TWI674976B - 具有攪拌機制的立體列印裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種具有攪拌機制的立體列印裝置，此立體列印裝置包括盛槽、成型平台、光源模組及旋轉式攪拌結構，成型平台可升降式配置於盛槽的上方；光源模組配置於盛槽的下方；旋轉式攪拌結構包含磁性攪拌件、磁性轉盤及驅動器，磁性攪拌件放置在盛槽的內部；磁性轉盤配置在盛槽的下方且與磁性攪拌件相互磁吸；驅動器驅動磁性轉盤旋轉與移動，從而帶動磁性攪拌件相對於盛槽旋轉與移動。藉此，提升立體列印裝置之使用便利性。

Description

具有攪拌機制的立體列印裝置
本發明是有關於一種用於立體列印裝置的攪拌結構，且特別是有關於一種具有攪拌機制的立體列印裝置。
近年來，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。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，並堆疊在列印模組的一移動平台上。如此，藉由列印模組的移動平台沿著軸向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。
其中，液態成型材發生色料沉澱、材料溫度高、過度固化等情形時，通常會在盛槽內安裝佈滿盛槽寬度的刮刀，刮刀沿著盛槽的長度往復直線 移動，而達到攪拌液態成型材之目的。然而，上述攪拌方法具有以下缺點，其一、更換盛槽時，需要拆裝刮刀；其二、因刮刀佈滿盛槽寬度，所以列印立體物件時，無法同時進行攪拌作業。
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。
本發明提供一種具有攪拌機制的立體列印裝置，其係利用旋轉式攪拌結構能夠相對於盛槽旋轉與移動，所以更換盛槽時僅須移開旋轉式攪拌結構，且列印立體物件時也能同時進行攪拌作業，進而提升立體列印裝置之使用便利性。
於本發明實施例中，本發明係提供一種具有攪拌機制的立體列印裝置，包括：一盛槽；一成型平台，可升降式配置於該盛槽的上方；一光源模組，配置於該盛槽的下方；以及一旋轉式攪拌結構，包含：一磁性攪拌件，放置在該盛槽的內部；一磁性轉盤，配置在該盛槽的下方且與該磁性攪拌件相互磁吸；以及一驅動器，驅動該磁性轉盤旋轉與移動，從而帶動該磁性攪拌件相對於該盛槽旋轉與移動。
於本發明實施例中，本發明係提供一種具有攪拌機制的立體列印裝置，包括：一盛槽；一成型平台，可升降式配置於該盛槽的上方；一光源模組，配置於該盛槽的下方；以及一旋轉式攪拌結構，包含：一攪拌件；以及一驅動器，連接於該攪拌件，該驅動器能夠帶動該攪拌件置入該盛槽的內部且驅動該攪拌件相對於該盛槽旋轉與移動，該驅動器包含有一移動機構及一轉動機 構，該攪拌件組接在該轉動機構上且跟隨該轉動機構旋轉，該轉動機構組接在該移動機構上且跟隨該移動機構移動。
基於上述，相較習知僅利用刮刀沿著盛槽的長度往復直線移動，本發明旋轉式攪拌結構以旋轉方式更能均勻地攪拌液態成型材，避免液態成型材發生色料沉澱、材料溫度高、過度固化等情形。
基於上述，更換盛槽時，可直接使旋轉式攪拌結構離開盛槽，進而省略習知更換盛槽時需要拆裝刮刀之步驟，以提高盛槽維修或更換之方便性。
基於上述，列印立體物件時，旋轉式攪拌結構可移動至盛槽的周圍進行攪拌作業，進而提升立體列印裝置之使用便利性。
10‧‧‧立體列印裝置
1‧‧‧盛槽
2‧‧‧成型平台
3‧‧‧光源模組
4、4’‧‧‧旋轉式攪拌結構
41‧‧‧磁性攪拌件
41’‧‧‧攪拌件
411、411’‧‧‧攪拌塊體
4111‧‧‧頂面
4112、4112’‧‧‧底面
4113‧‧‧嵌槽
4114‧‧‧握柄
4115‧‧‧減料凹槽
4116、4116’‧‧‧傾斜凸片
4117、4117’‧‧‧中空柱
4118、4118’‧‧‧弧形彎曲段
412‧‧‧磁性元件
413、413’‧‧‧支腳
42‧‧‧磁性轉盤
43、43’‧‧‧驅動器
431、431’‧‧‧移動機構
432、432’‧‧‧轉動機構
L‧‧‧對角線
圖1 係本發明立體列印裝置之立體示意圖。
圖2 係本發明旋轉式攪拌結構對應盛槽設置之示意圖。
圖3 係本發明立體列印裝置之使用狀態示意圖。
圖4 係本發明旋轉式攪拌結構之使用狀態示意圖。
圖5 係本發明旋轉式攪拌結構之另一使用狀態示意圖。
圖6 係本發明旋轉式攪拌結構之又一使用狀態示意圖。
圖7 係本發明磁性攪拌件之立體示意圖。
圖8 係本發明磁性攪拌件之另一立體示意圖。
圖9 係本發明磁性攪拌件之剖面示意圖。
圖10 係本發明磁性轉盤組接於驅動器之立體示意圖。
圖11 係本發明立體列印裝置另一實施例之立體示意圖。
圖12 係本發明立體列印裝置另一實施例之使用狀態示意圖。
圖13 係本發明攪拌件之立體示意圖。
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10所示，本發明係提供一種具有攪拌機制的立體列印裝置，此立體列印裝置10主要包括一盛槽1、一成型平台2、一光源模組3及一旋轉式攪拌結構4。
如圖1、圖3所示，盛槽1用於盛裝液態成型材；成型平台2可升降式配置於盛槽1的上方；光源模組3配置於盛槽1的下方，光源模組3能夠對液態成型材進行照射，使液態成型材被固化並在成型平台2上逐層堆疊成立體物件。
如圖1至圖10所示，旋轉式攪拌結構4包含一磁性攪拌件41、一磁性轉盤42及一驅動器43，磁性攪拌件41放置在盛槽1的內部，磁性攪拌件41包含有一攪拌塊體411、二磁性元件412及複數支腳413。
其中，攪拌塊體411具有相對配置的一頂面4111及一底面4112，頂面4111的兩端向下開設有二嵌槽4113及中間處向上延伸有一握柄4114，頂面4111在握柄4114與二嵌槽4113之間向下開設有二減料凹槽4115，握柄4114用於提供使用者握持磁性攪拌件41，以方便將磁性攪拌件41拿出盛槽1或放入盛槽1，減料凹槽4115用於減輕磁性攪拌件41之重量，讓磁性攪拌件41稍微受力即可順暢地旋轉。
另外，底面4112延伸有一傾斜凸片4116及複數中空柱4117，底面4112更定義出一對角線L，傾斜凸片4116沿著對角線L佈設，使傾斜凸片4116能以較大的範圍佈設在底面4112上，且傾斜凸片4116兩末端具有二弧形彎曲段4118。
再者，各磁性元件412嵌固於各嵌槽4113，各支腳413插接於各中空柱4117，使磁性元件412與支腳413更穩固地組裝在攪拌塊體411上；又，每一支腳413的末端位置高於傾斜凸片4116的頂面，以令磁性攪拌件41僅有支腳413貼觸於盛槽1，且每一支腳413的材料硬度小於盛槽1的材料硬度，進而避免支腳413刮花或磨損盛槽1。其中，本實施例之盛槽1為玻璃所製成，支腳413為鐵氟龍所製成，但不以此為限制。
磁性轉盤42配置在盛槽1的下方且與磁性攪拌件41相互磁吸。其中，以本實施例為例，磁性元件412為磁鐵等具磁性元件，則磁性轉盤42為含鐵金屬、含鈷金屬或含鎳金屬等被磁吸元件所構成；反之，磁性轉盤42為磁鐵等具磁性元件，則磁性元件412為含鐵金屬、含鈷金屬或含鎳金屬等被磁吸元件所構成。
驅動器43包含有一移動機構431及一轉動機構432，磁性轉盤42組接在轉動機構432上且跟隨轉動機構432旋轉，轉動機構432組接在移動機構431上且跟隨移動機構431移動，所以驅動器43能夠驅動磁性轉盤42旋轉與移動，從而帶動磁性攪拌件41相對於盛槽1旋轉與移動。
藉此，列印立體物件時，磁性攪拌件41及轉動機構432必須避開盛槽1中的列印區域，讓光源模組3之照射及列印區域之成形不被磁性攪拌件41及轉動機構432所遮擋；但攪拌時磁性攪拌件41需移至盛槽1中央進行旋轉攪拌，才容易均勻攪拌液態成型材，所以需要驅動器43帶動磁性攪拌件41及轉動機構432相對於盛槽1移動。
如圖3至圖10所示，本發明立體列印裝置10之使用狀態，其係利用磁性攪拌件41能夠被驅動器43驅動而相對於盛槽1旋轉與移動，相較習知僅利用刮刀沿著盛槽的長度往復直線移動，本發明磁性攪拌件41以旋轉方式更能均勻 地攪拌液態成型材，避免液態成型材發生色料沉澱、材料溫度高、過度固化等情形。
另外，更換盛槽1時，使用者可直接握持握柄4114而將磁性攪拌件41拿出盛槽1，進而省略習知更換盛槽時需要拆裝刮刀之步驟，以提高盛槽1維修或更換之方便性。
再者，列印立體物件時，成型平台2與光源模組3主要對應盛槽1的中間處設置，所以盛槽1的周圍呈閒置狀態，此時驅動器43與磁性轉盤42可帶動磁性攪拌件41移動至盛槽1的周圍進行攪拌作業，進而提升立體列印裝置10之使用便利性。
又，磁性攪拌件41的底面4112延伸有傾斜凸片4116，磁性攪拌件41旋轉時，因傾斜凸片4116沿著對角線L佈設，使傾斜凸片4116可在底面4112設置的長度較大而能撥動更多液態成型材，且傾斜凸片4116的末端有弧形彎曲段4118，使傾斜凸片4116的末端承受阻力較小，讓傾斜凸片4116更能輕易轉動。
請參考圖11至圖13所示，係本發明立體列印裝置10之另一實施例，圖11至圖13之實施例與圖1至圖10之實施例大致相同，圖11至圖13之實施例與圖1至圖10之實施例不同之處在於旋轉式攪拌結構4’不同。
詳細說明如下，本實施例之旋轉式攪拌結構4’包含一攪拌件41’及一驅動器43’，此攪拌件41’包含有一攪拌塊體411’，攪拌塊體411’具有一底面4112’，底面4112’延伸有一傾斜凸片4116’，底面4112’定義出一對角線L，傾斜凸片4116’沿著對角線L佈設，且傾斜凸片4116’兩末端具有二弧形彎曲段4118’。
其中，磁性攪拌件41’旋轉時，因傾斜凸片4116’沿著對角線L佈設而能撥動更多液態成型材，且傾斜凸片4116’的末端有弧形彎曲段4118’，使傾斜凸片4116’的末端承受阻力較小，讓傾斜凸片4116’更輕易轉動。另外， 攪拌件41’更包含有複數支腳413’，底面4112’延伸有複數中空柱4117’，各支腳413’插接於各中空柱4117’，每一支腳413’的末端位置高於傾斜凸片4116’的頂面，以令攪拌件41’僅有支腳413’貼觸於盛槽1，且每一支腳413’的材料硬度小於盛槽1’的材料硬度，進而避免支腳413’刮花或磨損盛槽1。其中，本實施例之盛槽1為玻璃所製成，支腳413’為鐵氟龍所製成，但不以此為限制。
再者，驅動器43’包含有一移動機構431’及一轉動機構432’，攪拌件41’直接組接在轉動機構432’上且跟隨轉動機構432’旋轉，轉動機構432’直接組接在移動機構431’上且跟隨移動機構431’移動，其中移動機構431’為可帶動攪拌件41’在X、Y、Z軸方向移動的三維驅動器，使驅動器43’連接於攪拌件41’時，驅動器43’能夠帶動攪拌件41’置入盛槽1的內部且驅動攪拌件41’相對於盛槽1旋轉與移動。藉此，攪拌件41’能以旋轉方式攪拌液態成型材，且更換盛槽1時，移動機構431’能直接帶動攪拌件41’離開盛槽1，及列印立體物件時，移動機構431’能直接帶動攪拌件41’移動至盛槽1的周圍進行攪拌作業，以達到相同於圖1至圖10之實施例的作用及功效。
此外，列印立體物件時，驅動器43’的移動機構431’可將攪拌件41’帶出盛槽1，使盛槽1空出更大的列印區域提供列印作業之進行。
綜上所述，本發明之具有攪拌機制的立體列印裝置，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。

Claims (10)

  1. 一種具有攪拌機制的立體列印裝置，包括：一盛槽；一成型平台，可升降式配置於該盛槽的上方；一光源模組，配置於該盛槽的下方；以及一旋轉式攪拌結構，包含：一磁性攪拌件，放置在該盛槽的內部；一磁性轉盤，配置在該盛槽的下方且與該磁性攪拌件相互磁吸；以及一驅動器，驅動該磁性轉盤旋轉與移動，從而帶動該磁性攪拌件相對於該盛槽旋轉與移動。
  2. 如請求項1所述之具有攪拌機制的立體列印裝置，其中該磁性攪拌件包含有一攪拌塊體及二磁性元件，該攪拌塊體具有一頂面，該頂面的兩端向下開設有二嵌槽，各該磁性元件嵌固於各該嵌槽。
  3. 如請求項2所述之具有攪拌機制的立體列印裝置，其中該頂面的中間向上延伸有一握柄。
  4. 如請求項3所述之具有攪拌機制的立體列印裝置，其中該頂面在該握柄與該二嵌槽之間向下開設有二減料凹槽。
  5. 如請求項2所述之具有攪拌機制的立體列印裝置，其中該攪拌塊體具有一底面，該底面延伸有一傾斜凸片，該底面定義出一對角線，該傾斜凸片沿著該對角線佈設，且該傾斜凸片兩末端具有二弧形彎曲段。
  6. 如請求項5所述之具有攪拌機制的立體列印裝置，其中該磁性攪拌件更包含有複數支腳，該底面延伸有複數中空柱，各該支腳插接於各該中空柱，每一該支腳的末端位置高於該傾斜凸片的頂面，每一該支腳的材料硬度小於該盛槽的材料硬度。
  7. 如請求項1所述之具有攪拌機制的立體列印裝置，其中該驅動器包含有一移動機構及一轉動機構，該磁性轉盤組接在該轉動機構上且跟隨該轉動機構旋轉，該轉動機構組接在該移動機構上且跟隨該移動機構移動。
  8. 一種具有攪拌機制的立體列印裝置，包括：一盛槽；一成型平台，可升降式配置於該盛槽的上方；一光源模組，配置於該盛槽的下方；以及一旋轉式攪拌結構，包含：一攪拌件；以及一驅動器，連接於該攪拌件，該驅動器能夠帶動該攪拌件置入該盛槽的內部且驅動該攪拌件相對於該盛槽旋轉與移動，該驅動器包含有一移動機構及一轉動機構，該攪拌件組接在該轉動機構上且跟隨該轉動機構旋轉，該轉動機構組接在該移動機構上且跟隨該移動機構移動。
  9. 如請求項8所述之具有攪拌機制的立體列印裝置，其中該攪拌件包含有一攪拌塊體，該攪拌塊體具有一底面，該底面延伸有一傾斜凸片，該底面定義出一對角線，該傾斜凸片沿著該對角線佈設，且該傾斜凸片兩末端具有二弧形彎曲段。
  10. 如請求項9所述之具有攪拌機制的立體列印裝置，其中該攪拌件更包含有複數支腳，該底面延伸有複數中空柱，各該支腳插接於各該中空柱，每一該支腳的末端位置高於該傾斜凸片的頂面，每一該支腳的材料硬度小於該盛槽的材料硬度。
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