立體打印裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種打印裝置，且特別是有關(guān)于一種立體打印裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著科技的日益發(fā)展，許多利用逐層建構(gòu)模型等加成式制造技術(shù)(additive manufacturing technology)來建造物理三維(three dimens1nal, 3D)模型的不同方法已紛紛被提出。一般而言，加成式制造技術(shù)是將利用電腦輔助設(shè)計(jì)(computeraided design, CAD)等軟體所建構(gòu)的3D模型的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)堆疊的多個薄(準(zhǔn)二維)橫截面層。與此同時(shí)，許多可以形成多個薄橫截面層的技術(shù)手段也逐漸被提出。舉例來說，打印裝置的打印模塊通?？梢罁?jù)3D模型的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)所建構(gòu)的空間坐標(biāo)XYZ在基座的上方沿著XY平面移動，從而使建構(gòu)材料形成正確的橫截面層形狀。所沉積的建構(gòu)材料可隨后自然硬化，或者通過加熱或光源的照射而被固化，從而形成所要的橫截面層。因此，通過打印模塊沿著軸向Z逐層移動，即可使多個橫截面層沿Z軸逐漸堆疊，進(jìn)而使建構(gòu)材料在逐層固化的狀態(tài)下形成立體物件。
[0003]以通過光源固化建構(gòu)材料而形成立體物件的技術(shù)為例，打印模塊適于浸入盛裝在盛槽中的液態(tài)成型材中，而光源模塊在XY平面上照射作為建構(gòu)材料的液態(tài)成型材，以使液態(tài)成型材被固化，并堆疊在打印模塊的一移動平臺上。如此，通過打印模塊的移動平臺沿著軸向Z逐層移動，即可使液態(tài)成型材逐層固化并堆疊成立體物件。在立體物件通過逐層堆疊而成型的過程中，若立體物件隨著移動平臺的移動而接觸盛槽的底部，已成型的立體物件容易接觸盛槽的底部而產(chǎn)生損毀。此外，若已固化的液態(tài)成型材沾粘在盛槽的底部，則可能干擾光源的照射而影響后續(xù)的成型結(jié)果。因此，在現(xiàn)有的立體打印技術(shù)下，如何使立體打印所得的立體物件具有良好的打印品質(zhì)，也逐漸成為本領(lǐng)域開發(fā)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種立體打印裝置，具有良好的打印品質(zhì)。
[0005]本發(fā)明的立體打印裝置包括盛槽、移動平臺、光源、監(jiān)測單元以及控制單元。盛槽用以盛裝液態(tài)成型材以及隔離液，其中隔離液的比重大于液態(tài)成型材的比重，且隔離液與液態(tài)成型材不相溶，以使隔離液沉在盛槽的底部與液態(tài)成型材之間。移動平臺可移動地配置在盛槽的上方。光源配置在盛槽的下方，用以照射液態(tài)成型材。監(jiān)測單元配置在盛槽的一側(cè)，并適于監(jiān)測隔離液與液態(tài)成型材的交界位置。控制單元耦接光源、監(jiān)測單元與移動平臺，其中控制單元依據(jù)監(jiān)測單元所監(jiān)測得的交界位置而控制移動平臺浸入液態(tài)成型材的初始深度。控制單元控制移動平臺在液態(tài)成型材中自初始深度逐層往遠(yuǎn)離光源的方向移動，并且控制光源照射液態(tài)成型材，以逐層固化被照射的液態(tài)成型材，而在移動平臺上形成立體物件。
[0006]本發(fā)明的另一立體打印裝置包括盛槽、移動平臺、光源、監(jiān)測單元以及控制單元。盛槽用以盛裝液態(tài)成型材以及隔離液，其中液態(tài)成型材的比重大于隔離液的比重，且隔離液與液態(tài)成型材不相溶，以使液態(tài)成型材沉在盛槽的底部與隔離液之間。移動平臺可移動地配置在盛槽的上方。光源配置在盛槽的上方，用以照射液態(tài)成型材。監(jiān)測單元配置在盛槽的一側(cè)，并適于監(jiān)測隔離液與液態(tài)成型材的交界位置?？刂茊卧罱庸庠础⒈O(jiān)測單元與移動平臺，其中控制單元依據(jù)監(jiān)測單元所監(jiān)測得的交界位置而控制移動平臺浸入液態(tài)成型材的初始深度?？刂茊卧刂埔苿悠脚_在液態(tài)成型材中自初始深度逐層往遠(yuǎn)離光源的方向移動，并且控制光源照射液態(tài)成型材，以逐層固化被照射的液態(tài)成型材，而在移動平臺上形成立體物件。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的立體打印裝置還包括第一注入模塊以及第二注入模塊。第一注入模塊連接盛槽，以將定量的隔離液注入盛槽，且當(dāng)隔離液的液面位置低于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制單元控制第一注入模塊將隔離液注入盛槽。第二注入模塊連接盛槽，以將定量的液態(tài)成型材注入盛槽，且當(dāng)液態(tài)成型材的液面位置低于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制單元控制第二注入模塊將液態(tài)成型材注入盛槽。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一注入模塊具有第一注入開口，第二注入模塊具有第二注入開口。第一注入開口與第二注入開口分別連通盛槽。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的監(jiān)測單元包括光學(xué)元件，配置在盛槽的側(cè)邊。光學(xué)元件適于沿軸向移動并朝向隔離液與液態(tài)成型材發(fā)射光線，軸向垂直于隔離液與液態(tài)成型材的交界位置，且光線平行于交界位置，以通過光線的反射而監(jiān)測得交界位置。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的監(jiān)測單元包括超聲波元件，配置在盛槽的下方。超聲波元件適于沿軸向朝向隔離液與液態(tài)成型材發(fā)射超聲波，且軸向垂直于隔離液與液態(tài)成型材的交界位置，以通過超聲波的反射而監(jiān)測得交界位置。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的監(jiān)測單元包括浮球，配置在盛槽內(nèi)，且浮球的比重介于隔離液的比重與液態(tài)成型材的比重之間。浮球適于浮置在隔離液與液態(tài)成型材之間，以通過浮球的位置而監(jiān)測得隔離液與液態(tài)成型材的交界位置。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的移動平臺適于沿軸向相對于盛槽移動，軸向垂直于隔離液與液態(tài)成型材的交界位置，且控制單元以交界位置作為控制移動平臺浸入液態(tài)成型材的初始深度。
[0013]基于上述，本發(fā)明的立體打印裝置將比重較大的隔離液沉在盛槽的底部與比重較小的液態(tài)成型材之間。如此，隔離液可以隔離液態(tài)成型材與盛槽的底部，以避免已固化的液態(tài)成型材沾粘在盛槽的底部，進(jìn)而影響后續(xù)的成型結(jié)果。再者，本發(fā)明的另一立體打印裝置將比重較大的液態(tài)成型材沉在盛槽的底部與比重較小的隔離液之間。如此，隔離液可以隔離液態(tài)成型材與空氣，以避免液態(tài)成型材接觸空氣而在液面產(chǎn)生粘稠，進(jìn)而影響后續(xù)的成型結(jié)果。據(jù)此，本發(fā)明的立體打印裝置具有良好的打印品質(zhì)。
[0014]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】
[0015]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印裝置的示意圖；
[0016]圖2是圖1的立體打印裝置的局部放大圖；
[0017]圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的立體打印裝置的局部示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明又一實(shí)施例的立體打印裝置的局部示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明再一實(shí)施例的立體打印裝置的示意圖；
[0020]圖6是圖5的立體打印裝置的局部放大圖；
[0021]圖7是本發(fā)明再一實(shí)施例的立體打印裝置的局部示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]10:立體物件；100至100b:立體打印裝置；
[0024]102:液態(tài)成型材；104、104a:隔離液；
[0025]110:盛槽；112:底部；
[0026]114:頂部；120、120a:移動平臺；
[0027]130、130a:光源；132:雷射元件；
[0028]134:振鏡模塊；140、240、340:監(jiān)測單元；
[0029]142:浮球；144:連桿模塊；
[0030]146:監(jiān)測元件；150:控制單元；
[0031]160、180:第一注入模塊；160a、180a:第一注入開口 ；
[0032]162:第一儲液槽；164:第一管線；
[0033]166:第一閥門；170、190:第二注入模塊；
[0034]170a、190a:第二注入開口 ；172:第二儲液槽；
[0035]174:第二管線；176:第二閥門；
[0036]242:光學(xué)元件；342:超聲波元件；
[0037]dl至d4:距離；P1至P4:液面位置。
【具體實(shí)施方式】
[0038]有關(guān)本發(fā)明之前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖的各實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如:“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而并非用來限制本發(fā)明。并且，在下列各實(shí)施例中，相同或相似的元件將采用相同或相似的標(biāo)號。
[0039]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印裝置的示意圖。圖2是圖1的立體打印裝置的局部放大圖，其中圖2僅示出盛槽110、移動平臺120的局部與光源130，以使附圖更為清楚。請參考圖1與圖2，在本實(shí)施例中，立體打印裝置100包括盛槽110、移動平臺120、光源130、監(jiān)測單元140以及控制單元150。盛槽110用以盛裝液態(tài)成型材102以及隔離液104，其中隔離液104的比重大于液態(tài)成型材102的比重，且隔離液104與液態(tài)成型材102彼此不相溶，以使隔