三維全彩復(fù)合打印裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是關(guān)于一種三維全彩復(fù)合打印裝置，尤指一種適用于立體快速成型機的三維全彩復(fù)合打印裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]3D 打印(3D Printing)成型技術(shù)，亦稱為快速成型(Rapid Prrototyping，RP)技術(shù)，因快速成型技術(shù)具有自動、直接及快速，可精確地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蚩芍圃熘苯邮褂玫牧慵虺善?，從而可對產(chǎn)品設(shè)計進行快速的評估，修改及功能試驗，大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，因而使得3D打印成型技術(shù)廣受青睞。
[0003]現(xiàn)今3D打印成型技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展的階段，所采用的快速成型技術(shù)也各異，目前業(yè)界所采用的快速成型技術(shù)主要包含下述幾種技術(shù):膠水噴印固化粉末成型(Color-JetPrinting，CJP，或稱 Binder Jetting)技術(shù)、恪融沉積成型(Fused Deposit1n Modeling,FDM)技術(shù)、激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型(Stereo Lithography Apparatus，SLA)技術(shù)、紫外光固化液態(tài)樹脂成型(Mult1-Jet Modeling,MJM)技術(shù)、或是激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型(SelectiveLaser Sintering，SLS)技術(shù)等等，但不以此為限。
[0004]然前述這些快速成型技術(shù)中，除了膠水噴印固化粉末成型(Color-Jet Printing，CJP，或稱Binder Jetting)技術(shù)能產(chǎn)生全彩的3D成型物外，其余3D打印成型技術(shù)均無法能制造全彩的產(chǎn)品，因此對被稱為第三次工業(yè)革命的3D打印成型技術(shù)而言，是一個極大產(chǎn)品技術(shù)的缺失，沒有真正全彩的產(chǎn)品，意味著人類的科技又回到一個色彩表現(xiàn)被限制的時代，對3D打印成型產(chǎn)業(yè)而言是一個致命缺失。
[0005]此技術(shù)瓶頸主要是因為3D打印成型技術(shù)是利用基層堆疊技術(shù)，即如圖1所示，當欲制造出3D成型物A時，主要是先透過電腦解析A的型態(tài)與結(jié)構(gòu)，將之切分為A’所示的多個疊層，隨后再透過前述等3D打印成型技術(shù)，利用逐層印刷并堆疊成型的方式，將A’所示的疊層以XY的軸向進行印刷，再層層堆疊，使其于Z方向進行堆疊，最后會形成如A所示的半圓形的3D成型物。同樣地，如欲進行圖2所示的錐形瓶狀的3D成型物B，則同樣將B切分為B’所示的多個疊層，再進行逐層印刷并堆疊成型，從而制造出錐形瓶狀的3D成型物B。然而，在很多3D打印成型技術(shù)的所以無法制成全彩3D產(chǎn)品，主要是在逐層堆疊時，缺乏相對應(yīng)能產(chǎn)生全彩技術(shù)的打印頭。
[0006]舉例來說，已知激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型(Selective Laser Sintering，SLS)技術(shù)主要則是在一個成型槽中，逐層鋪上成型原料粉末，并利用激光光依分層截面輪廓進行掃描燒結(jié)，使成型原料粉末的溫度上升至融化點，以使成型原料粉末粘接成一分層結(jié)構(gòu)，并逐層堆疊成一 3D成型物。然而于此SLS技術(shù)中，由于固態(tài)的成型原料粉末僅具有單一的色彩，且在其逐層堆疊的過程中，亦沒有任何裝置可實施全彩的噴印作業(yè)，故此SLS技術(shù)所制作出的3D成型物亦僅能維持原有固態(tài)成型原料粉末的原色，而無法制造出全彩化的3D成型物。
[0007]是以，就目前3D打印成型技術(shù)裝置的產(chǎn)業(yè)而言，其所面臨的技術(shù)瓶頸即為全彩表現(xiàn)問題，因此如何使此致命的先前技術(shù)的缺失能被改善，是目前3D打印成型產(chǎn)業(yè)上迫切需要去解決的主要課題。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0008]本實用新型的主要目的在于提供一種可實施全彩化的3D打印的三維全彩復(fù)合打印裝置，應(yīng)用于激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型(SLS)技術(shù)以實施全彩化的3D打印，俾可解決目前眾多3D打印成型技術(shù)無法制造出全彩化的技術(shù)瓶頸。
[0009]為達上述目的，本實用新型的一較廣義實施態(tài)樣為提供一種全彩復(fù)合打印裝置，適用一建構(gòu)槽內(nèi)容置一粒狀粉末成形的一三維成型物，其包含:多個殼體，具有至少一分離殼體及一其他殼體，每一該殼體具有至少一個空室，且該至少一分離殼體與該其他殼體分離架構(gòu)于至少一個位移機構(gòu)上以進行位移；一光源組件，設(shè)置于該至少一分離殼體的該空室中，提供一激光光源；至少一顏色墨水，每一該顏色墨水分別容設(shè)于該其他殼體的該至少一空室中；至少一噴墨芯片，每一該噴墨芯片對應(yīng)設(shè)于該其他殼體的一底面，且每一該噴墨芯片均具有多個噴孔，連通該至少一顏色墨水，并受該至少一噴墨芯片驅(qū)動噴出該至少一顏色墨水；以及一成型托盤，架構(gòu)于該建構(gòu)槽中，由一升降底座帶動以進行上下位移；其中，該至少一位移機構(gòu)帶動該分離殼體位移，使該光源組件照射至該粒狀粉末上，并沿著該三維成型物的一分層截面輪廓進行燒結(jié)，以成形一單切層，再由該至少一位移機構(gòu)帶動該其他殼體位移，使設(shè)置于該其他殼體內(nèi)的該至少一噴墨芯片的該多個噴孔噴出該至少一顏色墨水至該單切層上，復(fù)重復(fù)施作以該光源照射燒結(jié)成形該粒狀粉末及噴印該顏色墨水于該單切層上，以構(gòu)造出該三維成型物的一堆疊層，并反復(fù)構(gòu)造出多個該堆疊層，最終固化成形一全彩化的三維成型物。
【【附圖說明】】
[0010]圖1為已知的3D成型物的堆疊分層示意圖。
[0011]圖2為另一已知的3D成型物的堆疊分層示意圖。
[0012]圖3為本實用新型的三維全彩復(fù)合打印裝置應(yīng)用于激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型機的較佳實施例示意圖。
[0013]圖4為本實用新型的三維全彩復(fù)合打印裝置的位移機構(gòu)上架構(gòu)分離殼體及其他殼體的配置示意圖。
[0014]【符號說明】
[0015]1:激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型機
[0016]2:多功能復(fù)合打印裝置
[0017]20:殼體
[0018]20a:分離殼體
[0019]20b:其他殼體
[0020]201、201a、201b、201c:空室
[0021]21:光源組件
[0022]22:顏色墨水
[0023]23:噴墨芯片
[0024]231:底面
[0025]24:成型托盤
[0026]25、25a、25b:位移機構(gòu)
[0027]3:基座
[0028]31:工作平臺
[0029]32:供粉槽
[0030]33:建構(gòu)槽
[0031]34:滾輪
[0032]35a、35b:升降底座
[0033]36:粒狀粉末
[0034]37:成型物
[0035]A、B:3D 成型物
[0036]A’、B’:3D成型物的分層結(jié)構(gòu)
【【具體實施方式】】
[0037]體現(xiàn)本實用新型特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本實用新型能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本實用新型的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上是當作說明之用，而非架構(gòu)于限制本實用新型。
[0038]請參閱圖3，為本實用新型的三維全彩復(fù)合打印裝置應(yīng)用于激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型(SLA)機的較佳實施例示意圖。于本實施例為例，該激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型(SLA)機1包含三維全彩復(fù)合打印裝置2及基座3等組件，其中該三維全彩復(fù)合打印裝置2包含多個殼體20、一光源組件21、至少一顏色墨水22、至少一噴墨芯片23及一成型托盤24，于基座3的表面上具有工作平臺31，且基座3設(shè)置有內(nèi)嵌式的供粉槽32及建構(gòu)槽33，供粉槽32是鄰設(shè)于建構(gòu)槽33，其中，三維全彩復(fù)合打印裝置2的殼體20、光源組件21、顏色墨水22、噴墨芯片23等構(gòu)件是對應(yīng)設(shè)置于基座3的工作平臺31的上方，惟成型托盤24是設(shè)置于建構(gòu)槽33內(nèi)，且供粉槽32及建構(gòu)槽33的底面是由活動式的升降底座35a、35b所構(gòu)成，其可因應(yīng)驅(qū)動裝置(未圖示)的驅(qū)動以進行上下往復(fù)式的升降作業(yè)，借以分別將供粉槽32及建構(gòu)槽33內(nèi)容設(shè)的粒狀粉末36進行上下推送，舉例來說，當欲進行激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型(SLS)作業(yè)前，則借由升降底座35a的上升作業(yè)，以將供粉槽32內(nèi)的粒狀粉末36推送至略高于工作平臺31的高度，其后再由滾輪34于工作平臺31上進行水平位移的推送作業(yè)，進而可將粒狀粉末36推移至鄰設(shè)的建構(gòu)槽33內(nèi)，此時，建構(gòu)槽33的升降底座35b則會略為下降，使多三維全彩復(fù)合打印裝置2可對建構(gòu)槽33內(nèi)的粒狀粉末36進行后續(xù)的激光燒結(jié)固態(tài)粉末成型(SLS)作業(yè)，如此透過供粉槽32及建構(gòu)槽33彼此獨立的往復(fù)式的升降作業(yè)，可有效調(diào)控粒狀粉末36的供粉及成型作業(yè)。
[0039]于一些實施例中，粒狀粉末36是為一復(fù)合塑膠粉末、一金屬粉末及一復(fù)合金屬粉末的至少其中的一，但不以此為限。
[0040]于本實施例中，該三維全彩復(fù)合打印裝置2的多個殼體20是可由但不限由金屬材質(zhì)、塑膠材質(zhì)、塑膠包覆金屬材質(zhì)的至少其中之一種材質(zhì)所構(gòu)成，且該多個殼體20可區(qū)分為至少一分離殼體20a與其他殼體20b，該至少一分離殼體20a與其他殼體20b是彼此分離地設(shè)置，且每一殼體20中包含至少一空室201。
[0041 ] 以本實施例為例，該多個殼體20區(qū)分為一個分離殼體20a與其他殼體20b，該分離殼體20a具有一空室201a，而該其他殼體20b具有二個空室201b、201c，但分離殼體20a與其他殼體20b的空室201的數(shù)量并不以此為限。
[0042]如圖3所示，該多個殼體20是架構(gòu)于至少一個位移機構(gòu)25上以進行XY方向的平面位移，但不以此為限，舉例來說，其中該至少一分離殼體20a與該其他殼體20b分離架構(gòu)于該至少一個位移機構(gòu)25上，亦即該分離殼體20a及該其他殼體20b是共同架構(gòu)于同一位移機構(gòu)25上以進行XY方向的平面位移，然由于該分離殼體20a及該其他殼體20b是為分離地架構(gòu)于同一該位移機構(gòu)25上，故其分別于不同的位置上進行XY方向的平面位移；又或者是，于另一實施例中，如圖4所示，該分離殼體20a架構(gòu)于一個位移機構(gòu)25a上以進行XY方向的平面位移，而該其他殼體20b則架構(gòu)于另一個位移機構(gòu)25b上以進行XY方向的平面位移，即該分離殼體20a與該其他殼體20b是彼此分離地設(shè)置于兩位移機構(gòu)25a、25b上進行XY方向的平面位移，然其是可依實際施作情形而任施變化，并不以此為限。
[0043]除此之外，于另一些實施例