第二子結構之間的該關聯程度，選取該些關聯結構其中之一所對應的該些補償參數其中之一的步驟包括：基於各所述關聯結構中該第二子結構堆疊於該第一子結構上方的一覆蓋率，決定各所述關聯結構中該第一子結構與該第二子結構之間的該關聯程度，其中該覆蓋率越大則該關聯程度越高；以及依據各所述關聯結構的該關聯程度，從所述關聯結構中挑選具有最高的該關聯程度的該最佳關聯結構。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的噴頭的座標偏差補償方法，其中該第一子結構投影於該平台上的一第一截面圖案與該第二子結構投影於該平台上的一第二截面圖案不相同，且該第一子結構相鄰於該第二子結構且各自堆疊於該平台的一承載面上。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的噴頭的座標偏差補償方法，其中依據該些關聯結構中該第一子結構與該第二子結構之間的該關聯程度，選取該些關聯結構其中之一所對應的該些補償參數其中之一的步驟包括：基於該第一子結構的一第一基準點與該第二子結構的一第二基準點之間的一測試距離，決定各所述關聯結構中該第一子結構與該第二子結構之間的該關聯程度，其中該測試距離越短則該關聯程度越高；以及依據各所述關聯結構的該關聯程度，從所述關聯結構中挑選具有最高的該關聯程度的該最佳關聯結構。
  9. 一種立體列印裝置，包括：一平台，包括一承載面；一列印模組，設置於該平台上方，包括一第一噴頭，經配置以饋送一第一成型材；一第二噴頭，經配置以饋送一第二成型材；以及一基座，承載該第一噴頭與該第二噴頭，該基座經配置以沿著一基準面移動以及沿著該基準面的一法線方向移動；以及一控制器，耦接該列印模組並接收一校正模型，該控制器依據該校正模型控制該列印模組於該平台上列印一測試立體物件，該校正模型關聯於多個補償參數，各該補償參數對應於一基準列印座標下的該第一噴頭及該第二噴頭之間的偏移值，該測試立體物件包括分別對應關聯於該校正模型的多個補償參數的多個關聯結構，各所述關聯結構包括一第一子結構與一第二子結構，其中，該控制器控制該第一噴頭將該第一成型材逐層堆疊於該平台上方以形成各所述關聯結構的該第一子結構，並控制該第二噴頭將該第二成型材逐層堆疊於該平台上方以形成各所述關聯結構的該第二子結構，該第一子結構與該第二子結構各自包括沿一第一方向延伸的部位與沿一第二方向延伸的部位其中，該控制器由依據該測試立體物件所選取出來的該些補償參數其中之一對該第一噴頭或該第二噴頭的該基準列印座標進行補償，其中各所述補償參數包括對應至該第一方向的一第一向量補償參數以及對應至該第二方向的一第二向量補償參數，且該第一方向與該第二方向分別與該平台的法線方向垂直。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的立體列印裝置，其中各所述關聯結構相互以等間距堆疊於該平台的該承載面上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的噴頭的座標偏差補償方法，其中對於每一該些關聯結構，該關聯程度取決於每一該些關聯結構中之該第二子結構與該第一子結構間堆疊之一覆蓋率，或該關聯程度取決於每一該些關聯結構中之該第一子結構的一第一基準點與該第二子結構的一第二基準點之間的一距離。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3436250B1 (en) * 2016-05-12 2021-11-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. 3d part property control using multiple pass liquid delivery
EP3437024A4 (en) * 2016-07-26 2019-11-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. SUB-STRUCTURES OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS
US10832394B2 (en) * 2016-07-29 2020-11-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Build material layer quality level determination
CN106335186B (zh) * 2016-08-30 2018-10-23 无锡太尔时代科技有限公司 一种3d打印机喷头校准方法
JP6862735B2 (ja) * 2016-09-21 2021-04-21 セイコーエプソン株式会社 三次元造形装置、製造方法およびコンピュータープログラム
TWI584943B (zh) * 2016-12-30 2017-06-01 Method and apparatus for applying image color to three - dimensional printing
CN106827501A (zh) * 2017-01-24 2017-06-13 杭州喜马拉雅数码科技有限公司 一种矫正fdm熔融式3d打印机xy向打印精度的方法
TWI613617B (zh) * 2017-03-14 2018-02-01 立體列印之圖像拼接之方法及其系統
JP6872628B2 (ja) 2017-03-17 2021-05-19 スリーディー システムズ インコーポレーテッド インクジェットベースの三次元プリントシステムを較正する方法
CN107521088A (zh) * 2017-05-18 2017-12-29 江苏威宝仕科技有限公司 一种双喷头3d打印机定位参数调整方法
CN109421263B (zh) * 2017-08-28 2020-12-15 三纬国际立体列印科技股份有限公司 具有打印头维护单元的3d打印机及其打印头控制方法
CN109421266A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 三纬国际立体列印科技股份有限公司 具打印头维护功能的3d打印机及其移动路径控制方法
JP7098720B2 (ja) * 2018-03-29 2022-07-11 三菱重工業株式会社 装置調整機器、付加製造装置、付加製造方法、及びプログラム
CN108656550B (zh) * 2018-05-09 2020-07-10 浙江闪铸三维科技有限公司 一种双喷头3d打印机的校准方法
CN111619228B (zh) * 2018-07-04 2022-01-11 苏州泛普科技股份有限公司 大尺寸触控膜的生产设备
CN111633210B (zh) * 2018-07-04 2022-06-21 苏州泛普科技股份有限公司 触控膜的生产方法
EP3610970A1 (en) * 2018-08-13 2020-02-19 Concept Laser GmbH Method for calibrating an apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
CN109367008A (zh) * 2018-09-29 2019-02-22 南昌大学 一种多喷头3d打印设备喷头偏置补偿方法
NL2024127B1 (en) 2019-10-31 2021-07-19 Ultimaker Bv Method of determining printer properties of an FFF printer
CN111391327B (zh) * 2020-03-11 2022-09-16 先临三维科技股份有限公司 打印误差确定和打印方法、装置、电子设备及存储介质
CN113400650B (zh) * 2020-08-19 2022-08-12 珠海赛纳三维科技有限公司 数据处理方法、装置、存储介质及三维打印装置
CN113485655A (zh) * 2021-07-12 2021-10-08 深圳市纵维立方科技有限公司 喷头间距调整方法、打印设备及可读存储介质
CN113665124B (zh) * 2021-07-12 2023-01-10 深圳市纵维立方科技有限公司 一种计算机可读存储介质及打印控制产品

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060111807A1 (en) * 2002-09-12 2006-05-25 Hanan Gothait Device, system and method for calibration in three-dimensional model printing
CN101060990A (zh) * 2004-09-21 2007-10-24 Z公司 用于三维打印机的测试图案和校正方法
US20100110133A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-06 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming device that performs bi-directional printing while calibrating conveying amount of recording medium
TW201334984A (zh) * 2012-02-29 2013-09-01 Microjet Technology Co Ltd 3d影像噴印裝置及其3d噴印校正方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6259962B1 (en) * 1999-03-01 2001-07-10 Objet Geometries Ltd. Apparatus and method for three dimensional model printing
US7593132B2 (en) 2004-09-30 2009-09-22 Lexmark International, Inc. Method for calibrating printing of lenticular images to lenticular media
CN100427309C (zh) * 2004-12-16 2008-10-22 财团法人工业技术研究院 一种喷墨头校准的方法
CN103917372B (zh) * 2011-09-15 2015-11-25 斯特塔西有限公司 控制所分配的打印材料的密度
US9205690B2 (en) * 2012-03-16 2015-12-08 Stratasys, Inc. Automated calibration method for additive manufacturing system, and method of use thereof
TWI491496B (zh) * 2014-05-08 2015-07-11 三緯國際立體列印科技股份有限公司 立體列印裝置及其列印校正板與立體列印校正方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060111807A1 (en) * 2002-09-12 2006-05-25 Hanan Gothait Device, system and method for calibration in three-dimensional model printing
CN101060990A (zh) * 2004-09-21 2007-10-24 Z公司 用于三维打印机的测试图案和校正方法
US20100110133A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-06 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming device that performs bi-directional printing while calibrating conveying amount of recording medium
TW201334984A (zh) * 2012-02-29 2013-09-01 Microjet Technology Co Ltd 3d影像噴印裝置及其3d噴印校正方法

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