TWI781433B - 三維列印機 - Google Patents

Abstract

一種三維列印機，包含光源模組、液晶螢幕、工作槽及工作平台。光源模組包含複數發光元件。液晶螢幕係單色液晶螢幕且無次像素，發光元件發出的光束朝向液晶螢幕。液晶螢幕鄰近工作槽的封閉側並與工作槽平行排列，工作槽供容置光敏材料，光敏材料為液態。工作平台鄰近工作槽的開放側。光束中至少一部分依照列印圖案而通過液晶螢幕的穿透區並入射工作槽內與光敏材料的固化區產生交聯固化，工作平台時間對應且間歇地接觸固化區，使工作平台上逐漸由固化區堆疊成三維列印產品。藉此，有助快速地製造出超平滑且精細的三維列印產品。

Description

三維列印機

本發明有關於一種三維列印機，且特別是有關於應用光敏材料的光固化三維列印機。

近年來，三維列印已幾乎成為人人耳熟能詳的詞彙，除了一般入門消費級應用，也有愈多的產業開始將三維列印導入模具樣品開發、生產流程及客製化生產，更廣泛應用於醫療、交通、建築、珠寶、牙技等產業。然而，現有技術中的光固化三維列印機的列印尺寸偏小，因而適用產品類型受限，且存在成型速度慢及穩定度不足的問題。

根據上述，現有市場上亟需一種可提高列印尺寸、速度和品質的光固化三維列印機。

本發明提供一種三維列印機，透過單色液晶螢幕且無次像素的液晶螢幕與三維列印機中其他元件的搭配作動，有助快速地製造出超平滑且精細的三維列印產品。

依據本發明一實施方式提供一種三維列印機，用以 製成三維列印產品，三維列印機包含光源模組、液晶螢幕、工作槽及工作平台。光源模組包含複數發光元件。液晶螢幕係單色液晶螢幕且無次像素，發光元件發出的光束朝向液晶螢幕。液晶螢幕鄰近工作槽的封閉側並與工作槽平行排列，工作槽供容置光敏材料，光敏材料為液態。工作平台鄰近工作槽的開放側。光束中至少一部分依照列印圖案而通過液晶螢幕的穿透區並入射工作槽內與光敏材料的固化區產生交聯固化，穿透區及固化區皆為時間序列參數，工作平台時間對應且間歇地接觸固化區，使工作平台上逐漸由固化區堆疊成三維列印產品。藉此，有助快速地製造出超平滑且精細的三維列印產品。

根據前述實施方式的三維列印機，其中光源模組的各發光元件可為發光二極體，光源模組更包含光源電路板，發光元件陣列排列且設置於光源電路板上。

根據前述實施方式的三維列印機，可更包含透鏡陣列，設置於光源模組與液晶螢幕之間，透鏡陣列包含複數透鏡元件，各透鏡元件係一單件，透鏡元件組裝成陣列排列並與發光元件分別對應設置。

根據前述實施方式的三維列印機，可更包含透鏡陣列，其係一體成型並設置於光源模組與液晶螢幕之間，透鏡陣列包含複數透鏡元件，透鏡元件陣列排列並與發光元件分別對應設置。

根據前述實施方式的三維列印機，可更包含外殼底板，其為金屬材質，外殼底板導熱連接光源模組的光源電 路板，光源模組設置於外殼底板與液晶螢幕之間。

根據前述實施方式的三維列印機，可更包含升降馬達、升降機構、輸入介面、控制模組及外殼側板。升降機構受升降馬達驅動且連接工作平台。控制模組電性耦接光源模組、輸入介面、液晶螢幕及升降馬達。輸入介面設置於外殼側板。三維列印機分成第一零件組、第二零件組及第三零件組，第一零件組包含外殼底板、光源模組及透鏡陣列，第二零件組包含外殼側板、輸入介面及控制模組，第三零件組包含液晶螢幕、工作平台、升降機構及升降馬達，且第一零件組、第二零件組及第三零件組之間僅透過電性連接器方式、螺絲方式及卡合方式中至少一方式組裝。

根據前述實施方式的三維列印機，可更包含透鏡支架，設置於光源模組與透鏡陣列之間，透鏡支架的材質對光束為不透明，透鏡支架包含複數貫通隔間，貫通隔間中至少一者的內壁為階梯狀，貫通隔間陣列排列並與發光元件分別對應設置。

根據前述實施方式的三維列印機，其中各透鏡元件的朝向光源面可包含平面，透鏡陣列包含至少一凸粒，透鏡陣列及其凸粒一體成型，凸粒與朝向光源面中以二列二行陣列排列的相鄰四者連接。

根據前述實施方式的三維列印機，其中各透鏡元件的朝向螢幕面可包含凸面。

根據前述實施方式的三維列印機，其中光束由各透 鏡元件的朝向螢幕面入射光敏材料的固化區的收光角可小於2度。

根據前述實施方式的三維列印機，其中在工作平台上逐漸由固化區堆疊成三維列印產品的過程中，液晶螢幕可不與工作槽接觸。

根據前述實施方式的三維列印機，其中光束中至少一部分通過液晶螢幕的穿透區的穿透率可大於7%。

根據前述實施方式的三維列印機，其中光源模組可設置於工作平台的上方。

根據前述實施方式的三維列印機，其中光源模組可設置於工作平台的下方。

藉由前述實施方式的三維列印機，有助三維列印機的小型化並降低成本。

100:三維列印機

100a:第一零件組

100b:第二零件組

100c:第三零件組

110:外殼

112:外殼底板

113:外殼側板

114:輸入介面

116:罩部

118:控制模組

420:散熱單元

130,430:光源模組

131,431:光源電路板

132,432:發光元件

140,340,440:透鏡支架

143,343,443:貫通隔間

144,344,444:內壁

141,341:第一內壁部

142,342:第二內壁部

150,250,350,450:透鏡陣列

155,255:凸粒

156,256,356,456:透鏡元件

157,257,357:朝向光源面

158,258,358,458:朝向螢幕面

351:第一側壁部

352:第二側壁部

170:液晶螢幕

173:載台

180:工作槽

181:封閉側

182:開放側

189:光敏材料

190:工作平台

194:升降機構

195:升降馬達

16:三維列印產品

第1A圖繪示本發明第一實施例的三維列印機的立體圖；第1B圖繪示第一實施例的三維列印機的部分元件及光敏材料、三維列印產品的立體圖；第1C圖繪示第一實施例的三維列印機的爆炸圖；第1D圖繪示第一實施例的三維列印機中透鏡支架的立體圖；第1E圖繪示第一實施例的三維列印機中透鏡陣列的立體圖； 第1F圖繪示第一實施例的三維列印機中透鏡陣列的仰視圖；第2A圖繪示本發明第二實施例的三維列印機中透鏡陣列的立體圖；第2B圖繪示第二實施例的三維列印機中透鏡陣列的另一立體圖；第3A圖繪示本發明第三實施例的三維列印機中透鏡支架及透鏡陣列的立體圖；第3B圖繪示第三實施例的三維列印機中透鏡支架及透鏡陣列的爆炸圖；以及第4圖繪示本發明第四實施例的三維列印機中部分元件的立體圖。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明案件。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

第1A圖繪示本發明第一實施例的三維列印機100的立體圖，第1B圖繪示第一實施例的三維列印機100的部分元件及光敏材料189、三維列印產品16的立體圖， 第1C圖繪示第一實施例的三維列印機100的爆炸圖。由第1A圖至第1C圖可知，三維列印機100用以製成三維列印產品16，三維列印機100包含光源模組130、液晶螢幕(Liquid Crystal Display，LCD)170、工作槽180及工作平台190。

光源模組130包含複數發光元件132。液晶螢幕170係單色液晶螢幕(Monochrome LCD，即黑白液晶螢幕)且無次像素(Sub-pixel)，發光元件132發出的固定波長的光束(圖未繪示)朝向液晶螢幕170。液晶螢幕170鄰近工作槽180的封閉側181並與工作槽180平行及對齊排列，工作槽180供容置光敏材料189，光敏材料189為液態。工作平台190鄰近工作槽180的開放側182。所述固定波長的光束中至少一部分依照列印圖案而通過液晶螢幕170的穿透區(圖未繪示)並入射工作槽180內與光敏材料189的固化區(圖未繪示)產生交聯固化，穿透區及固化區皆為時間序列參數，工作平台190時間對應且間歇地接觸固化區，使工作平台190上逐漸由固化區堆疊成圖案化的三維列印產品16。藉此，有助三維列印機100降低耗電量，光束通過液晶螢幕170時具有較高的穿透率，進一步提升光敏材料189的固化區的成型速度並對應更高的解析度，從而三維列印機100具有高解析、高列印速度的特性，以快速地製造出超平滑且精細的三維列印產品16並跨入工業級量產市場。依據本發明的實施例中，液晶螢幕可為薄膜電晶體液晶螢幕(TFT-LCD)。

光源模組130的各發光元件132可為發光二極體(Light-Emitting diode，縮寫为LED)，光源模組130更包含光源電路板131，發光元件132陣列排列且設置於光源電路板131上。藉此，有利於光固化的三維列印機100在液晶螢幕170係單色液晶螢幕且無次像素的技術基礎上，進一步地搭配其他技術手段，例如各朝向螢幕面158的曲率為四次以上、光束由各透鏡元件156的朝向螢幕面158入射光敏材料189的固化區的收光角小於2度等，以具有接近平行的光源，且能降低耗電量。具體而言，各發光元件132為紫外光LED。

三維列印機100可更包含外殼底板112，其為金屬材質，外殼底板112以傳導方式導熱連接光源模組130的光源電路板131，光源模組130設置於外殼底板112與液晶螢幕170之間。藉此，單色液晶螢幕且無次像素的液晶螢幕170提供光束較高的穿透率，有利發光元件132以較小的功率，使光束中至少一部分維持相同的強度入射光敏材料189的固化區，因而省去現有技術的三維列印機中鰭片狀等複雜結構的散熱單元、風扇、散熱水管的使用，有助於三維列印機100的小型化並降低成本。第一實施例中，外殼底板112為三維列印機100的外殼110的底板(即外殼110的一部分)，可進一步簡化三維列印機100的機構設計。

三維列印機100可更包含透鏡陣列150，其係一體成型並設置於光源模組130與液晶螢幕170之間，透鏡 陣列150包含複數透鏡元件156，透鏡元件156陣列排列並與發光元件132(具體上為發光二極體)分別對應設置於固定位置。藉此，發光元件132中發光二極體封裝提供光束第一次光學設計，透鏡元件156提供光束第二次光學設計，以有助光束路徑的控制，進一步確保光束投射至液晶螢幕170的強度與均勻度。具體而言，透鏡陣列150為一體射出成型，各透鏡元件156為正四邊形，透鏡元件156以3×6陣列排列，發光元件132以3×6陣列排列，透鏡元件156的數量及發光元件132的數量皆為18個，透鏡元件156與發光元件132分別對應設置。依據本發明的其他實施例中(圖未繪示)，透鏡陣列包含複數透鏡元件，透鏡元件中至少一者為六邊形或本質上正六邊形，透鏡元件排列成蜂巢形陣列並與發光元件分別對應設置。

第1D圖繪示第一實施例的三維列印機100中透鏡支架140的立體圖，由第1B圖至第1D圖可知，三維列印機100可更包含透鏡支架140，其設置於光源模組130與透鏡陣列150之間，透鏡支架140具體上與透鏡陣列150連接並組裝。透鏡支架140的材質對光束為不透明，透鏡支架140包含複數貫通隔間143，貫通隔間143中至少一者的內壁144為階梯狀，貫通隔間143陣列排列並與發光元件132分別對應設置。藉此，透鏡支架140除了提供透鏡陣列150支持及定位，並可透過其內壁144控制光束的路徑及品質。具體而言，貫通隔間143的數量及透鏡元件156的數量皆為18個，貫通隔間143中至少一者的 內壁144包含第一內壁部141及第二內壁部142，其中第二內壁部142較第一內壁部141內凸，因而第一內壁部141及第二內壁部142形成階梯狀。

第1E圖繪示第一實施例的三維列印機100中透鏡陣列150的立體圖，第1F圖繪示第一實施例的三維列印機100中透鏡陣列150的仰視圖。由第1E圖及第1F圖可知，各透鏡元件156的朝向光源面157可包含平面，具體上透鏡元件156的朝向光源面157連接形成一平整平面。透鏡陣列150的所述平整平面包含至少一凸粒155，透鏡陣列150及其凸粒155一體成型，凸粒155與朝向光源面157中以二列二行(即2×2)陣列排列的相鄰四者(分別位於相鄰的四個透鏡元件156上)直接連接，即凸粒155位於朝向光源面157中以二列二行陣列排列的相鄰四者的中心或交界。藉此，有助入射至液晶螢幕170的光束保持高強度且較均勻。依據本發明的其他實施例中(圖未繪示)，各透鏡元件的朝向光源面可包含凹面。

由第1B圖及第1C圖可知，各透鏡元件156的朝向螢幕面158可包含凸面，且各透鏡元件156的朝向螢幕面158為非球面。藉此，有助光束路徑的控制，以提高列印解析度、列印尺寸及品質，從而使三維列印機100特別適用於印製精緻物品，例如珠寶類的戒指、玩偶模型、以及生醫材料類的牙齒模型、骨科材料、內臟模型、血管模型或義肢等。

光束由各透鏡元件156的朝向螢幕面158入射光 敏材料189的固化區的收光角可小於2度，其中收光角為光束與所入射之光敏材料189的固化區的法線方向的夾角，具體上光束藉由上述優化的透鏡元件156陣列及其新穎凸粒155陣列，可將入射光敏材料189的固化區的收光角矯正至小於2度。藉此，有助作為背光源的光束達成趨近平行光源的效果(平行光源的收光角為0度)，以改善現有技術中光發散問題，使得通過液晶螢幕170的光束的光強度上升，且液晶螢幕170受光較均勻，因此大幅提升三維列印產品16的解析度和品質。再者，光束由各透鏡元件156的朝向螢幕面158入射光敏材料189的固化區的收光角可小於1度。

在工作平台190上逐漸由固化區堆疊成三維列印產品16的過程中，液晶螢幕170可不與工作槽180接觸。藉此，現有技術中三維列印機受限於穿透率，以致光柵(例如液晶螢幕)需與工作槽或其他治具(例如膜)接觸，以避免光束入射光敏材料的照度更為降低，而依據本發明的三維列印機100透過液晶螢幕170提供光束較高的穿透率，可提升三維列印機100工程設計上的彈性並降低成本。

光束中至少一部分通過液晶螢幕170的穿透區的穿透率可大於7%。藉此，有利光敏材料189的固化區圖案化速度較快，進一步提升三維列印機100的列印速度，同時降低耗電量。再者，光束中至少一部分通過液晶螢幕170的穿透區的穿透率可大於9%。

由第1A圖至第1C圖可知，三維列印機100可 更包含升降馬達195、升降機構194、輸入介面114、控制模組118及外殼側板113。升降機構194受升降馬達195驅動且連接工作平台190，控制模組118包含控制電路板，控制電路板上設有處理器、記憶體及其他電子零件(皆未另標號)，控制模組118電性耦接光源模組130、輸入介面114、液晶螢幕170及升降馬達195。輸入介面114設置於外殼側板113，外殼側板113為連接而成的四側壁。三維列印機100分成第一零件組100a、第二零件組100b及第三零件組100c，第一零件組100a包含外殼底板112、光源模組130、透鏡支架140及透鏡陣列150，第二零件組100b包含外殼側板113、輸入介面114及控制模組118，第三零件組100c包含液晶螢幕170、載台173、工作平台190、升降機構194及升降馬達195，且第一零件組100a、第二零件組100b及第三零件組100c之間僅透過電性連接器方式、螺絲方式及卡合方式中至少一方式組裝。藉此，第一零件組100a、第二零件組100b及第三零件組100c的三件式組裝設計便於使用者自行拆裝三維列印機100，以及更換或升級其中的零件。再者，三維列印機100的外殼110由下至上包含外殼底板112、外殼側板113及罩部116，罩部116可為透明材質，罩部116可視使用需求組裝至三維列印機100，且工作槽180可於需要添加、移除或更換光敏材料189等情況時由三維列印機100拆裝。

光源模組130可設置於工作平台190的下方。藉 此，三維列印機100具有較佳的工程設計便利性。

依據本發明的其他實施例中(圖未繪示)，光源模組可設置於工作平台的上方。藉此，依據本發明的三維列印機具有工程設計彈性，亦可應用於下沉式光固化三維列印機。

第2A圖繪示本發明第二實施例的三維列印機中透鏡陣列250的立體圖，第2B圖繪示第二實施例的三維列印機中透鏡陣列250的另一視角的立體圖。第二實施例中，三維列印機(未完整繪示)用以製成三維列印產品，三維列印機包含光源模組、液晶螢幕、工作槽及工作平台。

第二實施例的光源模組包含複數發光元件。液晶螢幕係單色液晶螢幕且無次像素，發光元件發出的光束朝向液晶螢幕。液晶螢幕鄰近工作槽的封閉側並與工作槽平行及對齊排列，工作槽供容置光敏材料，光敏材料為液態。工作平台鄰近工作槽的開放側。光束中至少一部分依照列印圖案而通過液晶螢幕的穿透區並入射工作槽內與光敏材料的固化區產生交聯固化，穿透區及固化區皆為時間序列參數，工作平台時間對應且間歇地接觸固化區，使工作平台上逐漸由固化區堆疊成三維列印產品。

由第2A圖及第2B圖可知，三維列印機更包含透鏡陣列250，其係一體成型並設置於光源模組與液晶螢幕之間，透鏡陣列250包含複數透鏡元件256，透鏡元件256陣列排列並與發光元件分別對應設置。具體而言，透鏡陣列250為一體射出成型，各透鏡元件256為正四邊形， 透鏡元件256以5×8陣列排列，發光元件以5×8陣列排列(圖未繪示)，透鏡元件256的數量及發光元件的數量皆為40個，透鏡元件256與發光元件分別對應設置。

各透鏡元件256的朝向光源面257包含平面，具體上透鏡元件256的朝向光源面257連接形成一平整平面。透鏡陣列250的所述平整平面包含至少一凸粒255，透鏡陣列250及其凸粒255一體成型，凸粒255與朝向光源面257中以二列二行陣列排列的相鄰四者直接連接。

由第2A圖可知，各透鏡元件256的朝向螢幕面258包含凸面，光束由各透鏡元件256的朝向螢幕面258入射光敏材料的固化區的收光角小於2度。

關於第二實施例的三維列印機的其他細節，可參照前述第一實施例的三維列印機100的內容，在此不再詳述。

第3A圖繪示本發明第三實施例的三維列印機中透鏡支架340及透鏡陣列350的立體圖，第三實施例中，三維列印機(未完整繪示)用以製成三維列印產品，三維列印機包含光源模組、液晶螢幕、工作槽及工作平台。

第三實施例的光源模組包含複數發光元件。液晶螢幕係單色液晶螢幕且無次像素，發光元件發出的光束朝向液晶螢幕。液晶螢幕鄰近工作槽的封閉側並與工作槽平行及對齊排列，工作槽供容置光敏材料，光敏材料為液態。工作平台鄰近工作槽的開放側。光束中至少一部分依照列印圖案而通過液晶螢幕的穿透區並入射工作槽內與光敏材 料的固化區產生交聯固化，穿透區及固化區皆為時間序列參數，工作平台時間對應且間歇地接觸固化區，使工作平台上逐漸由固化區堆疊成三維列印產品。

第3B圖繪示第三實施例的三維列印機中透鏡支架340及透鏡陣列350的爆炸圖，由第3A圖及第3B圖可知，第三實施例的三維列印機更包含透鏡陣列350，其設置於光源模組與液晶螢幕之間，透鏡陣列350包含複數透鏡元件356，各透鏡元件356係一單件(Single Piece)，透鏡元件356組裝成陣列排列並與發光元件分別對應設置。藉此，有助依需求組裝成不同尺寸的透鏡陣列，以適用於多樣的三維列印機。具體而言，各透鏡元件356為正四邊形，透鏡元件356以5×8陣列組裝排列，發光元件以5×8陣列排列(圖未繪示)，透鏡元件356的數量及發光元件的數量皆為40個，透鏡元件356與發光元件分別對應設置。

三維列印機更包含透鏡支架340，其設置於光源模組與透鏡陣列350之間，透鏡支架340具體上與透鏡陣列350連接並組裝。透鏡支架340的材質對光束為不透明，透鏡支架340包含複數貫通隔間343，貫通隔間343中至少一者的內壁344為階梯狀，貫通隔間343陣列排列並與發光元件分別對應設置。具體而言，貫通隔間343的數量及透鏡元件356的數量皆為40個，貫通隔間343中各者的內壁344包含第一內壁部341及第二內壁部342，其中第二內壁部342較第一內壁部341內凸，因而第一內壁部 341及第二內壁部342形成階梯狀。透鏡元件356中各者包含第一側壁部351及第二側壁部352，其中第一側壁部351較第二側壁部352外凸，因而第一側壁部351及第二側壁部352形成階梯狀。透過第一內壁部341與第一側壁部351對應組裝，第二內壁部342與第二側壁部352對應組裝，使透鏡陣列350定位於透鏡支架340。

各透鏡元件356的朝向螢幕面358包含凸面，光束由各透鏡元件356的朝向螢幕面358入射光敏材料的固化區的收光角小於2度。

關於第三實施例的三維列印機的其他細節，可參照前述第一實施例的三維列印機100的內容，在此不再詳述。

第4圖繪示本發明第四實施例的三維列印機中部分元件的立體圖，第四實施例中，三維列印機(未完整繪示)用以製成三維列印產品，三維列印機包含光源模組430、液晶螢幕、工作槽及工作平台。

光源模組430包含複數發光元件432。液晶螢幕係單色液晶螢幕且無次像素，發光元件432發出的光束朝向液晶螢幕。液晶螢幕鄰近工作槽的封閉側並與工作槽平行及對齊排列，工作槽供容置光敏材料，光敏材料為液態。工作平台鄰近工作槽的開放側。光束中至少一部分依照列印圖案而通過液晶螢幕的穿透區並入射工作槽內與光敏材料的固化區產生交聯固化，穿透區及固化區皆為時間序列參數，工作平台時間對應且間歇地接觸固化區，使工作平 台上逐漸由固化區堆疊成三維列印產品。

由第4圖可知，光源模組430的各發光元件432為紫外光LED，光源模組430更包含光源電路板431，發光元件432陣列排列且設置於光源電路板431上。

第四實施例的三維列印機更包含透鏡陣列450，其係一體成型並設置於光源模組430與液晶螢幕之間，透鏡陣列450包含複數透鏡元件456，透鏡元件456陣列排列並與發光元件432分別對應設置。具體而言，透鏡陣列450為一體射出成型，各透鏡元件456為正四邊形，透鏡元件456以3×6陣列排列，發光元件432以3×6陣列排列，透鏡元件456的數量及發光元件432的數量皆為18個，透鏡元件456與發光元件432分別對應設置。

第四實施例的三維列印機更包含透鏡支架440，其設置於光源模組430與透鏡陣列450之間，透鏡支架440具體上與透鏡陣列450連接並組裝。透鏡支架440的材質對光束為不透明，透鏡支架440包含複數貫通隔間443，貫通隔間443中至少一者的內壁444為階梯狀(圖未繪示)，貫通隔間443陣列排列並與發光元件432分別對應設置。具體而言，貫通隔間443的數量及透鏡元件456的數量皆為18個。

各透鏡元件456的朝向螢幕面458包含凸面，光束由各透鏡元件456的朝向螢幕面458入射光敏材料的固化區的收光角小於2度。

再者，第四實施例的三維列印機更包含散熱單元 420，其為金屬材質且包含複數鰭狀部，散熱單元420以傳導方式導熱連接光源模組430的光源電路板431，光源模組430設置於散熱單元420與液晶螢幕之間。此外，第四實施例的三維列印機的外殼的底板不與光源模組430實體連接。

關於第四實施例的三維列印機的其他細節，可參照前述第一實施例的三維列印機100的內容，在此不再詳述。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此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。

112:外殼底板

118:控制模組

130:光源模組

131:光源電路板

132:發光元件

140:透鏡支架

143:貫通隔間

150:透鏡陣列

156:透鏡元件

158:朝向螢幕面

173:載台

180:工作槽

181:封閉側

182:開放側

189:光敏材料

190:工作平台

194:升降機構

195:升降馬達

16:三維列印產品

Claims (13)

1. 一種三維列印機，用以製成一三維列印產品，該三維列印機包含：一光源模組，包含複數發光元件及一光源電路板，該些發光元件設置於該光源電路板上；一液晶螢幕，係一單色液晶螢幕且無次像素，該些發光元件發出的一光束朝向該液晶螢幕；一工作槽，其中該液晶螢幕鄰近該工作槽的一封閉側並與該工作槽平行排列，該工作槽供容置一光敏材料，該光敏材料為液態；一工作平台，鄰近該工作槽的一開放側；以及一外殼底板，為金屬材質，該外殼底板導熱連接該光源模組的該光源電路板，該光源模組設置於該外殼底板與該液晶螢幕之間，且該三維列印機不包含一鰭片狀散熱單元、一風扇及一散熱水管中任何一者；其中，該光束中至少一部分依照一列印圖案而通過該液晶螢幕的一穿透區並入射該工作槽內與該光敏材料的一固化區產生交聯固化，該穿透區及該固化區皆為時間序列參數，該工作平台時間對應且間歇地接觸該固化區，使該工作平台上逐漸由該固化區堆疊成該三維列印產品。
2. 如請求項1所述之三維列印機，其中該光源模組的各該發光元件為一發光二極體，該些發光元件陣列排列於該光源電路板上。
3. 如請求項2所述之三維列印機，更包含：一透鏡陣列，設置於該光源模組與該液晶螢幕之間，該透鏡陣列包含複數透鏡元件，各該透鏡元件係一單件，該些透鏡元件組裝成陣列排列並與該些發光元件分別對應設置。
4. 如請求項2所述之三維列印機，更包含：一透鏡陣列，係一體成型並設置於該光源模組與該液晶螢幕之間，該透鏡陣列包含複數透鏡元件，該些透鏡元件陣列排列並與該些發光元件分別對應設置。
5. 如請求項4所述之三維列印機，更包含：一升降馬達；一升降機構，受該升降馬達驅動且連接該工作平台；一輸入介面；一控制模組，電性耦接該光源模組、該輸入介面、該液晶螢幕及該升降馬達；以及一外殼側板，其中該輸入介面設置於該外殼側板；該三維列印機分成一第一零件組、一第二零件組及一第三零件組，該第一零件組包含該外殼底板、該光源模組及該透鏡陣列，該第二零件組包含該外殼側板、該輸入介面及該控制模組，該第三零件組包含該液晶螢幕、該工作平台、該升降機構及該升降馬達，且該第一零件組、該第二零件組及該第三零件組之間僅透過電性連接器方式、螺絲 方式及卡合方式中至少一方式組裝。
6. 如請求項4所述之三維列印機，更包含：一透鏡支架，設置於該光源模組與該透鏡陣列之間，該透鏡支架的材質對該光束為不透明，該透鏡支架包含複數貫通隔間，該些貫通隔間中至少一者的內壁為階梯狀，該些貫通隔間陣列排列並與該些發光元件分別對應設置。
7. 如請求項4所述之三維列印機，其中各該透鏡元件的一朝向光源面包含一平面，該透鏡陣列包含至少一凸粒，該透鏡陣列及其該凸粒一體成型，該凸粒與該些朝向光源面中以二列二行陣列排列的相鄰四者連接。
8. 如請求項4所述之三維列印機，其中各該透鏡元件的一朝向螢幕面包含一凸面。
9. 如請求項8所述之三維列印機，其中該光束由各該透鏡元件的該朝向螢幕面入射該光敏材料的該固化區的一收光角小於2度，該收光角為該光術與所入射之該光敏材料的該固化區的法線方向的夾角。
10. 如請求項1所述之三維列印機，其中在該工作平台上逐漸由該固化區堆疊成該三維列印產品的過程中，該液晶螢幕不與該工作槽接觸。
11. 如請求項1所述之三維列印機，其中該光束中該至少一部分通過該液晶螢幕的該穿透區的穿透率大於7%。
12. 如請求項1所述之三維列印機，其中該光源模組設置於該工作平台的上方。
13. 如請求項1所述之三維列印機，其中該光源模組設置於該工作平台的下方。

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