本發(fā)明是有關(guān)于一種打印技術(shù)及其應(yīng)用，且特別是有關(guān)于一種立體打印方法及應(yīng)用其的立體打印裝置。

背景技術(shù)：

隨著電腦輔助制造(Computer-Aided Manufacturing,簡(jiǎn)稱為：CAM)的進(jìn)步，制造業(yè)發(fā)展了立體打印技術(shù)，能很迅速的將設(shè)計(jì)原始構(gòu)想制造出來。立體打印技術(shù)實(shí)際上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping,簡(jiǎn)稱為：RP)技術(shù)的統(tǒng)稱，其基本原理都是疊層制造，由快速原型機(jī)在XY平面內(nèi)通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z坐標(biāo)間斷地作層面厚度的位移，最終形成立體物體。立體打印技術(shù)能無(wú)限制幾何形狀，而且越復(fù)雜的零件越顯示RP技術(shù)的卓越性，還可大大地節(jié)省人力與加工時(shí)間，在時(shí)間最短的要求下，將3D電腦輔助設(shè)計(jì)(Computer-Aided Design,簡(jiǎn)稱為：CAD)軟件所設(shè)計(jì)的數(shù)字立體模型真實(shí)地呈現(xiàn)出來，不但摸得到，也可真實(shí)地感受得到它的幾何曲線，還可以試驗(yàn)零件的裝配性、甚至進(jìn)行可能的功能試驗(yàn)。

一般而言，目前利用上述快速成型法形成立體物品的立體打印裝置，多是通過讀取一數(shù)字立體模型來?yè)?jù)此建造關(guān)聯(lián)于此數(shù)字立體模型的立體物體。然而，對(duì)于一些包含有不可打印的嵌入物件的復(fù)合式物件而言(例如包含有金屬部分的主機(jī)板、電子線路或機(jī)構(gòu)件)，其并無(wú)法直接利用立體打印裝置直接一體成型地建造出。

在現(xiàn)行的應(yīng)用中，對(duì)于此類型復(fù)合式物件的建造，通常僅能以立體打印裝置針對(duì)復(fù)合式物件中可被打印的部分進(jìn)行打印。待使用者判斷已打印至特定嵌入點(diǎn)后，控制立體打印裝置暫停打印動(dòng)作，并且手動(dòng)地將不可打印的嵌入物件置入打印至一半的立體物件中，再控制立體打印裝置繼續(xù)進(jìn)行打印的動(dòng)作。對(duì)于使用者的操控/應(yīng)用便利性的考量上并非那么友善。此外，若在放置嵌入物件時(shí)造成立體打印裝置的平臺(tái)或打印頭發(fā)生位移，則可能會(huì)造成后 續(xù)的打印動(dòng)作的定位失準(zhǔn)，降低了立體打印裝置的工作精確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種立體打印方法及應(yīng)用其的立體打印裝置，其可解決先前技術(shù)所涉及的問題。

本發(fā)明的立體打印方法包括以下步驟：依據(jù)立體模型信息產(chǎn)生關(guān)聯(lián)于立體物件的多個(gè)切層物件的二維圖層信息，其中立體物件具有成型部與物件嵌入部；分析所述多個(gè)二維圖層信息，通過辨識(shí)每一切層物件中的成型區(qū)域與物件嵌入?yún)^(qū)域，其中所述多個(gè)成型區(qū)域構(gòu)成成型部，并且所述多個(gè)物件嵌入?yún)^(qū)域構(gòu)成物件嵌入部；選取立體物件的至少一截面作為分離平面；以及以成型材與支撐材逐層打印所述多個(gè)切層物件，通過將成型材涂布于未與分離平面重疊的成型區(qū)域內(nèi)，并且將支撐材涂布于與分離平面重疊的成型區(qū)域及物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，選取立體物件的截面作為分離平面的步驟包括：依據(jù)所述多個(gè)二維圖層信息計(jì)算物件嵌入部的截面積；以及選取物件嵌入部的截面積符合設(shè)定條件的截面作為分離平面。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，選取物件嵌入部的截面積符合設(shè)定條件的截面作為分離平面的步驟包括：選取物件嵌入部中具有最大截面積的截面作為分離平面。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，選取物件嵌入部的截面積符合設(shè)定條件的截面作為分離平面的的步驟還包括：當(dāng)物件嵌入部中具有最大截面積的截面為連續(xù)多個(gè)時(shí)，選取所述多個(gè)具有最大截面積的截面其中位于中央者作為分離平面。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，選取立體物件的特定截面作為分離平面的步驟包括：選取所述多個(gè)切層物件至少其中之一作為第一分離層，并且以其余各切層物件作為成型層。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，以成型材與支撐材逐層打印所述多個(gè)切層物件，通過將成型材涂布于未與分離平面重疊的成型區(qū)域內(nèi)，并且將支撐材涂布于與分離平面重疊的成型區(qū)域及物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的步驟包括：當(dāng)被打印的切層物件為成型層時(shí)，將成型材涂布于成型區(qū)域內(nèi)，并且將支撐材涂布于物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)；以及當(dāng)被打印的切層物件為第一分離層時(shí)，將支撐材涂布于成型 區(qū)域與物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，依據(jù)立體物件的形狀選取分離平面的步驟還包括：選取各切層物件的部分區(qū)域作為分離區(qū)域，其中所述多個(gè)分離區(qū)域構(gòu)成第二分離層。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，以成型材與支撐材逐層打印所述多個(gè)切層物件，通過將成型材涂布于未與分離平面重疊的成型區(qū)域內(nèi)，并且將支撐材涂布于與分離平面重疊的成型區(qū)域及物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的步驟包括：將成型材涂布于非分離區(qū)域的成型區(qū)域內(nèi)；以及將支撐材涂布于分離區(qū)域與物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，第一分離層與第二分離層的法線方向不互相平行。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，依據(jù)立體物件的形狀選取分離平面的步驟包括：選取各切層物件的部分區(qū)域作為分離區(qū)域，其中所述多個(gè)分離區(qū)域構(gòu)成分離層。

本發(fā)明的立體打印裝置包括平臺(tái)、打印頭模塊以及控制單元。平臺(tái)包括承載面。打印頭模塊設(shè)置于平臺(tái)上方。打印頭模塊經(jīng)配置以沿著移動(dòng)平面移動(dòng)以及沿著移動(dòng)平面的法線方向移動(dòng)?？刂茊卧罱哟蛴☆^模塊，用以依據(jù)立體模型信息控制打印頭模塊將成型材與支撐材逐層涂布于承載面上，通過構(gòu)成立體物件，其中立體物件具有成型部與物件嵌入部。控制單元依據(jù)立體模型信息產(chǎn)生關(guān)聯(lián)于立體物件的多個(gè)切層物件的二維圖層信息，并且分析所述多個(gè)二維圖層信息以辨識(shí)每一切層物件中的成型區(qū)域與物件嵌入?yún)^(qū)域，所述多個(gè)成型區(qū)域構(gòu)成成型部，并且所述多個(gè)物件嵌入?yún)^(qū)域構(gòu)成物件嵌入部。控制單元選取立體物件的至少一截面作為分離平面，并且控制打印頭模塊將成型材涂布于未與分離平面重疊的成型區(qū)域內(nèi)，以及將支撐材涂布于與分離平面重疊的成型區(qū)域及物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制單元依據(jù)所述多個(gè)二維圖層信息計(jì)算物件嵌入部的截面積，通過選取物件嵌入部的截面積符合設(shè)定條件的截面作為分離平面。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制單元選取物件嵌入部中具有最大截面積的截面作為分離平面。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)物件嵌入部中具有最大截面積的截面為連續(xù)多個(gè)時(shí)，控制單元選取所述多個(gè)具有最大截面積的截面其中位于中央者作為分 離平面。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制單元是選取所述多個(gè)切層物件至少其中之一作為一第一分離層，并且以其余各切層物件作為成型層。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)被打印的切層物件為成型層時(shí)，控制單元控制打印頭模塊將成型材涂布于成型區(qū)域內(nèi)，并且將支撐材涂布于物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)，以及當(dāng)被打印的切層物件為第一分離層時(shí)，控制單元控制打印頭模塊將支撐材涂布于成型區(qū)域與物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制單元還選取各切層物件的部分區(qū)域作為分離區(qū)域，其中所述多個(gè)分離區(qū)域構(gòu)成第二分離層。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制單元控制打印頭模塊將成型材涂布于非分離區(qū)域的成型區(qū)域內(nèi)，并且將支撐材涂布于分離區(qū)域與物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制單元還選取各切層物件的部分區(qū)域作為分離區(qū)域，其中所述多個(gè)分離區(qū)域構(gòu)成分離層。

基于上述，本發(fā)明提出一種立體打印方法及應(yīng)用其的立體打印裝置。在本案的應(yīng)用中，立體打印裝置可通過選取立體物件的特定截面作為分離平面，并且將被選作為分離平面的截面涂布支撐材，使得打印完的立體物件可根據(jù)分離平面作為切割面/分隔面，而被分為兩個(gè)或多個(gè)部分。更具體地說，通過上述立體打印方法，使用者可以在打印完完整的立體物件后，通過將支撐材移除的方式將立體物件分割為多個(gè)部分，將不可打印的嵌入物件置入物件嵌入部的一部分中，再將立體物件的各部分組合在一起以構(gòu)成完整的復(fù)合式物件。相較于傳統(tǒng)的復(fù)合式物件的立體打印方法而言，本案的立體打印方法可直接打印完整的立體物件，而不需要在打印至一半時(shí)停止打印，藉手動(dòng)方式將物件置入物件嵌入部后再繼續(xù)進(jìn)行打印，因此提高了整體應(yīng)用的便利性。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1A為本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印裝置的功能方塊示意圖；

圖1B為依照?qǐng)D1A的一實(shí)施例的立體打印裝置的配置示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印方法的步驟流程圖；

圖3A為本發(fā)明一實(shí)施例的立體物件的示意圖；

圖3B為依照?qǐng)D3A的一實(shí)施例的立體物件的剖面俯視圖；

圖3C為依照?qǐng)D3A的一實(shí)施例的立體物件的側(cè)視圖；

圖4A示出依照本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印方法所建構(gòu)的立體物件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4B示出圖4A中沿截線AA’與BB’的截面上的切層物件SLOa與SLOb的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4C示出分離后的立體物件的示意圖；

圖5A示出依照本發(fā)明另一實(shí)施例的立體打印方法所建構(gòu)的立體物件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5B示出圖5A中沿截線CC’與DD’的截面上的切層物件SLOa與SLOb的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5C示出分離后的立體物件的示意圖；

圖6A與圖6B為本發(fā)明又一實(shí)施例的立體物件打印流程示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10：立體物件/螺絲起子的把手部分；

12：螺絲起子的金屬部分；

100：立體打印裝置；

110：平臺(tái)；

112：承載面；

120：打印頭模塊；

130：控制單元；

200：電腦主機(jī)；

EOP：物件嵌入部；

EOR：物件嵌入?yún)^(qū)域；

FP：成型部；

FL：成型層；

FR：成型區(qū)域；

FP1、FP2、FP3、FP4：立體物件的各部分；

AA’、BB’、CC’、DD’、EE’、OO’：截線；

S210～S240：立體打印方法的步驟；

SCD：復(fù)合式物件；

SLO、SLOa、SLOb、SLOc、SLOd：切層物件；

SPL、SPL1、SPL2：分離層；

SPR：分離區(qū)域。

具體實(shí)施方式

為了使本揭露的內(nèi)容可以被更容易明了，以下特舉實(shí)施例做為本揭露確實(shí)能夠據(jù)以實(shí)施的范例。以下實(shí)施例中所提到的方向用語(yǔ)，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來說明，而并非用來限制本發(fā)明。另外，凡可能之處，在圖式及實(shí)施方式中使用相同標(biāo)號(hào)的元件/構(gòu)件/步驟，是代表相同或類似部件。

圖1A為本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印裝置的功能方塊示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1A，本實(shí)施例的立體打印裝置100適于依據(jù)一立體模型信息打印出一立體物件。進(jìn)一步來說，電腦主機(jī)200為具有運(yùn)算功能的裝置，例如是筆記本電腦、平板電腦或臺(tái)式電腦等計(jì)算機(jī)裝置，本發(fā)明并不對(duì)電腦主機(jī)200的種類加以限制。電腦主機(jī)200可編輯與處理一立體物件的立體模型并傳送相關(guān)的立體模型信息至立體打印裝置100，使立體打印裝置100可依據(jù)立體模型信息打印出立體物件。在本實(shí)施例中，立體模型信息可為一立體數(shù)字圖像檔案，其可例如由電腦主機(jī)200通過電腦輔助設(shè)計(jì)(computer-aided design,簡(jiǎn)稱為：CAD)或動(dòng)畫建模軟件等建構(gòu)而成，并將此數(shù)字立體模型信息切割為多個(gè)關(guān)聯(lián)于立體物件的橫截面的二維圖層信息，使立體打印裝置100可依據(jù)此數(shù)字立體模型信息的二維圖層信息依序獲取出多個(gè)的切層物件，所述切層物件堆疊而形成立體物件。

具體而言，立體打印裝置100包括平臺(tái)110、打印頭模塊120以及控制單元130。在此搭配圖1B所示出的立體打印裝置100的范例硬件架構(gòu)進(jìn)行說明，并且同時(shí)提供直角坐標(biāo)系以便于描述相關(guān)構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其中，圖1B為依照?qǐng)D1A的一實(shí)施例的立體打印裝置的配置示意圖。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1A與圖1B，平臺(tái)110包括承載面112。打印頭模塊120設(shè)置于平臺(tái)110上方。打印頭模塊120經(jīng)配置以沿著XY平面移動(dòng)以及沿XY 平面的法線方向(Z軸向)移動(dòng)?？刂茊卧?30耦接打印頭模塊120，其可用以依據(jù)立體模型信息控制打印頭模塊120的移動(dòng)路徑，通過將積層材料逐層涂布于承載面112上，從而構(gòu)成立體物件10。

更具體地說，本實(shí)施例所述的立體打印的具體實(shí)施手段例如為材料噴射式(material jetting)立體打印技術(shù)。舉例來說，當(dāng)立體打印裝置100為材料噴射式立體打印裝置時(shí)，打印頭模塊120例如是可噴涂出成型材的噴頭，而所沉積的成型材可為液態(tài)或漿料狀態(tài)的光敏性樹脂。打印頭模塊120將成型材直接噴撒至平臺(tái)110的承載面112上，并利于隨后自然硬化或通過特定光源來固化成型材，從而形成所要的橫截面層。因此，液態(tài)或漿料狀態(tài)的光敏性樹脂可逐層地在承載面上固化而形成立體物件。需特別說明的是，上述的立體打印裝置100雖以材料噴射式立體打印裝置為例，但本發(fā)明并不限制于此，只要是通過打印頭模塊120將成型材逐層涂布于平臺(tái)110的立體打印裝置皆屬于本發(fā)明所欲保護(hù)的范圍。

在本實(shí)施例中，當(dāng)所形成的立體物件10是要與其他無(wú)法通過立體打印方式構(gòu)成的物件(例如金屬材料)相結(jié)合時(shí)，立體物件10除了會(huì)有構(gòu)成其本體與外型的成型部外，還會(huì)設(shè)置有對(duì)應(yīng)的物件嵌入部，以提供與其他物件結(jié)合的空間。當(dāng)所設(shè)計(jì)的立體物件10具有物件嵌入部時(shí)，無(wú)論以何種立體打印技術(shù)進(jìn)行打印，其均需在物件嵌入部處提供足夠的支撐結(jié)構(gòu)，以避免立體物件10成型之后，其物件嵌入部因無(wú)任何支撐結(jié)構(gòu)而因應(yīng)力集中導(dǎo)致變形。

因此，在本實(shí)施例中，形成立體物件10的積層材料可例如包括成型材與支撐材。成型材是用以建構(gòu)立體物件10的本體及形狀，所述成型材可例如是液態(tài)的光硬化樹脂(photopolymer)，而支撐材是用以支撐立體物件10。其中，在成形于承載面112上的積層材料固化后，可再將支撐材移除，以得到立體物件10。

在硬件配置上，所述打印頭模塊120可例如包括打印頭、供料線、皮帶、滑輪及滑輪總成等硬件構(gòu)件，控制單元130例如是中央處理器、芯片組、微處理器、嵌入式控制器等具有運(yùn)算功能的設(shè)備，在此不限制。

底下以圖2進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例的立體打印方法的步驟流程。其中，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印方法的步驟流程圖。

請(qǐng)一并參照?qǐng)D1A、圖1B與圖2，首先，立體打印裝置100的控制單元 130會(huì)從電腦主機(jī)200接收立體模型信息，并且依據(jù)立體模型信息產(chǎn)生關(guān)聯(lián)于立體物件10的多個(gè)切層物件的二維圖層信息，其中立體物件10可視為由所述多個(gè)切層物件堆疊組成(步驟S210)。在取得二維圖層信息后，控制單元130會(huì)進(jìn)一步分析所述二維圖層信息，通過辨識(shí)每一切層物件中的成型區(qū)域與物件嵌入?yún)^(qū)域(步驟S220)。接著，控制單元130會(huì)依據(jù)所述二維圖層信息選取立體物件10的至少一截面作為分離平面(步驟S230)，并且控制打印頭模塊120以成型材與支撐材逐層打印切層物件，通過將成型材涂布于未與分離平面重疊的成型區(qū)域內(nèi)，并且將支撐材涂布于與分離平面重疊的成型區(qū)域及物件嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)(步驟S240)。

底下以圖3A至圖3C所示出的立體物件作為范例，通過具體說明本案的立體打印方法。其中，圖3A為本發(fā)明一實(shí)施例的立體物件的示意圖。圖3B為依照?qǐng)D3A的一實(shí)施例的立體物件的剖面俯視圖。圖3C為依照?qǐng)D3A的一實(shí)施例的立體物件的側(cè)視圖。

請(qǐng)先參照?qǐng)D3A，本實(shí)施例的復(fù)合式物件SCD是以螺絲起子做為范例，其包括把手部分10與金屬部分12，其中金屬部分12為不可打印的物件，其是鑲嵌于把手部分10中，并且把手部分10在本實(shí)施例是以立體打印的方式建構(gòu)。換言之，把手部分10即為所述立體打印裝置100所構(gòu)成的立體物件(底下以立體物件10稱之)。

立體物件10的剖面俯視結(jié)構(gòu)與側(cè)視結(jié)構(gòu)分別如圖3B與圖3C所示。在本實(shí)施例的立體物件10中，其包括成型部FP與物件嵌入部EOP，其中成型部FP構(gòu)成立體物件10的本體與形狀，而物件嵌入部EOP則是提供放置金屬部分12的空間。此外，本實(shí)施例以圖3B上半部所示出的切層物件SLO來示意立體物件10沿截線OO’的截面上的切層物件(后續(xù)實(shí)施例皆會(huì)以此方式表示立體物件10沿特定截線上的截面圖)。根據(jù)立體物件10在各截面上的組成，每一切層物件SLO具有成型區(qū)域FR和/或物件嵌入?yún)^(qū)域EOR，其中各層切層物件SLO的成型區(qū)域FR堆疊起來即構(gòu)成立體物件10的成型部FP。類似地，各層切層物件SLO的物件嵌入?yún)^(qū)域EOR堆疊起來即構(gòu)成立體物件10的物件嵌入部EOP。

通過本發(fā)明實(shí)施例所述的立體打印方法，在立體打印的過程中，立體物件10中被選作為分離平面的截面會(huì)被涂布支撐材，使得打印完的立體物件 10可根據(jù)分離平面作為切割面/分隔面，而被分為兩個(gè)或多個(gè)部分。其中，被選取的分離平面通常會(huì)與部分的物件嵌入部重疊，通過令使用者可以在打印完完整的立體物件10后，將不可打印的嵌入物件置入物件嵌入部的一部分中，再將立體物件10的各部分組合在一起以構(gòu)成完整的復(fù)合式物件SCD。相較于傳統(tǒng)的復(fù)合式物件SCD的立體打印方法而言，本案的立體打印方法是可直接打印完整的立體物件10，而不需要在打印至一半時(shí)停止打印，通過手動(dòng)方式將物件置入物件嵌入部后再繼續(xù)進(jìn)行打印，因此提高了整體應(yīng)用的便利性，并且降低了立體打印裝置可能會(huì)在打印的過程中受到使用者手動(dòng)操作的影響而降低工作精確度的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，由于在本案的立體打印方法下若在放置嵌入物件時(shí)造成立體打印裝置的平臺(tái)或打印頭發(fā)生位移，則可能會(huì)造成后續(xù)的打印動(dòng)作的定位失準(zhǔn)，降低了立體打印裝置的工作精確性。

在本實(shí)施例中，所述分離平面的選取是可依據(jù)設(shè)計(jì)需求而定義。舉例來說，所述分離平面可以是立體物件10在特定位置的橫向截面(即，與XY平面具有相同法線方向的截面)、縱向截面(即，與XY平面相互正交的截面)或者沿一特定法線方向的截面，本發(fā)明不以此為限。

當(dāng)分離平面是定義為立體物件10在特定位置的橫向截面時(shí)，控制單元130可依據(jù)特定的選取規(guī)則而選取立體物件10中與分離平面重疊的切層物件SLO作為分離層(以后續(xù)圖4A至圖4C實(shí)施例作進(jìn)一步說明)。另一方面，當(dāng)分離平面是定義為立體物件10在特定位置的縱向截面時(shí)，控制單元130可依據(jù)特定的選取規(guī)則而選取各切層物件中與分離平面重疊的部分區(qū)域作為分離區(qū)域，其中各切層物件的分離區(qū)域會(huì)堆疊成一分離層(以后續(xù)圖5A至圖5C實(shí)施例作進(jìn)一步說明)。

此外，所述選取規(guī)則可例如為控制單元130依據(jù)對(duì)應(yīng)各切層物件的二維圖層信息計(jì)算立體物件10的物件嵌入部的截面積。在決定分離平面的法線方向后，通過比較物件嵌入部于所述法線方向上的各截面的截面積來選取截面積符合一設(shè)定條件的截面作為分離平面。所述設(shè)定條件可例如為截面積最大者或截面積大于一特定臨界值者。

其中，較佳地，選取具有最大截面積的截面作為分離平面可令嵌入物件較容易置入立體物件10的物件嵌入部中，因此底下的實(shí)施例是以選取具有最 大截面積的截面作為分離平面作為范例進(jìn)行說明，但本發(fā)明不僅限于此。

圖4A至圖4C為本發(fā)明一實(shí)施例的立體物件打印流程示意圖。其中，圖4A示出依照本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印方法所建構(gòu)的立體物件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4B示出圖4A中沿截線AA’與BB’的截面上的切層物件SLOa與SLOb的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4C示出分離后的立體物件的示意圖。

請(qǐng)先參照?qǐng)D4A，本實(shí)施例是選取立體物件10的橫向截面作為分離平面。在本實(shí)施例中，控制單元130會(huì)在從電腦主機(jī)200接收到立體模型信息后，依據(jù)二維圖層信息計(jì)算各切層物件的物件嵌入?yún)^(qū)域的面積。其中，根據(jù)本實(shí)施例的立體物件10的物件嵌入部的形狀，控制單元130會(huì)計(jì)算出立體物件10在截線AA’的截面上的切層物件SLOa具有最大的物件嵌入?yún)^(qū)域面積，因此控制單元130會(huì)選取切層物件SLOa作為分離層SPL。此外，未被選取的切層物件SLOa會(huì)被控制單元130定義為成型層FL。

在選定以切層物件SLOa作為分離層SPL后，控制單元130即會(huì)控制打印頭模塊120逐層打印切層物件。其中，當(dāng)被打印的切層物件為成型層FL時(shí)，以圖4B所示的沿截線BB’的截面上的切層物件SLOb為例，打印頭模塊120會(huì)將成型材涂布于成型區(qū)域FR內(nèi)，并且將支撐材涂布于物件嵌入?yún)^(qū)域EOR內(nèi)。在圖示中，示出斜線的部分即表示涂布支撐材的區(qū)域，而非斜線的部分則表示涂布成型材的區(qū)域。另一方面，當(dāng)被打印的切層物件為分離層SPL時(shí)，打印頭模塊120會(huì)將支撐材涂布于成型區(qū)域FR與物件嵌入?yún)^(qū)域EOR內(nèi)。

因此，當(dāng)立體物件10的各切層物件皆打印完成時(shí)，使用者可將支撐材移除以令立體物件10從分離層SPL被切分為上半部FP1與下半部FP2，如圖4C所示。此后，使用者即可將嵌入物件置入于物件嵌入部EOP中，并且粘合立體物件10的上半部FP1與下半部FP2，通過建構(gòu)完整的復(fù)合式物件SCD。

圖5A至圖5C本發(fā)明另一實(shí)施例的立體物件打印流程示意圖。其中，圖5A示出依照本發(fā)明另一實(shí)施例的立體打印方法所建構(gòu)的立體物件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5B示出圖5A中沿截線CC’與DD’的截面上的切層物件SLOa與SLOb的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5C示出分離后的立體物件的示意圖。

請(qǐng)先參照?qǐng)D5A，本實(shí)施例是選取立體物件10的縱向截面作為分離平面。在本實(shí)施例中，控制單元130會(huì)在從電腦主機(jī)200接收到立體模型信息后，依據(jù)二維圖層信息計(jì)算各切層物件的物件嵌入?yún)^(qū)域的面積。其中，根據(jù)本實(shí) 施例的立體物件10的物件嵌入部的形狀，控制單元130會(huì)計(jì)算出立體物件10在區(qū)域Rv之間的截面皆具有最大的物件嵌入?yún)^(qū)域面積。在本實(shí)施例中，控制單元130是選取位于區(qū)域Rv的中央截面(即，截線EE’上的截面)作為分離平面，但本發(fā)明不僅限于此。在其他實(shí)施例中，使用者可依據(jù)設(shè)計(jì)考量而令控制單元130選取區(qū)域Rv內(nèi)的任一截面作為分離平面。

更具體地說，在本實(shí)施例中，控制單元130會(huì)選取各切層物件中與分離平面重疊的部分區(qū)域作為分離區(qū)域，如圖5B所示出的分離區(qū)域SPR，其中各切層物件中的分離區(qū)域疊加起來即構(gòu)成分離層SPL。在此附帶一提的是，控制單元130在各切層物件中所選取的分離區(qū)域的寬度是可依據(jù)設(shè)計(jì)需求而定義的，其可例如與各切層物件的厚度相同或近似，但本發(fā)明不僅限于此。

在選定各切層物件中的分離區(qū)域SPR后，控制單元130即會(huì)控制打印頭模塊120逐層打印切層物件。在本實(shí)施例中，打印頭模塊120會(huì)將成型材涂布于非分離區(qū)域SPR的成型區(qū)域FR內(nèi)，并且將支撐材涂布于分離區(qū)SPR域與物件嵌入?yún)^(qū)域EOR內(nèi)。

在此分別以截線CC’與DD’上的切層物件SLOc與SLOd作為范例來說明，如圖5B所示。當(dāng)打印頭模塊120打印至不包含有物件嵌入?yún)^(qū)域EOR的切層物件SLOd時(shí)，打印頭模塊120會(huì)將成型材涂布于非分離區(qū)域SPR的成型區(qū)域FP內(nèi)，并且將支撐材涂布于分離區(qū)域SPR內(nèi)。在圖示中，示出斜線的部分即表示涂布支撐材的區(qū)域，而非斜線的部分則表示涂布成型材的區(qū)域。另一方面，當(dāng)打印頭模塊120打印至包含有物件嵌入?yún)^(qū)域EOR的切層物件SLOc時(shí)，打印頭模塊120除了同樣會(huì)將成型材涂布于非分離區(qū)域SPR的成型區(qū)域FP內(nèi)，其還會(huì)將支撐材涂布于成型區(qū)域FR與物件嵌入?yún)^(qū)域EOR內(nèi)。

因此，當(dāng)立體物件10的各切層物件皆打印完成時(shí)，使用者可將支撐材移除以令立體物件10從分離層SPL被切分為左半部FP1與右半部FP2，如圖5C所示。此后，使用者即可將嵌入物件置入于物件嵌入部EOP中，并且粘合立體物件10的左半部FP1與右半部FP2，通過建構(gòu)完整的復(fù)合式物件SCD。

另外值得一提的是，在本發(fā)明實(shí)施例的立體打印方法下，分離平面的數(shù)量可以為一個(gè)或多個(gè)。換言之，以圖4A至圖4C實(shí)施例來看，控制單元130可選取多個(gè)切層物件作為分離層，使得立體物件10可被分割為三個(gè)以上的不同部分。類似地，以圖5A至圖5C實(shí)施例來看，控制單元130可在每一切層 物件中選取多個(gè)分離區(qū)域，通過構(gòu)成多個(gè)分離層，使得立體物件10可被分割為三個(gè)以上的不同部分。本發(fā)明不對(duì)此加以限制。

除上述分離平面選擇方式外，控制單元130還可選取至少一個(gè)橫向截面與至少一個(gè)縱向截面作為分離平面。圖6A與圖6B為本發(fā)明又一實(shí)施例的立體物件打印流程示意圖，如圖6A與圖6B所示，在本實(shí)施例中，控制單元130可選取立體物件10的橫向截面中物件嵌入?yún)^(qū)域面積最大者(即，截線AA’上的截面)作為第一分離平面，并且選取立體物件10的縱向截面中物件嵌入?yún)^(qū)域面積最大者(即，截線EE’上的截面)作為第二分離平面。本實(shí)施例具體的立體打印方法可綜合參照上述圖4A至圖5C實(shí)施例的說明。在此不再重復(fù)贅述。

在本實(shí)施例中，當(dāng)立體物件10的各切層物件皆打印完成時(shí)，使用者可將支撐材移除以令立體物件10從第一分離層SPL1與第二分離層SPL2被切分為四個(gè)部分FP1～FP4，如圖6B所示。此后，使用者即可將嵌入物件置入于物件嵌入部EOP中，并且粘合立體物件10的各部分FP1～FP4，通過建構(gòu)完整的復(fù)合式物件SCD。

在此應(yīng)注意的是，本實(shí)施例雖是以選擇橫向截面與縱向截面作為第一與第二分離平面作為范例，但本發(fā)明不僅限于此。只要是選擇法線方向不同的兩截面作為分離平面，并且據(jù)以構(gòu)成兩分離層即符合本實(shí)施例的概念，在此合先敘明。

綜上所述，本發(fā)明提出一種立體打印方法及應(yīng)用其的立體打印裝置。在本案的應(yīng)用中，立體打印裝置可藉由選取立體物件的特定截面作為分離平面，并且將被選作為分離平面的截面涂布支撐材，使得打印完的立體物件可根據(jù)分離平面作為切割面/分隔面，而被分為兩個(gè)或多個(gè)部分。更具體地說，通過上述立體打印方法，使用者可以在打印完完整的立體物件后，通過將支撐材移除的方式將立體物件分割為多個(gè)部分，將不可打印的嵌入物件置入物件嵌入部的一部分中，再將立體物件的各部分組合在一起以構(gòu)成完整的復(fù)合式物件。相較于傳統(tǒng)的復(fù)合式物件的立體打印方法而言，本案的立體打印方法是可直接打印完整的立體物件，而不需要在打印至一半時(shí)停止打印，通過手動(dòng)方式將物件置入物件嵌入部后再繼續(xù)進(jìn)行打印，因此提高了整體應(yīng)用的便利性，并且降低了立體打印裝置可能會(huì)在打印的過程中受到使用者手動(dòng)操作的 影響而降低工作精確度的風(fēng)險(xiǎn)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。