TWM549698U

TWM549698U - 體積壓縮之三維列印機

Info

Publication number: TWM549698U
Application number: TW106204081U
Authority: TW
Inventors: 劉伊
Original assignee: 龍華科技大學
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2017-10-01

Description

體積壓縮之三維列印機

本創作是關於三維列印機，特別是體積壓縮之三維列印機。

三維列印(3D printer)又稱為積層製造(Additive Manufacturing)，比起二維列印，多出「高度」的維度，因此可合成三維物體。三維列印主要包括建模、切片及成型等步驟。具體而言，首先，使用者必須透過電腦軟體設計出三維物體的電腦模型；接著，透過電腦軟體將設計好的電腦模型在不同高度上沿著橫截面進行切片，並轉換成三維印表機可讀取的檔案；最後，透過三維印表機列印出各個切片，加以積層成型。因此，三維列印機即是實現三維列印的機器。

三維列印機依照成型技術，可分成熔融沉積成型(fused deposition modeling，FDM)、層狀物體製造(laminated object manufacturing，LOM)、數位光處理(digital light processing，DLP)、光固化立體造型(stereo lithograph apparatus，SLA)、粉床噴墨(powder bed and inkjet head 3D Printing，3DP)、選擇性雷射燒結(selective laser sintering，SLS)、選擇性雷射熔化(selective laser melting，SLM)等類型。

無論採用何種類型的三維列印機，如何快速而準確地列印出多樣而美觀的三維物體，是目前三維列印技術發展的重要課題。

根據本創作的一種觀點，是提供一種體積壓縮之三維列印機，包括：底架、頂架、第一方向移動裝置及第二方向移動裝置。頂架對齊底架，且與底架之間具有高度，並設置有噴頭。第一方向移動裝置的底部及頂部分別安裝在底架及頂架上，且沿著第一方向移動。第二方向移動裝置的底部及頂部分別安裝在底架及頂架上，且沿著第二方向移動。第一方向移動裝置及第二方向移動裝置同時移動，以伸長或壓縮底架及頂架之間的高度。

可理解的是，第一方向移動裝置及第二方向移動裝置在移動時，可產生直立(垂直於底架)、傾斜或平躺(平行於底架)的狀態，據此，可伸長或壓縮底架及頂架之間的高度，且可壓縮列印機的收納體積。

根據本創作的其他觀點，本創作將第一方向移動裝置及第二方向移動裝置的移動臂的頂部、底部或交錯處加以固定，據此，可增進列印機的穩定性。

1‧‧‧體積壓縮之三維列印機

10‧‧‧底架

11‧‧‧第一滑軌

12‧‧‧第二滑軌

13‧‧‧第三滑軌

14‧‧‧第四滑軌

15‧‧‧第一支柱

16‧‧‧第二支柱

17‧‧‧第三支柱

18‧‧‧第四支柱

20‧‧‧頂架

21‧‧‧第五滑軌

22‧‧‧第六滑軌

23‧‧‧第七滑軌

24‧‧‧第八滑軌

25‧‧‧第五支柱

26‧‧‧第六支柱

27‧‧‧第七支柱

28‧‧‧第八支柱

30‧‧‧第一方向移動裝置

31‧‧‧第一移動臂

311‧‧‧第一滑塊

312‧‧‧第二滑塊

32‧‧‧第二移動臂

321‧‧‧第三滑塊

322‧‧‧第四滑塊

40‧‧‧第二方向移動裝置

41‧‧‧第三移動臂

411‧‧‧第五滑塊

412‧‧‧第六滑塊

42‧‧‧第四移動臂

421‧‧‧第七滑塊

422‧‧‧第八滑塊

50‧‧‧連接件

60‧‧‧噴頭架

61‧‧‧噴頭

62‧‧‧繩索

63‧‧‧軸

64‧‧‧馬達

70‧‧‧樞轉件

圖1顯示本創作第一實施例的體積壓縮之三維列印機。

圖2顯示本創作的頂架的組裝方式。

圖3顯示本創作的噴頭的移動方式的示意圖。

圖4顯示本創作第二實施例的體積壓縮之三維列印機。

圖5顯示本創作第二實施例的移動方式。

圖6顯示本創作第三實施例的體積壓縮之三維列印機。

圖7顯示本創作第三實施例的移動方式。

圖8顯示本創作第四實施例的體積壓縮之三維列印機。

圖9顯示本創作第四實施例的移動方式。

圖10顯示本創作第五實施例的體積壓縮之三維列印機。

以下將透過具體實施例說明本創作的實施態樣及運作原理。本創作所屬技術領域中具有通常知識者，透過具體實施例可理解本創作的特徵及功效，而可基於本創作的精神進行組合、修飾、置換或轉用。可理解的是，本文所述之前、後、左、右、上、下是用以描述元件之間的相對位置。

圖1顯示本創作第一實施例的體積壓縮之三維列印機1。

本創作的體積壓縮之三維列印機包括底架10、頂架20、第一方向移動裝置30及第二方向移動裝置40。

底架10至少包括沿著第一方向延伸且並排的第一滑軌11及第二滑軌12，及沿著第二方向延伸且並排的第三滑軌13及第四滑軌14。第一滑軌11連接第三滑軌13，而第二滑軌12連接第四滑軌14。並排較佳是緊密地並排，以便減少列印機的整體體積，同時增加列印面積。第一方向不平行於第二方向，如此即可在二維平面上移動。第一方向較佳是X方向，而第二方向較佳是Y方向，使得第一方向垂直於第二方向，以便設定移動座標。

在本實施例中，底架10更包括第一支柱15、第二支柱16、第三支柱17及第四支柱18。第一滑軌11、第三滑軌13、第一支柱15及第三支柱17組成底架10的矩形外環，而第二滑軌12、第四滑軌14、第二支柱16及第四支柱18組成底架10的矩形內環。矩形內環及矩形外環可強化列印機的穩定性。

圖2顯示本創作的頂架20的組裝方式。

請參考圖1及圖2。頂架20是設置噴頭61之用，其至少包括沿著第一方向延伸且並排的第五滑軌21及第六滑軌22，及沿著第二方向延伸且並排的第七滑軌23及第八滑軌24。第五滑軌21連接第七滑軌23，而第六滑軌22連接第八滑軌24。並排較佳是緊密地並排，以便減少列印機的整體體積，同時增加列印面積。頂架20對齊底架10，且與底架10之間具有高度H。噴頭61是由噴頭架60設置在頂架20上，較佳是設置在頂架20的中央。

在本實施例中，頂架20更包括第五支柱25、第六支柱26、第七支柱27及第八支柱28，第五滑軌21、第七滑軌23、第五支柱25及第七支柱27組成頂架20的矩形外環；而第六滑軌22、第八滑軌24、第六支柱26及第八支柱28組成頂架20的矩形內環。矩形內環及矩形外環可強化列印機的穩定性。

如圖2所示，各滑軌之間、各支柱之間或各滑軌及支柱之間可透過將其等嵌入連接件50而連接。

底架10可仿照頂架20加以組裝。底架10可相同於頂架20，但不具有噴頭架60及噴頭61。

選擇性地，底架10的各支柱或頂架20的各支柱亦可採用滑軌，以符合對稱性的要求，或提供其他移動裝置移動，例如第五實施例所述者。

圖3顯示本創作的噴頭架60及噴頭61的移動方式的示意圖。

本創作的噴頭60及噴頭61可採用如圖3所示的CoreXY的配置，將兩個繩索62經由多個軸63纏繞於噴頭架60，並連繫於噴頭61。以兩個馬達64捲動兩個繩索62，即可使得噴頭61沿著第一方向(X方向)、第二方向(Y方向)移動。

請回到圖1，第一方向移動裝置30的底部及頂部分別安裝在底架10及頂架20上，且沿著第一方向移動。具體而言，第一方向移動裝置30包括第一移動臂31及第二移動臂32，而第一移動臂31的移動是反向於第二移動臂32的移動。在某些實施例中，第一移動臂31及第二移動臂32在初始狀態下並不交錯，而在移動時才交錯。然而，在某些實施例中，第一移動臂31及第二移動臂32始終維持交錯。

第二方向移動裝置40的底部及頂部分別安裝在底架10及頂架20上，且沿著第二方向移動。具體而言，第二方向移動裝置40包括第三移動臂41及第四移動臂42，而第三移動臂41的移動是反向於第四移動臂42的移動。在某些實施例中，第三移動臂41及第四移動臂42在初始狀態下並不交錯，而在移動時才交錯。然而，在某些實施例中，第三移動臂41及第四移動臂42始終維持交錯。

此外，各滑動臂可分別相對於其等所在的各滑軌旋轉。

進一步地，移動臂的移動可由滑塊提供。具體而言，第一移動臂31的底部及頂部分別具有第一滑塊311及第二滑塊312，分別安裝在第一滑軌11及第五滑軌21上。第二移動臂32的底部及頂部分別具有第三滑塊321及第四滑塊322，分別安裝在第二滑軌12及第六滑軌22上；第三移動臂41的底部及頂部分別具有第五滑塊411及第六滑塊412，分別安裝在第三滑軌13及第七滑軌23上；第四移動臂42的底部及頂部分別具有第七滑塊421及第八滑塊422，分別安裝在第四滑軌14及第八滑軌24上。

此外，各移動臂是以各滑塊作為樞轉件而相對於其等所在的各滑軌旋轉。各移動臂相對於各滑軌的旋轉角度是取決於各滑塊的移動距離。

移動臂或滑塊的移動可由皮帶、繩索、鏈條因馬動的轉動而帶動，且馬達的轉動可由電子控制器控制，在此不再贅述。

如此，第一方向移動裝置30及第二方向移動裝置40同時移動，即可伸長或壓縮底架10及頂架20之間的高度H。可理解的是，第一方向移動裝置30及第二方向移動裝置40在移動時，可產生直立(垂直於底架10)、傾斜或平躺(平行於底架10)的狀態。

移動臂11~14的長度皆為L，它們的橫截面的第一寬度及第二寬度皆為D。因此，在各移動臂垂直於底架10時，高度H具有最大值L；在各移動臂平行於底架10時，高度H具有最小值D。在移動時，移動臂在底架的滑軌及頂架的滑軌上所移動的距離總計為S，則高度H等於 L ²-S ²(D的影響忽略不計)。據此，可伸長或壓縮底架10及頂架20之間的高度H。設置有噴頭(請見圖2)的噴頭架60即可隨著頂架20沿著第三方向(Z方向)下降或上升，而提供三維列印。

值得注意的是，本創作的體積壓縮之三維列印機1在收納時，可將各移動臂移動成平躺狀態，即可壓縮列印機的收納體積。

第二實施例

圖4顯示本創作第二實施例的體積壓縮之三維列印機1。本實施例的架構是在第一實施例的基礎上進行變化。除了特別說明者之外，相同元件、構造或運作方式請參考第一實施例。

在本實施例中，移動臂31~32、41~42的頂部皆固定於頂架20。這種固定可強化各移動臂與頂架20之間的結合，而可減少頂架20的搖晃，進而增進列印機的穩定性。本文所謂的固定，是指禁止其位移而言。圖4的四個虛線圓圈表示四個被固定的部分。圖4的局部放大圖顯示由螺栓進行固定。

具體而言，第一移動臂31的頂部固定於第五滑軌21，較佳是固定於其左端；第二移動臂32的頂部固定於第六滑軌22，較佳是固定於其右端；第三移動臂41的頂部固定於第七滑軌23，較佳是固定於其左端；第四移動臂42的頂部固定於第八滑軌24，較佳是固定於其右端。各移動臂除了上述固定的部分之外，其餘的部分可由滑塊移動。

選擇性地，上述固定可透過在各移動臂及各滑軌之間安裝樞轉件而完成。

選擇性地，上述固定可透過將第一實施例的第二滑塊312、第四滑塊322、第六滑塊412及第八滑塊422分別固定在第五滑軌21、第六滑軌22、第七滑軌23及第八滑軌24上而完成。圖4的局部放大圖顯示由螺栓固定滑塊。

圖5顯示本創作第二實施例的移動方式。

由於各移動臂的頂部固定於頂架20，只有各移動臂的底部可移動。在本實施例中，第一滑塊311沿著第一方向(X方向)向右移動，第三滑塊321沿著第一方向(X方向)向左移動，第五滑塊411沿著第二方向(Y方向)向後移動，第七滑塊421沿著第二方向(Y方向)向前移動，如此，即可壓縮高度H；反之，上述各滑塊反向移動則可伸長高度H。據此，設置有噴頭(請見圖2)的噴頭架60即可隨著頂架20沿著第三方向(Z方向)下降或上升。

第三實施例

圖6顯示本創作第三實施例的體積壓縮之三維列印機1。本實施例的架構是在第一實施例的基礎上進行變化。圖6的四個虛線圓圈表示四個被固定的部分。圖6的局部放大圖顯示由螺栓進行固定。除了特別說明者之外，相同元件、構造或運作方式請參考第一實施例。

在本實施例中，第一移動臂31的頂部固定於第五滑軌21，較佳是固定於其左端；第二移動臂32的底部固定於第二滑軌12，較佳是固定於其左端。值得注意的是，移動臂31、32是固定於同一端。第三移動臂41的頂部固定於第七滑軌23，較佳是固定於其左端；第四移動臂42的底部固定於第四滑軌14，較佳是固定於其左端。值得注意的是，移動臂41、42是固定於同一端。

這種固定可強化各移動臂與底架10及頂架20之間的結合，而可減少頂架20的搖晃，進而增進列印機的穩定性。

選擇性地，上述固定可透過將第一實施例的第二滑塊312、第三滑塊321、第六滑塊412及第七滑塊421分別固定在第五滑軌21、第二滑軌12、第七滑軌23及第四滑軌14上而完成。

圖7顯示本創作第三實施例的移動方式。

在本實施例中，第一滑塊311沿著第一方向(X方向)向右移動，第四滑塊322沿著第一方向(X方向)向右移動，第五滑塊411沿著第二方向(Y方向)向後移動，第八滑塊(圖7未示)沿著第二方向(Y方向)向後移動，如此，即可壓縮高度H；反之，上述各滑塊反向移動則可伸長高度H。據此，設置有噴頭(請見圖2)的噴頭架60即可隨著頂架20沿著第三方向(Z方向)下降或上升。

第四實施例

圖8顯示本創作第四實施例的體積壓縮之三維列印機1。本實施例的架構是在第一實施例的基礎上進行變化。除了特別說明者之外，相同元件、構造或運作方式請參考第一實施例。

在本實施例中，第一移動臂31交錯於第二移動臂32，且兩者在交點處固定，但可由樞轉件70彼此相對旋轉；第三移動臂41交錯於第四移動臂42，且兩者在交點處固定，但可由樞轉件70彼此相對旋轉。這種固定可強化各移動臂之間的結合，而可減少頂架20的搖晃，進而增進列印機的穩定性。

圖9顯示本創作第四實施例的移動方式。

在本實施例中，各滑塊皆可移動。各滑塊向各滑軌的端點移動，即可壓縮高度H；反之，各滑塊向各滑軌的中央移動，即可伸長高度H。據此，設置有噴頭(請見圖2)的噴頭架60即可隨著頂架20沿著第三方向(Z方向)下降或上升。

第五實施例

圖10顯示本創作第五實施例的體積壓縮之三維列印機1。本實施例的架構是在第一實施例的基礎上進行變化。除了特別說明者之外，相同元件、構造或運作方式請參考第一實施例。

在本實施例中，本創作的體積壓縮之三維印表機1的四側皆有移動裝置，即前側及後側皆有第一方向移動裝置30，左側及右側皆有第二方向移動裝置40。相較於第一實施例，多出兩側的支撐，故可增進列印機的穩定性。

綜上所述，本創作所屬技術領域中具有通常知識者，透過上述實施例已可理解本創作的特徵及功效，而可基於本創作的精神，進行組合、修飾、置換或轉用。本創作並不限於上述實施例，而是以申請專利範圍為準。

1‧‧‧體積壓縮之三維列印機

10‧‧‧底架

11‧‧‧第一滑軌

12‧‧‧第二滑軌

13‧‧‧第三滑軌

14‧‧‧第四滑軌

15‧‧‧第一支柱

16‧‧‧第二支柱

17‧‧‧第三支柱

18‧‧‧第四支柱

20‧‧‧頂架

21‧‧‧第五滑軌

22‧‧‧第六滑軌

23‧‧‧第七滑軌

24‧‧‧第八滑軌

25‧‧‧第五支柱

26‧‧‧第六支柱

27‧‧‧第七支柱

28‧‧‧第八支柱

30‧‧‧第一方向移動裝置

31‧‧‧第一移動臂

311‧‧‧第一滑塊

312‧‧‧第二滑塊

32‧‧‧第二移動臂

321‧‧‧第三滑塊

322‧‧‧第四滑塊

40‧‧‧第二方向移動裝置

41‧‧‧第三移動臂

411‧‧‧第五滑塊

412‧‧‧第六滑塊

42‧‧‧第四移動臂

421‧‧‧第七滑塊

422‧‧‧第八滑塊

60‧‧‧噴頭架

Claims

一種體積壓縮之三維列印機，包括：底架；頂架，其對齊底架，且與底架之間具有高度，並設置有噴頭；第一方向移動裝置，其底部及頂部分別安裝在底架及頂架上，且沿著第一方向移動；及第二方向移動裝置，其底部及頂部分別安裝在底架及頂架上，且沿著第二方向移動；其中，第一方向移動裝置及第二方向移動裝置同時移動，以伸長或壓縮底架及頂架之間的高度。
如請求項1所述之體積壓縮之三維列印機，其中：第一方向移動裝置更包括第一移動臂及第二移動臂，且第一移動臂的移動是反向於第二移動臂的移動；且第二方向移動裝置更包括第三移動臂及第四移動臂，且第三移動臂的移動是反向於第四移動臂的移動。
如請求項2所述之體積壓縮之三維列印機，其中，第一移動臂在移動時交錯於第二移動臂；且第三移動臂在移動時交錯於第四移動臂。
如請求項3所述之體積壓縮之三維列印機，其中：底架更包括：沿著第一方向延伸且並排的第一滑軌及第二滑軌；及沿著第二方向延伸且並排的第三滑軌及第四滑軌；頂架更包括：沿著第一方向延伸且並排的第五滑軌及第六滑軌；及沿著第二方向延伸且並排的第七滑軌及第八滑軌；其中，第一滑軌連接第三滑軌；第二滑軌連接第四滑軌；第五滑軌連接第七滑軌；且第六滑軌連接第八滑軌。
如請求項4所述之體積壓縮之三維列印機，其中：第一移動臂的底部及頂部分別具有第一滑塊及第二滑塊；第二移動臂的底部及頂部分別具有第三滑塊及第四滑塊；第三移動臂的底部及頂部分別具有第五滑塊及第六滑塊；且第四移動臂的底部及頂部分別具有第七滑塊及第八滑塊。
如請求項5所述之體積壓縮之三維列印機，其中：第一滑塊是安裝在第一滑軌上；第二滑塊是安裝在第五滑軌上；第三滑塊是安裝在第二滑軌上；第四滑塊是安裝在第六滑軌上；第五滑塊是安裝在第三滑軌上；第六滑塊是安裝在第七滑軌上；第七滑塊是安裝在第四滑軌上；且第八滑塊是安裝在第八滑軌上。
如請求項4所述之體積壓縮之三維列印機，其中：第一移動臂的頂部固定於第五滑軌；第二移動臂的頂部固定於第六滑軌；第三移動臂的頂部固定於第七滑軌；且第四移動臂的頂部固定於第八滑軌。
如請求項4所述之體積壓縮之三維列印機，其中：第一移動臂的頂部固定於第五滑軌；第二移動臂的底部固定於第二滑軌；第三移動臂的頂部固定於第七滑軌；且第四移動臂的底部固定於第四滑軌。
如請求項5所述之體積壓縮之三維列印機，其中：底架更包括第一支柱、第二支柱、第三支柱及第四支柱；第一滑軌、第三滑軌、第一支柱及第三支柱組成底架的矩形外環；第二滑軌、第四滑軌、第二支柱及第四支柱組成底架的矩形內環；頂架更包括第五支柱、第六支柱、第七支柱及第八支柱；第五滑軌、第七滑軌、第五支柱及第七支柱組成頂架的矩形外環；第六滑軌、第八滑軌、第六支柱及第八支柱組成頂架的矩形內環。
如請求項2所述之體積壓縮之三維列印機，其中：第一移動臂交錯於第二移動臂，且兩者在交點處固定；且第三移動臂交錯於第四移動臂，且兩者在交點處固定。