TWI770029B - 三維列印裝置 - Google Patents

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一種三維列印裝置，包含平面，供放置光固化材料。移除機件，具有位於平面上方的接觸端，用於接觸並移除部分光固化材料，其中被移除機件移除後的光固化材料的厚度大於固化成型圖案的厚度。

Description

三維列印裝置
本發明有關於一種列印裝置，特別是有關於一種三維列印裝置。
目前的三維列印技術已發展出一種上拉式立體微影裝置(bottom-up Stereo Lithography Apparatus，boottom-up SLA)，其能製作出精細的成品。當上拉式立體微影裝置進行列印時，列印平台會下降而完全浸泡在光固化材料中。之後，光固化材料被照光而固化，而列印平台會慢慢地上升，以在列印平台的底面上形成多層彼此堆積的固態圖案，從而完成列印後的成品。然而，上述光固化材料通常具有一定的黏度(viscosity)，即一般的光固化材料大多具偏低的流動性，以至於浸泡在光固化材料中的列印平台會受到不均勻的浮力，導致列印平台傾斜而不水平，降低列印的精細度。
本發明一實施例提供一種三維列印裝置，包含平面，供放置光固化材料。移除機件，具有位於平面上方的接觸端，用於接觸並移除部分光固化材料，其中被移除機件移除後的光固化材料的厚度大於固化成型圖案的厚度。
本發明另一實施例提供一種三維列印裝置，包含平面，供放置光固化材料。供料機件，配置於平面的上方，並用以提供光固化材料至平面上，其中平面上的光固化材料的厚度小於1公厘。
本發明因採用移除機件或供料機件，使得平面上的光固化材料的厚度得以變薄(例如小於1公厘)。如此，可以減少列印平台浸泡於光固化材料中的體積，以大幅削弱浮力，從而避免發生列印平台受到不均勻浮力的施加而傾斜，進而改善因列印平台不水平而造成列印的精細度下降的問題。
為讓本發明特徵明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合圖式，作詳細說明。
100、200:三維列印裝置
110:移除機件
111:接觸端
120:容置座
121:平面
130:列印平台
132:下表面
140:投影機
150:驅動機件
160:移動機件
161:伸縮桿
162:懸臂
163:馬達
210:供料機件
D1:最大浸泡深度
F1:固化成型圖案
L1:光線
M1:光固化材料
M11:頂面
TF1、TM1、TM21:厚度
圖1A與圖1B繪示本發明一實施例的三維列印裝置的示意圖。
圖2繪示本發明另一實施例的三維列印裝置的示意圖。
請參閱圖1A與圖1B，三維列印裝置100包含移除機件110、容置座(putting base)120、列印平台130、投影機140及驅動機件150。容置座120能容置光固化材料M1，並具有平面121，其可供放置光固化材料M1，光固化材料M1可以是流動性佳的液體，或是不易流動的流體，本發明不以此為限制。
移除機件110具有接觸端111，其位於平面121上方，並用於接觸並移除部分光固化材料M1，其中移除機件110例如是刮刀(scraper)。驅動機件150連接移除機件110，並驅動移除機件110在平面121上移動，以使移除機件110的 接觸端111能移除部分光固化材料M1，讓平面121上的光固化材料M1的厚度能夠變薄，例如小於1公厘，但本發明不以此為限制。驅動機件150可包含動力源與連接此動力源的傳動組件，其中動力源例如是馬達，而傳動組件連接移除機件110，並可由齒輪、滑輪、皮帶或其他機械零件，或是這些機械零件的任意組合。如此，驅動機件150能驅動移除機件110在平面121上移動，以使移除機件110的接觸端111能移除部分光固化材料M1。
列印平台130配置於平面121上方，並能朝向接近以及遠離平面121的方向而上下移動。具體而言，三維列印裝置100可包括移動機件160，其連接列印平台130，其中移動機件160可包括伸縮桿161、懸臂162以及馬達163。馬達163可透過懸臂162內的傳動組件來連接以及伸縮伸縮桿161，從而驅動連接伸縮桿161的列印平台130上下移動。如此，移動機件160能驅動列印平台130朝向接近以及遠離平面121的方向而上下移動，但本發明不以此為限制。
列印平台130具有用來接觸及浸泡於光固化材料M1中的下表面132，而投影機140可朝向平面121以及下表面132發出光線L1，其中光線L1能穿透平面121而照射於光固化材料M1，以固化光固化材料M1，從而於下表面132形成固化成型圖案F1(如圖1B所示)，因此列印平台130的下表面132可用來附著固化成型圖案F1。此外，固化成型圖案F1是構成列印成品的基本單元。也就是說，列印完成的作品都是透過多層固化成型圖案F1堆疊而成，而這些堆疊的固化成型圖案F1的其中至少兩層可以彼此不同，以形成多種不同外觀的成品。
當三維列印裝置100進行列印時，首先，將光固化材料M1放置於平面121上。接著，驅動機件150驅動移除機件110在平面121上移動，移除部分光固化材料M1，讓平面121上的光固化材料M1可以變薄，例如讓平面121上的光固 化材料M1的厚度小於1公厘。之後，移動機件160驅動列印平台130朝向接近平面121的方向而移動，以使列印平台130的下表面132能浸泡在光固化材料M1中。在列印平台130浸泡於光固化材料M1之後，下表面132至光固化材料M1的頂面M11的最大浸泡深度D1可小於1公厘，如圖1A所示。之後，投影機140發出光線L1，其穿透平面121之後入射至光固化材料M1，讓被光線L1照射到的光固化材料M1固化而於下表面132形成固化成型圖案F1，其中被移除機件110移除後的光固化材料M1的厚度TM1大於固化成型圖案F1的厚度TF1，如圖1B所示。之後，投影機140發出多種不同的光線L1，以形成多層不同形狀且彼此堆疊的固化成型圖案F1，從而完成列印成品，而移動機件160驅動列印平台130朝向遠離平面121的方向而移動，脫離光固化材料M1。
圖2繪示本發明另一實施例的三維列印裝置的示意圖。請參閱圖2，其為三維列印裝置200的示意圖，以下介紹三維列印裝置200與100兩者差異之處，兩者相同之處不再重複敘述。
本實施例的三維列印裝置200包括配置於平面121上方的供料機件210，但未包括前述實施例中的移除機件110。供料機件210可為供料噴頭，而驅動機件150連接供料機件210，並能驅動供料機件210在平面121上移動。如此，三維列印裝置200能利用供料機件210提供光固化材料M1至平面121上，以在平面121上噴灑出一層薄薄的光固化材料M1，其厚度TM21例如可小於1公厘。如圖2所示，厚度TM21是噴灑於平面121上的光固化材料M1的最大厚度。此外，在本實施例中，於進行列印的過程中，在列印平台130接觸光固化材料M1以前，供料機件210可停止提供光固化材料M1至平面121上，但在其他實施例中，即使列印 平台130浸泡在光固化材料M1中，供料機件210也可以持續提供光固化材料M1至平面121上，本發明不以此為限制。
綜上所述，本發明因採用移除機件或供料機件來使位在平面上的光固化材料能變薄。如此，當列印平台接觸光固化材料以進行列印時，薄薄的光固化材料能大幅削弱對列印平台所產生的浮力，讓列印平台不會因為浮力而傾斜，進而改善列印平台不水平所造成的問題，同時有效提高列印的精細度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明精神和範圍，當可作些許更動與潤飾，因此本發明保護範圍當視後附之申請專利範圍界定者為準。
100:三維列印裝置
110:移除機件
111:接觸端
120:容置座
121:平面
130:列印平台
132:下表面
140:投影機
150:驅動機件
160:移動機件
161:伸縮桿
162:懸臂
163:馬達
D1:最大浸泡深度
M1:光固化材料

Claims (10)

  1. 一種上拉式三維列印裝置，包含：一平面，供放置一光固化材料；一移除機件，具有一位於該平面上方的接觸端，用於接觸並移除部分該光固化材料，其中被該移除機件移除後的該光固化材料的厚度大於一固化成型圖案的厚度；以及一列印平台，具有一下表面，其中該列印平台之該下表面至該光固化材料的一頂面之距離為該列印平台浸泡入該光固化材料的一浸泡深度，該浸泡深度小於1公厘。
  2. 如請求項1所述之上拉式三維列印裝置，更包含一驅動機件，驅動該移除機件在該平面上移動。
  3. 如請求項1所述之上拉式三維列印裝置，其中該移除機件為一刮刀。
  4. 一種上拉式三維列印裝置，包含：一平面，供放置一光固化材料；一供料機件，配置於該平面的上方，並用以提供該光固化材料至該平面上；以及一列印平台，具有一下表面，其中該列印平台之該下表面至該光固化材料的一頂面之距離為該列印平台浸泡入該光固化材料的一浸泡深度，該浸泡深度小於1公厘。
  5. 如請求項4所述之上拉式三維列印裝置，更包含一驅動機件，驅動該供料機件在該平面上移動。
  6. 如請求項4所述之上拉式三維列印裝置，其中該供料機件為一供料噴頭。
  7. 如請求項1或4所述之上拉式三維列印裝置，更包括：一投影機，用以發出一光線來固化該光固化材料，且該下表面，接觸及浸泡於該光固化材料中。
  8. 如請求項2或5所述之上拉式三維列印裝置，其中該驅動機件更包括：一動力源與連接該動力源的一傳動組件。
  9. 如請求項8所述之上拉式三維列印裝置，其中該傳動組件由下述機件所構成：齒輪、滑輪、皮帶，或是齒輪、滑輪、皮帶的任意組合。
  10. 一種上拉式三維列印裝置，包含：一平面，供放置一光固化材料；一投影機，設於該平面下方，用以發出一光線來固化該光固化材料，以形成一固化成型圖案；以及一列印平台，具有一下表面，用於附著該固化成型圖案，其中在該列印平台浸泡於該光固化材料之後，該列印平台之該下表面至該光固化材料的一頂面之距離為該列印平台浸泡入該光固化材料的一最大浸泡深度，該浸泡深度小於1公厘。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102688829A (zh) * 2012-05-11 2012-09-26 杭州先临快速成型技术有限公司 光固化快速原型制造用树脂涂层装置及快速原型制造方法
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