TWM488400U - 三維多列印頭平台結構 - Google Patents

Description

三維多列印頭平台結構

一種列印頭結構，特別是一種三維多列印頭平台結構。

先前技術，如中華民國專利第201012635號，該發明一個目的在於提供不需使用支撐流體操作的3-D列印方法。一個目的在於能製造具有足夠強度的物件。本發明係為了避免任何下游涉及施用提高強度的塗層或藉由下游烘烤法固化的操作。然而，另一個意圖在於避免細塵的問題，及其對健康危害的可能性，該細塵可能源於固體的使用。另一個目的在於能提供彩色物件，在此的意圖為此方法中不需額外步驟以加入色彩。該目的已經經由多重連續施用粉末材料薄層而製造三維結構的方法達到，其特徵為將反應性(甲基)丙烯酸甲酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯黏合劑施於粉末基質，其中該黏合劑包含加速劑且該基質包含起始劑系統。

先前技術，如中華民國專利第201236883號，該發明之一態樣係有關一種用於使用於一熔融沉積成型系統之列印頭總成。該列印頭總成包括一托架框，該托架框經配置以藉由該熔融沉積成型系統之一支架機構保持，及一插座。該插座自該托架框支撐以使得該插座可沿至少一軸線相對於該托架框移動，其中該插座經配置以將一抽取式列印頭按以下的一方式穩固地保持：防止該所保持列印頭在該熔融沉積成型系統之操作期間相對於該插座移動。該發明之另一態樣係有關一種用於使用於一熔融沉積成型系統之列印頭總成，其中該列印頭總成包括一托架框，該托架框經配置以藉由該 熔融沉積成型系統之一支架機構保持。該列印頭總成亦包括一插座，該插座具有一基座部分及一罩蓋。該基座部分自該托架框支撐且經配置以收納一抽取式列印頭，其中該基座部分包括一對準特徵，該對準特徵經配置以與該所收納列印頭之一對向對準特徵嚙合。該罩蓋經配置以緊靠該基座部分關閉以將該所收納列印頭至少部分地保持於該插座內。

本發明係有關一種用於使用於熔融沉積成型系統之列印頭總成。列印頭總成包括一可移動列印頭托架及多個可替換列印頭，該等列印頭經配置以藉由列印頭托架而抽取式地保持。如下文所論述，列印頭托架包括一托架框及至少一個(且更合意地，為兩個或兩個以上)列印頭桶或列印頭插座，該等列印頭桶或列印頭插座經配置以收納且保持抽取式列印頭。

本創作所需零件的電腦三維模型，例如數字模型、CAD模型等，完成電腦3D建模操作後，將列印指令發送到三維多列印頭平台結構上，進行檔案轉換，再結合切層軟體，確定擺放方位和切層路徑，進行切層工作和相關支撐材料的建構。透過噴嘴20將固態的線形成型射出料進行材料加工，形成半熔融狀態後再擠出，並一層一層由下往上堆疊在支撐材料上，最後硬化烘乾處理。三維多列印頭平台結構所提供3D印表機與傳統的去除材料加工技術相比，本創作具有速度快，生產成本降低，應用範圍廣泛等優點。此外，3D列印技術可應用於珠寶首飾、鞋類、工業設計、建築、汽車、航太、牙科及醫療方面。

本創作提供一種三維多列印頭平台結構，包括：一處理器；一x軸步進馬達、一y軸步進馬達、以及一z軸步進馬達，其係分別連結該處理器；三組時規皮帶，其係分別連結該x軸步進馬達、該y軸步進馬達、以及該z軸步進馬達；三組滑塊，三組該時規皮帶係分別套固傳動三組該滑塊；一x 軸螺桿、一y軸螺桿、以及一z軸螺桿，其係分別螺合三組該滑塊，並經由三組該時規皮帶、以及三組該滑塊的連結，形成間接經由該x軸步進馬達、該y軸步進馬達、以及該z軸步進馬達的個別傳動；一xyz軸定位控制器，包括：一xy軸線性滑座內部螺合該x軸螺桿、以及該y軸螺桿；以及一z軸線性滑座內部螺合該x軸螺桿、以及該z軸螺桿；一三維多列印頭，其係連結該xy軸線性滑座；一工作台，將待完成的一工作產物置於該平台上，並由該三維多列印頭，在xy軸所形成的二維平面，連續向z軸方向堆疊掃描，逐漸形成三維的該工作產物；以及一散熱風扇，連結該工作台，該散熱風扇係加速該工作產物的冷卻固化。

11‧‧‧第1儲料器

12‧‧‧第2儲料器

13‧‧‧第3儲料器

14‧‧‧第4儲料器

15‧‧‧第5儲料器

16‧‧‧閥門

17‧‧‧流動量感測器

18‧‧‧電磁閥

19‧‧‧漏斗

20‧‧‧噴嘴

21‧‧‧多列印頭平台

22‧‧‧供氣壓力腔

23‧‧‧供氣管

27‧‧‧射出料

31‧‧‧xy軸線性滑座

32‧‧‧x軸螺桿

33‧‧‧y軸螺桿

34‧‧‧z軸螺桿

35‧‧‧z軸線性滑座

50‧‧‧三維多列印頭

51‧‧‧工作產物

52‧‧‧工作台

71‧‧‧處理器

72‧‧‧x軸步進馬達

73‧‧‧y軸步進馬達

74‧‧‧z軸步進馬達

75‧‧‧時規皮帶

76‧‧‧滑塊

77‧‧‧堆疊換算模組

78‧‧‧步進馬達控制模組

79‧‧‧三維多列印頭控制模組

85‧‧‧xyz軸定位控制器

第1圖 三維多列印頭平台結構的xyz軸定位控制器示意圖。

第2圖 三維多列印頭的進料結構示意圖。

第3圖 三維多列印頭平台結構示意圖。

第4圖 y軸步進馬達經時規皮帶傳動y軸螺桿示意圖。

請參考第1圖、第3圖，本創作提供一種三維多列印頭平台結構，包括：一處理器71；一x軸步進馬達72、一y軸步進馬達73、以及一z軸步進馬達74，其係分別連結該處理器71；三組時規皮帶75，其係分別連結該x軸步進馬達72、該y軸步進馬達73、以及該z軸步進馬達74；三組滑塊76，三組該時規皮帶75係分別套固傳動三組該滑塊76；一x軸螺桿32、一y軸螺桿33、以及一z軸螺桿34，其係分別螺合三組該滑塊76，並經由三組該時規皮帶75、以及三組該滑塊76的連結，形成間接經由該x軸步進馬達72、該y軸步進馬達73、以及該z軸步進馬達74的個別傳動；一xyz軸定位控制器85，包括：一xy軸線性滑座31內部螺合該x軸螺桿32、 以及該y軸螺桿33；以及一z軸線性滑座35內部螺合該x軸螺桿32、以及該z軸螺桿34；一三維多列印頭50，其係連結該xy軸線性滑座31；一工作台52，將待完成的一工作產物51置於該平台上，並由該三維多列印頭50，在xy軸所形成的二維平面，連續向z軸方向堆疊掃描，逐漸形成三維的該工作產物51；以及一散熱風扇，連結該工作台52，該散熱風扇係加速該工作產物51的冷卻固化。

請參考第1圖，該三維多列印頭50，包括：一多列印頭平台21，其係連結該xy軸線性滑座31；複數個漏斗19，其係分別卡合該多列印頭平台21，其內容置一射出料27；複數個電磁閥18，其係分別個自連結複數個該漏斗19，藉以控制該射出料27的射出印刷；以及複數個噴嘴20，其係分別個自連結複數個該電磁閥18，射出該射出料27，形成該工作產物51的三維列印。

請參考第2圖，該三維多列印頭50的進料結構，包括：一供氣壓力腔22；第1儲料器11、第2儲料器12、第3儲料器13、第4儲料器14、以及第5儲料器15，其共同一端經由供氣管23係連結該供氣壓力腔22，其另一端係經由一閥門16分別連結各自的流動量感測器17後，再各自連結複數個該漏斗19；其中該射出料27係經加熱後，容置於該第1儲料器11、第2儲料器12、第3儲料器13、第4儲料器14、以及第5儲料器15內，並經由該供氣壓力腔22的氣壓推力壓擠至該複數個漏斗19，由該三維多列印頭控制模組79，控制複數個該電磁閥18進行該射出料27的射出印刷。

請參考第3圖，該處理器71，其係包括：一堆疊換算模組77，其係將該工作產物51三維空間影像，轉換為連續二維切面堆疊；一步進馬達控制模組78，將堆疊換算模組77的連續二維切面堆疊訊號，形成xyz軸定位控制轉換步進馬達控制，於列印xy平面一層後，定位z軸向上一層，再連續定位z軸向上一層方式，列印xy平面一層一層堆疊；以及一三維多列印頭 控制模組79，將堆疊換算模組77的連續二維切面堆疊訊號，藉以控制三維多列印頭50進行該工作產物51的三維列印。

該射出料27係ABS塑膠，ABS塑膠係丙烯、丁二烯、以及苯乙烯的混合物。

該射出料27係PLA塑膠，該PLA塑膠是聚乳酸，為一種玉米澱粉樹酯。

該射出料27係巧克力或熱熔性塑膠。

請參考第1圖，工作產物51是由該射出料27多種顏色組合的巧克力所組成，成形冷卻後，係三維握拳手掌。

以上所述，乃僅記載本創作為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本創作專利實施之範圍。即凡與本創作專利申請範圍文義相符，或依本創作專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

18‧‧‧電磁閥

19‧‧‧漏斗

20‧‧‧噴嘴

21‧‧‧多列印頭平台

31‧‧‧xy軸線性滑座

32‧‧‧x軸螺桿

33‧‧‧y軸螺桿

34‧‧‧z軸螺桿

35‧‧‧z軸線性滑座

50‧‧‧三維多列印頭

71‧‧‧處理器

72‧‧‧x軸步進馬達

73‧‧‧y軸步進馬達

74‧‧‧z軸步進馬達

75‧‧‧時規皮帶

76‧‧‧滑塊

77‧‧‧堆疊換算模組

78‧‧‧步進馬達控制模組

79‧‧‧三維多列印頭控制模組

85‧‧‧xyz軸定位控制器

Claims (9)

1. 一種三維多列印頭平台結構，包括：一處理器；一x軸步進馬達、一y軸步進馬達、以及一z軸步進馬達，其係分別連結該處理器；三組時規皮帶，其係分別連結該x軸步進馬達、該y軸步進馬達、以及該z軸步進馬達；三組滑塊，三組該時規皮帶係分別套固傳動三組該滑塊；一x軸螺桿、一y軸螺桿、以及一z軸螺桿，其係分別螺合三組該滑塊，並經由三組該時規皮帶、以及三組該滑塊的連結，形成間接經由該x軸步進馬達、該y軸步進馬達、以及該z軸步進馬達的各別傳動；一xyz軸定位控制器，包括：一xy軸線性滑座內部螺合該x軸螺桿、以及該y軸螺桿；以及一z軸線性滑座內部螺合該x軸螺桿、以及該z軸螺桿；一三維多列印頭，其係連結該xy軸線性滑座；一工作台，將待完成的一工作產物置於該平台上，並由該三維多列印頭，在xy軸所形成的二維平面，連續向z軸方向堆疊掃描，逐漸形成三維的該工作產物；以及一散熱風扇，連結該工作台，該散熱風扇係加速該工作產物的冷卻固化。
2. 如申請專利範圍第1項所述之三維多列印頭平台結構，其中，該處理器，其係包括：一堆疊換算模組，其係將該工作產物三維空間影像，轉換為連續二維切面堆疊；一步進馬達控制模組，將堆疊換算模組的連續二維切面堆疊訊號，形 成xyz軸定位控制轉換步進馬達控制，於列印xy平面一層後，定位z軸向上一層，再連續定位z軸向上一層方式，列印xy平面一層一層堆疊；以及一三維多列印頭控制模組，將堆疊換算模組的連續二維切面堆疊訊號，藉以控制三維多列印頭進行該工作產物的三維列印。
3. 如申請專利範圍第2項所述之三維多列印頭平台結構，其中，該三維多列印頭，包括：一多列印頭平台，其係連結該xy軸線性滑座；複數個漏斗，其係分別卡合該多列印頭平台，其內容置一射出料；複數個電磁閥，其係分別個自連結複數個該漏斗，藉以控制該射出料的射出印刷；以及複數個噴嘴，其係分別個自連結複數個該電磁閥，射出該射出料，形成該工作產物的三維列印。
4. 如申請專利範圍第3項所述之三維多列印頭平台結構，其中，該三維多列印頭的進料結構，包括：一供氣壓力腔；第1儲料器、第2儲料器、第3儲料器、第4儲料器、以及第5儲料器，其共同一端係連結該供氣壓力腔，其另一端係經由一閥門分別連結各自的一流動量感測器後，再各自連結複數個該漏斗；其中該射出料係經加熱後，容置於該第1儲料器、第2儲料器、第3儲料器、第4儲料器、以及第5儲料器內，並經由該供氣壓力腔的氣壓推力壓擠至該複數個漏斗，由該三維多列印頭控制模組，控制複數個該電磁閥進行該射出料的射出印刷。
5. 如申請專利範圍第5項所述之三維多列印頭平台結構，其中，該射出 料係包括多種顏色的組合。
6. 如申請專利範圍第5項所述之三維多列印頭平台結構，其中，該射出料係ABS塑膠，ABS塑膠係丙烯、丁二烯、以及苯乙烯的混合物。
7. 如申請專利範圍第5項所述之三維多列印頭平台結構，其中，該射出料係PLA塑膠，該PLA塑膠是聚乳酸，為一種玉米澱粉樹酯。
8. 如申請專利範圍第5項所述之三維多列印頭平台結構，其中，該射出料係巧克力。
9. 如申請專利範圍第5項所述之三維多列印頭平台結構，其中，該射出料係熱熔性塑膠。