立體打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種打印方法，尤其是有關(guān)于一種立體打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機輔助制造(Computer-Aided Manufacturing,簡稱CAM)的進步,制造業(yè)發(fā)展了立體打印技術(shù)，能很迅速的將設(shè)計原始構(gòu)想制造出來。立體打印技術(shù)實際上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping,簡稱RP)技術(shù)的統(tǒng)稱,其基本原理都是疊層制造，由快速原型機在X-Y平面內(nèi)通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z坐標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，更可大大地節(jié)省人力與加工時間，在時間最短的要求下，將3D電腦輔助設(shè)計(Computer-Aided Design,簡稱CAD)軟體所設(shè)計的數(shù)字立體模型信息真實地呈現(xiàn)出來，不但摸得到，也可真實地感受得到它的幾何曲線，更可以試驗零件的裝配性、甚至進行可能的功能試驗。
[0003]目前已發(fā)展出許多可以形成多個薄橫截面層的方式。舉例來說，打印頭通?？梢罁?jù)3-D模型的設(shè)計資料建構(gòu)的X-Y-Z坐標在平臺上方沿著X-Y坐標移動，從而將建構(gòu)材料噴涂出正確的橫截面層形狀。所沉積的材料可隨后自然硬化或通過例如強光源而被固化，從而形成所要的橫截面層，并在逐層固化的狀態(tài)下進而形成立體物件。
[0004]當欲產(chǎn)生彩色的立體物件時，根據(jù)現(xiàn)有制作工藝，不是等立體物件完成后才進行著色工作，便是成型材自身即需具有所需的顏色。前者明顯地增加了立體物件的制作工序與時間，而后者受限于現(xiàn)有成型材的材質(zhì)特性，其并非能容易地使成型材均具有所需的顏色，因而提高了取材的困難度與制作門檻。據(jù)此，如何針對前述情形并加以改善，便成為相關(guān)技術(shù)人員所需思考的議題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種立體打印方法，其逐層形成物件單元與其外輪廓的色層，并通過包覆層加以保護，因而提高彩色立體物件的制作效率與降低工藝困難度與成本。
[0006]本發(fā)明的立體打印方法，用于成型立體物件。立體物件是由多層物件單元所堆疊而成。立體打印方法包括，形成并固化素體層；在素體層的外輪廓形成色層，且使素體層與色層形成一層物件單元；以及形成包覆層于該層物件單元的外輪廓，以使色層位于素體層與包覆層之間。
[0007]本發(fā)明的立體打印方法，用于成型立體物件。立體物件是由多層物件單元所堆疊而成。立體打印方法包括，形成并固化素體層；在素體層的外輪廓配置未固化的色層與未固化的包覆層；以及固化色層與包覆層，其中色層固化后附著于素體層而形成該層物件單元。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述素體層的材質(zhì)與色層的材質(zhì)之間存在吸引性，且包覆層的材質(zhì)與色層的材質(zhì)之間存在排斥性。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述立體打印方法還包括，依序形成上述素體層、色層與包覆層并逐層疊置。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述素體層的材質(zhì)包括樹脂。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，上述包覆層的材質(zhì)包括蠟。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述立體打印方法還包括，同時在上述素體層的外輪廓配置呈液態(tài)的色層與呈液態(tài)的包覆層，以及同時固化色層與包覆層。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，上述素體層的材質(zhì)與色層的材質(zhì)之間存在吸引性，且未固化的包覆層的材質(zhì)與未固化的色層的材質(zhì)之間存在排斥性。
[0014]基于上述，在上述實施例中，立體打印方法在以逐層疊置多個薄橫截面層的前提下，分別在素體層外輪廓配置對應(yīng)的色層與包覆層，以使色層被配置在素體層與包覆層之間，并因而逐層疊置下，在進行后續(xù)配置色層的工藝中，所配置的色層不會因此污染至前一層的素體層與色層。據(jù)此，立體物件便能在其成型過程中便完成相關(guān)著色動作，也即以相同的打印模式即能完成立體物件并為其上色的目的，故能有效地提高其制程效率，且色層僅需配置在素體層的外輪廓，故而跳脫成型材需具備所需顏色的材料限制，并因而提高立體打印方法的適用性。
[0015]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)一實施例的立體打印方法的流程圖；
[0017]圖2是根據(jù)一實施例的立體打印示意圖；
[0018]圖3至圖5用于繪示立體物件的成型過程示意圖；
[0019]圖6是立體物件的局部示意圖；
[0020]圖7是本發(fā)明另一實施例的立體打印方法的流程圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]30:立體物件；
[0023]100:打印頭；
[0024]110:噴嘴；
[0025]200:平臺；
[0026]310:物件單元；
[0027]L1:素體層；
[0028]L2:色層；
[0029]L3:包覆層；
[0030]SllO ?S150、S210 ?S250:步驟。
【具體實施方式】
[0031]圖1是根據(jù)一實施例的立體打印方法的流程圖。圖2是根據(jù)一實施例的立體打印示意圖。圖3至圖5用于繪示立體物件的成型過程示意圖，以對應(yīng)圖1所述的主要步驟。請同時參考圖1至圖5，在本實施例中，如前述將成型材噴涂出橫截面積層狀的成型技術(shù)，立體物件30是由多層物件單元310所堆疊而成。據(jù)此，在步驟SllO中，先以打印頭100在平臺200形成并固化一層素體層LI。進一步地說，打印頭100依據(jù)3-D模型的設(shè)計資料建構(gòu)的X-Y-Z坐標在平臺200上方沿著X-Y坐標移動，從而將呈液態(tài)或漿料狀態(tài)的成型材在平臺200上噴涂出正確的橫截面層形狀，而后加以固化成前述素體層LI。在此。所沉積的成型材可為液態(tài)或漿料狀態(tài)的光敏性樹脂，以利于隨后自然硬化或通過特定光源而被固化，從而形成所要的橫截面層。
[0032]接著，在步驟S120中，再次以打印頭100于素體層LI的外輪廓形成色層L2，以將前述該層素體層LI的外表面賦予所需的色彩。如圖3與圖4所示，由于立體物件30是由多層極薄的橫截面層所組成，因而此時在進行配置色層L2的工藝仍是如同形成前述素體層LI 一般，打印頭100是以2維空間進行噴涂工藝，也即在本實施例的打印方式中，是以打印模式而在平臺200上形成素體層LI與色層L2 (即打印頭100同樣沿X-Y坐標移動并噴涂，即能形成所需的素體層LI與色層L2)。據(jù)此，設(shè)計者僅需將所需的成型材及顏料連接并匯集于打印頭100，通過打印頭100上呈陣列的噴嘴110設(shè)計，便能在完成一層素體層LI的噴涂工藝之后立即接著進行素體層LI外輪廓的著色工藝，并進而使該層素體層LI與色層L2形成一層物件單元310。
[0033]接著，在步驟S130中，待色層L2定型之后，進一步地以打印頭100在該層物件單元310的外輪廓形成包覆層L3，其中包覆層L3的材質(zhì)例如是蠟，并使色層L2位于素體層LI與包覆層L3之間，也即在此步驟中是以包覆層L3在平臺200所處的2維平面上完全包覆前述素體層LI與色層L2。同樣地，包覆層L3也可視為與素體層LI及色層L2在二維平面上完成，因此相對于打印頭而言，其仍是以相同打印模式進行包覆層L3的打印動作。
[0034]另外，在本實施例中，素體層LI的材質(zhì)與色層L2的材質(zhì)之間存在吸引性，而包覆層L