[go: up one dir, main page]

TW201900389A - 立體列印方法 - Google Patents

立體列印方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201900389A
TW201900389A TW106117539A TW106117539A TW201900389A TW 201900389 A TW201900389 A TW 201900389A TW 106117539 A TW106117539 A TW 106117539A TW 106117539 A TW106117539 A TW 106117539A TW 201900389 A TW201900389 A TW 201900389A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
coloring
nozzle
axis
area
dimensional printing
Prior art date
Application number
TW106117539A
Other languages
English (en)
Inventor
謝世森
連廷翔
Original Assignee
三緯國際立體列印科技股份有限公司
金寶電子工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三緯國際立體列印科技股份有限公司, 金寶電子工業股份有限公司 filed Critical 三緯國際立體列印科技股份有限公司
Priority to TW106117539A priority Critical patent/TW201900389A/zh
Priority to US15/636,619 priority patent/US10315359B2/en
Priority to CN201710550556.1A priority patent/CN108927989A/zh
Priority to KR1020170101192A priority patent/KR20200067969A/ko
Priority to EP17186146.1A priority patent/EP3406423A1/en
Priority to JP2017176340A priority patent/JP2018199322A/ja
Publication of TW201900389A publication Critical patent/TW201900389A/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • B29C64/209Heads; Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35Cleaning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/0007Manufacturing coloured articles not otherwise provided for, e.g. by colour change
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/70Maintenance
    • B29C33/72Cleaning
    • B29C2033/727Cleaning cleaning during moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/40Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00Details relating to the application field
    • G06F2113/22Moulding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

一種立體列印方法,適用於立體列印裝置。立體列印裝置包括列印噴頭、著色噴頭與平台。列印噴頭在平台的X-Y平面上以成形材料列印出成形層,列印噴頭與著色噴頭沿X軸配置且為共構結構。著色噴頭沿Y軸對成形層的著色區著色。立體列印方法包括:提供成形層的著色區的資訊;處理器依據著色區的資訊,判定著色噴頭沿Y軸的著色路徑;以及在著色噴頭執行至少一次著色時,處理器驅動列印噴頭在成形層輪廓之外的區域列印成形材料。

Description

立體列印方法
本發明是有關於一種立體列印方法。
隨著科技的日益發展,許多利用逐層建構模型等加成式製造技術(additive manufacturing technology)來建造物理三維(three-dimensional, 3-D)模型的不同方法已紛紛被提出。一般而言,加成式製造技術是將利用電腦輔助設計(computer-aided design, CAD)等軟體建構的3-D模型的設計資料轉換為連續堆疊的多個薄(准二維)橫截面層。
目前已發展出許多可以形成多個薄橫截面層的方式。舉例來說,依據前述每一個薄橫截面層的資訊,而將成形材料噴塗或擠壓於平台後使之硬化形成薄橫截面層,並在逐層堆疊後即可形成立體物件。此外,列印裝置還可進一步地裝設著色噴頭,以利於在立體物件的製程中或製程後對薄橫截面層或立體物件進行上色。
基於上述,如何讓物件列印與著色動作在製程中能順利地分別被執行而不會相互影響,實為相關技術人員所需考慮的課題。
本發明提供一種立體列印方法,其藉由在著色動作的同時,於成形層輪廓外的區域進行成形材料的列印動作,以避免列印噴頭的成形材料在著色噴頭作動時影響成形層的品質。
本發明的立體列印方法,適用於立體列印裝置。立體列印裝置包括列印噴頭、著色噴頭與平台。列印噴頭用以在平台的X-Y平面上以成形材料列印出至少一成形層。列印噴頭與著色噴頭沿X軸配置且為共構結構。著色噴頭沿Y軸對成形層的著色區進行著色。立體列印方法包括:提供成形層的著色區的資訊;處理器依據著色區的資訊,判定著色噴頭沿Y軸的著色路徑;以及在著色噴頭執行至少其中一次著色時,處理器驅動列印噴頭在平台上成形層輪廓之外的區域列印出成形材料。
基於上述,立體列印裝置具有同步移動且沿X軸配置的列印噴頭與著色噴頭,因此為了達到如上述在進行立體物件列印的同時,也對其成形層或完成後的立體物件進行著色的效果,同時不因列印噴頭內的成形材料在著色噴頭進行著色時行經成形層而影響已列印好的成形層,故如上述提供的步驟,在著色噴頭進行著色的當下,即驅動列印噴頭在成形層之外的平台區域,先行將列印噴頭內的成形材料列印出來。如此一來,在著色噴頭對成形層著色之前,便能藉由所述動作將列印噴頭內的成形材料清出,而在列印噴頭行經成形層之前便已達到清潔的效果。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依據本發明一實施例的立體列印裝置的局部示意圖。圖2A與圖2B分別是立體列印方法的流程圖。圖3是立體列印裝置的局部俯視示意圖。請同時參考圖1至圖3,在本實施例中,立體列印裝置100包括機架110、平台120、列印組件130以及控制模組140(繪示於圖3)。在此,立體列印裝置100例如是熔融沉積造型(fused deposition modeling, FDM)裝置,其藉由列印組件130的列印噴頭131而能在平台120上逐層列印出成形層200,進而堆疊出立體物件。再者,列印組件130還包括著色噴頭132,其例如是噴墨頭,用以對成形層或立體物件進行著色。
需注意的是,本實施例的列印噴頭131與著色噴頭132是沿X軸配置且同步移動。進一步地說,如圖1與圖3所示,列印組件130還包括移動件133,可移動地組裝於機架110且電性連接控制模組140,而列印噴頭131與著色噴頭132同組裝於移動件133,因而兩者同隨移動件133在機架110內移動。在此,列印噴頭131與著色噴頭132設置於同一個移動件133而形成共構(co-construction)結構,亦即僅以單一驅動手段(僅驅動移動件133)即能同步移動列印噴頭131與著色噴頭132(也可視為兩者之間不存在相對運動)。
如此一來,在以著色噴頭132對成形層或立體物件進行著色時,便會產生讓列印噴頭131也隨著行經成形層或立體物件的情形。再者,當列印噴頭131剛列印完成形層或立體物件時,其內還會存有殘餘的成形材料,故如上述在其經過已列印完的成形層或立體物件時,殘餘的成形材料便有滴落或垂落在已列印完的成形層或立體物件的可能。
為避免上述殘餘成形材料對列印目標造成品質上的影響,本實施例提供立體列印方法,以在著色噴頭作動時,也同時驅動列印噴頭進行相關作動,從而避免上述原因影響成形層或立體物件的品質。
另需說明的是,所述立體列印方法是在立體模型完成後即可執行,亦即,在將立體物件模型以電腦輔助設計方式予以建構完畢後,即能藉由控制模組140的處理器以所述立體方法予以切層解析,以提供立體裝置在進行實體列印時的動作指令。當然,在另一未繪示的實施例中,也可在其他電腦裝置中進行切層解析並產生對應指令後,再將其匯入立體列印裝置100中,此時,用以進行解析的處理器可視為設置在其他電腦裝置中。
請參考圖2A與圖2B,在本實施例中,首先於步驟S100中提供立體物件的模型資訊;接著,步驟S110將對立體物件的模型資訊解析為成形層資訊,在此所述成形層即是將軟體建構的3D模型的設計資料轉換為連續堆疊的多個薄(准二維)橫截面層;而在步驟S120則以所述立體列印方法對成形層進行解析;最終,步驟S130則將解析結果產生出動作指令而得以驅動立體列印裝置100開始進行列印。此外,圖2B即是圖2A中步驟S120的進一步動作流程。也就是說,圖2B所述步驟在於對其中一成形層的資訊進行解析,以得出後續用以驅動立體列印裝置100的指令。
需再說明的是,本實施例的立體列印方法搭配直角座標X-Y-Z,以對相關構件的配置及動作進行更明確的定義與敘述,在此是以平台120具有X-Y平面,而多層成形層是沿正Z軸方向堆疊出立體物件,但本發明不以此為限。也就是說,構件之間的配置與動作是處於相對狀態,當套用以不同的座標系時當然存在不同描述方式,但並不影響構件之間的對應關係。
請同時參考圖2B及圖3,在本實施例中,首先於步驟S121中進行成形層200是否存在著色區的判斷,當確認成形層200需進行著色後,則執行步驟S122,提供著色區的資訊。接著,在步驟S123,處理器依據著色區的資訊,以判定著色噴頭132沿Y軸的著色路徑,以及步驟S124,處理器依據著色區的資訊,來判定著色噴頭132的著色次數,之後再於步驟S125,於著色噴頭132執行至少其中一次著色動作時,同時驅動列印噴頭131在成形層輪廓之外的區域將成形材料列印在平台120上。據此,藉由在成形層輪廓之外的區域進行成形材料的列印動作,且所述列印動作是在著色動作時同時進行,因此能讓列印噴頭131內的殘餘成形材料得以先行噴吐於非成形層區域,如此便能藉由殘料噴吐動作而避免在著色時列印噴頭131內的殘餘成形材料滴落於成形層上的情形。
詳細而言,請同時參考圖2B及圖3,在本實施例中,當步驟S121確認成形層200需進行著色後,則後續在執行步驟S122的動作時,其較佳是提供著色區在X-Y平面上的正投影資訊,以及著色噴頭132沿X軸的著色精度。相反地,當成形層不具著色區時,則直接進行另一層成形層的解析動作。
如圖3所示,其顯示成形層200在X-Y平面上的正投影輪廓。也就是當立體物件的3D模型資訊解析為多層成形層後,每一成形層即具備如圖3所示的輪廓資訊,其中,成形層200在X軸上的正投影尺寸Xm ,以及成形層200在Y軸上的正投影尺寸Ym ,其代表成形層200對應至直角座標X-Y-Z時,分別沿X軸與沿Y軸的尺寸最大值,而據以定義出成形層200在X-Y平面上的邊界範圍(bounding box)。
此外需說明的是,本實施例的成形層200的全區域皆作為著色區。關於成形層與著色區的其他實施例,會再於後續說明。
接著,在步驟S123,處理器較佳是依據著色區在Y軸的正投影尺寸Ym ,判定著色噴頭132沿Y軸的著色路徑。如圖3所示,著色噴頭132藉移動件133而受驅動,其會沿如箭號所示方向(正Y軸方向)逐一對成形層200進行著色。詳細而言,在此將成形層200的著色區(本實施例中著色區為成形層200的全區域)沿Y軸分成多個帶(band),每一帶的寬度W即是著色噴頭132沿X軸的著色精度(resolution),也就是著色噴頭132沿Y軸行走一次時所能提供的著色寬度。據此,在步驟S124中,便能依據著色區在X軸的正投影尺寸及著色噴頭的著色精度,而判定著色噴頭的著色次數,如圖3所示B1 ,B2 ,B3 …Bn-2 ,Bn-1 ,Bn ,即代表著色噴頭132在對成形層200的著色區進行著色時所需的著色次數(或著色刷數,brush,代表著色噴頭132進行每一刷著色均能塗佈出寬度小於或等於寬度W的色帶,著色區及可視為由多個沿Y軸延伸的多個色帶逐漸地沿X軸連接在一起而形成),在此以數列{Bn }表示,其中n為正整數,其隨著成形層的著色區大小及範圍而改變。
接著,在步驟S125中,上述資訊確定之後,在著色噴頭132執行至少其中一次著色時,驅動列印噴頭131在平台120上異於成形層200的區域列印出成形材料。圖3所示,由於列印噴頭131與著色噴頭132設置於同一個移動件133上,因此在著色過程中,列印噴頭131也會隨著移動件133而行經已列印出的成形層200。例如,在著色噴頭132進行第一次著色(即B1 )的過程中,在著色噴頭132抵達成形層200的著色區之前,先行驅動列印噴頭131在區域A1 處進行列印動作。類似地,在著色噴頭132進行後續的著色(即B1 至Bn )的過程中,每當著色噴頭132抵達成形層200的著色區之前,皆先行驅動列印噴頭131在區域A2 至An 處進行列印動作。也就是說,列印噴頭131在完成成形層200的列印動作之後,列印噴頭131內還存有殘餘成形材料,因此藉由上述動作而可讓所述殘餘成形材料能在著色噴頭132抵達著色區之前,即藉由強制列印動作而讓列印噴頭131得以將殘餘成形材料排出,且所述用以列印殘餘成形材料的區域A1至An 皆是在平台120上異於成形層所在的區域,故而並不會對立體物件的成形過程及品質產生影響。進一步地說,當立體物件是由多層成形層沿Z軸堆疊於X-Y平面而形成的情形下,所述區域A1 至An 實質上是位於立體物件在X-Y平面的正投影輪廓的範圍之外。在此以數列{An }表示,其中n為正整數。
基於上述,執行完步驟S122至步驟S125之後,便相當於完成對一成形層的解析動作,同時據以產生對列印噴頭131與著色噴頭132的動作指令。故在步驟S120中,所述步驟S121至步驟S125會重複進行,直至立體物件的所有成形層皆完成解析動作。
在此需說明的是,本實施例是藉由直角座標X-Y-Z予以定義出立體物件的成形層以及立體列印裝置的噴頭模組與平台等相對應關係。然本發明並未以此為限,所述相對應關係可依據空間座標的不同定義而予以適當地調整。
以下針對不同列印模式的區域{An }予以對應的說明:
請再參考圖3,除上述在進行每次著色次數{Bn }時,皆須驅動列印噴頭131在區域{An }進行列印動作之外。在另一模式中,可依據列印噴頭131與著色噴頭132的配置方式而適當地改變。
如圖3所示,列印噴頭131與著色噴頭132沿X軸存在間距M,且著色噴頭132在任意相鄰兩次著色次數之間會沿X軸位移以切換至另一帶,故而在著色噴頭132沿X軸位移的方向(正X軸方向)上,列印噴頭131是先於(in front of)著色噴頭132。因此,當著色噴頭132執行著色次數Bn 時,列印噴頭131與著色噴頭132的著色路徑保持間距M且未行經成形層200(實際上,當著色噴頭132從著色次數Bn-1 移至Bn 的過程中,列印噴頭131已移離成形層200)。反過來說,在著色噴頭132執行著色次數B1 至Bn-1 時,皆會驅動列印噴頭131在區域A1 至An-1 列印出成形材料。故在此模式下,在區域An 列印殘餘的成形材料的步驟實質上可被省略,如圖3中以虛線繪示的區域An
圖4繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。請參考圖4,與前述實施例不同的是,本實施例在著色噴頭132沿X軸位移的方向(正X軸方向)上,著色噴頭132先於列印噴頭131,因而在著色噴頭132執行著色次數B1 時,列印噴頭131與著色噴頭132的著色路徑保持間距M且未行經成形層200,也就是此時列印噴頭131仍遠離成形層200而不會在著色過程中行經成形層200,因此區域A1 的第一次列印動作可被省略,如圖4虛線所示。反過來說,在著色噴頭132執行著色次數B2 至Bn 時,方驅動列印噴頭131在區域A2 至An 列印出成形材料。
當然,在此配置之下,也可採用區域A1 仍列印出成形材料的模式。
圖5繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。與前述實施例不同的是,此模式下是在著色過程中,著色噴頭132移離成形層200的著色區後,才驅動列印噴頭131進行列印動作。換句話說,在前述圖3與圖4所示實施例中,在著色噴頭132沿Y軸的著色方向(正Y軸方向)上,所述區域A1 至An 先於所述成形層200,而在圖5的實施例中,在著色噴頭132沿Y軸的著色方向(正Y軸方向)上,所述成形層200n 先於所述區域A1 至A。
此外,同時對照圖4與圖5還可明顯得知,由於在正X軸方向上,著色噴頭132先於列印噴頭131,因此當著色噴頭132進行第一次著色(即著色次數B1 )時,列印噴頭131並不會行經成形層200,故而選擇仍須進行列印成形材料的模式時,列印成形材料的區域可為圖4所示區域A1 朝正Y軸方向至圖5所示區域A1 之間的認為位置。
圖6繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。與前述實施例不同的是,列印噴頭131與著色噴頭132在X軸上的正投影實質上重疊,也即代表區域A1 至An 是位於著色噴頭132的著色路徑上。據此,區域A1 至An 實質上與著色次數B1 至Bn 是對齊的狀態。
圖7繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。前述實施例的成形層的全區域均作為著色層,而本實施例中,成形層200a具有相異局部210、220與230,而其中局部230無須著色,亦即著色區是涵蓋成形層200a的多個相異局部210、220。惟,對於著色區的解析方式一如前述步驟S122至步驟S125,亦即將局部210、220分別視之,並分別提供局部210、220在X軸與Y軸上的正投影尺寸Xa ,Ya ,Xb ,Yb ,並據以進行各自的解析動作,在此便不再贅述。
請再參考圖3,在本實施例中,著色噴頭132的驅動方式是在其朝正Y軸方向移動並通過成形層200之後,再以原路徑復位(朝負Y軸方向移動),而後再沿正X軸方向位移以切換至下一帶後,再朝正Y軸進行著色動作。在此需提及的是,當其復位時,列印噴頭131同樣也會沿原路徑復位,因此會再次行經列印成形材料的區域{An },故而列印噴頭131能據以和區域{An }處的已被列出的成形材料再次接觸,而能達到藉由列印出的成形材料再次對列印噴頭131進行清潔的動作。
圖8是另一實施例的立體列印方法。請參考圖8,在本實施例中,立體列印方法還包括步驟S127,判斷著色區在X軸上的正投影尺寸是否小於列印噴頭131與著色噴頭132沿X軸的間距。如圖3至圖6所示實施例中,著色區在X軸上的正投影尺寸Xm 皆大於列印噴頭131與著色噴頭132沿X軸的間距M,因此後續步驟已如圖2B所示。圖9繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。請同時參考圖8與圖9,在本實施例中,列印噴頭131與著色噴頭132沿X軸的間距M1,其明顯大於成形層200c在X軸上的正投影尺寸Xc 。也就是說,在驅動著色噴頭對成形層200c進行著色的過程中,列印噴頭131並不會行經成形層200c。因此,便無前述列印噴頭131內的殘餘成形材料會落於成形層200c的情形發生。據此,在圖8所示實施例中,所採對應模式即是,在著色噴頭132對著色區進行著色時不驅動列印噴頭131進行列印動作,亦即在步驟S120的解析動作中,不對此產生對應動作指令。
當然,在另一模式中,即使列印噴頭131在著色過程中不會行經形成層,但仍可對其下達進行列印動作的指令,而同樣能達到排除餘料的效果。此外,當立體物件是由多層成形層所疊置而成時,本實施例的立體列印方法中,在著色時,用以列印出成形層的區域,需以立體物件在X-Y平面上的正投影輪廓之外為前提,以避免各層的成形層會與著色時所排出的成形材料產生干涉的情形發生,也就是對於處理器而言,需將立體物件在X-Y平面上所形成的邊界範圍(bounding box)進行整體考量,而非僅以單一成形層作為判斷。
舉例來說,當立體物件具有金字塔外形且倒置地立設在X-Y平面上時,即代表前一層成形層的面積範圍會小於後一層的成形層的面積範圍,故而處理器在進行成形層與著色區的解析動作時,需以最大面積,也就是最後一層成形層的面積輪廓作為前提,使著色時用以列印成形材料的區域需在最後一層成形層的範圍之外,如此方能避免前一次列印出的殘餘成形材料與後一次的成形層相互干涉。換句話說,在本發明另一未繪示的實施例中,處理器驅動列印噴頭在平台上於成形層輪廓外的一區域列印出成形材料,此時所述區域是指將立體物件切層之後,具有最大輪廓範圍之切層以外的區域。
此外,在另一實施例中,若前述立體物件具有正立金字塔外形時,即代表前一層成形層的面積範圍會大於後一層成形層,故而處理器在進行成形層與著色區的解析動作時,需以最大面積,也就是第一層成形層的面積輪廓作為前提,而讓殘餘成形材料被噴吐的區域是在第一層成形層的面積輪廓之外,如此方能避免後續成形層在進行著色時,殘餘成形材料被噴吐的區域雖位於同層成形層的範圍之外,但卻落於前一層(或前數層)成形層的範圍之內。
綜上所述,在本發明的上述實施例中,由於立體列印裝置的列印噴頭與著色噴頭是共構結構,其設置於同一個移動件上而被同步移動,因此在對成形層或立體物件進行著色的同時,列印噴頭會因此行經已列出的成形層或立體物件。據此,本發明藉由調整在進行著色過程中的驅動模式,而得以使列印噴頭內的才於成形材料不致影響成形層或立體物件。
進一步地說,本發明所揭露的立體列印方法中,在完成將立體物件的3D模型資訊解析為多層成形層後,便對各成形層的著色層存在與否進行解析。當需對成形層進行著色,且確認列印噴頭與著色噴頭的配置狀態、著色噴頭的著色路徑以及著色噴頭的精度後,便能據以判斷在平台上且座落於成形層以外的區域進行列印動作,同時,所述列印動作是在著色過程中,但著色噴頭尚未抵達成形層時進行,以藉由所述列印動作將列印噴頭內的殘餘成形材料被列印出來,以避免所述殘餘材料落在成形層或立體物件上。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧立體列印裝置
110‧‧‧機架
120‧‧‧平台
130‧‧‧列印組件
131‧‧‧列印噴頭
132‧‧‧著色噴頭
133‧‧‧移動件
140‧‧‧控制模組
200、200a、200c‧‧‧成形層
210、220、230‧‧‧局部
S100~S130、S121~S127‧‧‧步驟
X-Y-Z‧‧‧直角座標
A1,A2,A3…An、{An}‧‧‧區域
B1,B2,B3…Bn、{Bn}‧‧‧著色次數
M、M1‧‧‧間距
W‧‧‧寬度
Xm、Ym、Xa、Ya、Xb、Yb、Yb‧‧‧正投影尺寸
圖1是依據本發明一實施例的立體列印裝置的局部示意圖。 圖2A與圖2B分別是立體列印方法的流程圖。 圖3是立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖4繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖5繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖6繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖7繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。 圖8是另一實施例的立體列印方法。 圖9繪示另一實施例的立體列印裝置的局部俯視示意圖。

Claims (21)

  1. 一種立體列印方法,適用於一立體列印裝置,該立體列印裝置包括一列印噴頭、一著色噴頭與一平台,該列印噴頭用以在該平台的X-Y平面上以成形材料列印出至少一成形層,其中該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸配置且為共構結構,該著色噴頭沿Y軸對該成形層的一著色區進行著色,該立體列印方法包括: 提供該成形層的該著色區的資訊; 一處理器依據該著色區的資訊,判定該著色噴頭的著色次數;以及 在該著色噴頭執行至少其中一次著色時,該處理器驅動該列印噴頭在該平台上於該成形層輪廓外的一區域列印出成形材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中該列印噴頭在列印完該成形層之後還存有殘餘成形材料,在該著色噴頭進行著色時,該處理器驅動該列印噴頭在該區域列印出所述殘餘成形材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中在該著色噴頭執行每一次著色時,該處理器驅動該列印噴頭在該區域列印出成形材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中所述著色次數{Bn },n為正整數,在該著色噴頭執行著色次數B2 ,B3 …,Bn 時,該處理器驅動該列印噴頭在該區域列印出成形材料。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的立體列印方法,其中該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸存在一間距,在該著色噴頭執行著色次數B1 時,該列印噴頭與該著色噴頭的著色路徑保持該間距且未行經該成形層。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的立體列印方法,其中該著色噴頭在任意相鄰兩次著色次數之間沿X軸位移,而在該著色噴頭沿X軸位移的方向上,該著色噴頭先於(in front of)該列印噴頭。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中所述著色次數{Bn },n為正整數,在該著色噴頭執行著色次數B1 ,B2 …,Bn-1 時,該處理器驅動該列印噴頭在該區域列印出成形材料。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的立體列印方法,其中該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸存在一間距,在該著色噴頭執行著色次數Bn 時,該列印噴頭與該著色噴頭的著色路徑保持該間距且未行經該成形層。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的立體列印方法,其中該著色噴頭在任意相鄰兩次著色次數之間沿X軸位移,而在該著色噴頭沿X軸位移的方向上,該列印噴頭先於該著色噴頭。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中在該著色噴頭沿Y軸的著色方向上,該成形層先於該區域。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中在該著色噴頭沿Y軸的著色方向上,該區域先於該成形層。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中該著色區涵蓋該成形層的至少局部。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中該著色區涵蓋該成形層的多個相異局部。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,還包括: 該處理器驅動該著色噴頭執行每一次著色後,沿Y軸復位而行經該區域,以使該列印噴頭接觸位於該區域的成型材料。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中該區域位於該著色噴頭的著色路徑上。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其為熔融沉積造型(fused deposition modeling, FDM)列印方法。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸存在一間距,且該著色區在X軸上的正投影尺寸大於或等於該間距。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸存在一間距,且該著色區在X軸上的正投影尺寸小於該間距。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法,其中該處理器還根據該著色噴頭沿X軸的著色精度判斷該著色噴頭的著色次數。
  20. 範圍第1項所述的立體列印方法,其中該區域位於該立體物件在X-Y平面上的正投影範圍之外。
  21. 一種立體列印方法,適用於一立體列印裝置,該立體列印裝置包括一列印噴頭、一著色噴頭與一平台,該列印噴頭用以在該平台的X-Y平面上以成形材料列印出至少一成形層,其中該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸配置且成共構結構,該列印噴頭與該著色噴頭沿X軸存在一間距,該著色噴頭沿Y軸對該成形層的一著色區進行著色,該立體列印方法包括: 提供該成形層的該著色區的資訊; 一處理器依據該著色區的資訊,判定該著色噴頭沿Y軸的著色路徑,所述著色路徑形成單次著色次數; 該處理器依據該著色區的資訊,判定該著色噴頭的著色次數{Bn },其中n為正整數; 該處理器判斷該著色區在X軸上的正投影尺寸是否小於該間距;以及 當該著色區在X軸上的正投影尺寸小於該間距時,該處理器在該著色噴頭對該著色區進行著色時不驅動該列印噴頭進行列印動作。
TW106117539A 2017-05-26 2017-05-26 立體列印方法 TW201900389A (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106117539A TW201900389A (zh) 2017-05-26 2017-05-26 立體列印方法
US15/636,619 US10315359B2 (en) 2017-05-26 2017-06-28 Three-dimensional printing method
CN201710550556.1A CN108927989A (zh) 2017-05-26 2017-07-07 立体打印方法
KR1020170101192A KR20200067969A (ko) 2017-05-26 2017-08-09 3차원 프린팅 방법
EP17186146.1A EP3406423A1 (en) 2017-05-26 2017-08-14 Three-dimensional printing method
JP2017176340A JP2018199322A (ja) 2017-05-26 2017-09-14 3dプリンティング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106117539A TW201900389A (zh) 2017-05-26 2017-05-26 立體列印方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201900389A true TW201900389A (zh) 2019-01-01

Family

ID=59683406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106117539A TW201900389A (zh) 2017-05-26 2017-05-26 立體列印方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10315359B2 (zh)
EP (1) EP3406423A1 (zh)
JP (1) JP2018199322A (zh)
KR (1) KR20200067969A (zh)
CN (1) CN108927989A (zh)
TW (1) TW201900389A (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI711533B (zh) * 2017-05-26 2020-12-01 三緯國際立體列印科技股份有限公司 立體列印方法
WO2020125122A1 (zh) * 2018-12-21 2020-06-25 深圳市汉森软件有限公司 打印控制方法、设备及存储介质
CN110027325B (zh) * 2019-04-29 2020-03-13 深圳市汉森软件有限公司 打印控制方法、装置、设备及打印机
CN114589921A (zh) * 2020-12-04 2022-06-07 中国石油化工股份有限公司 3d打印设备、制件打印与着色方法
CN114834042B (zh) * 2022-04-22 2025-07-22 上海轮廓科技有限公司 3d打印机及用于其的方法和装置、3d打印系统和存储介质
CN115091751B (zh) * 2022-07-15 2025-07-11 上海轮廓科技有限公司 3d打印机及用于其的方法和装置、3d打印系统和存储介质

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9688025B2 (en) 2014-01-08 2017-06-27 Adobe Systems Incorporated 3D cleaning object for multi-print-head 3D printing
US20160221259A1 (en) 2014-02-19 2016-08-04 Makerbot Industries, Llc Tool path for color three-dimensional printing
US9434108B2 (en) 2014-03-10 2016-09-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Fabricating full color three-dimensional objects
CN104191616A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 马驰 一种喷墨3d打印设备及打印方法
JP6397293B2 (ja) * 2014-09-29 2018-09-26 株式会社Screenホールディングス 立体造形装置および立体造形物の製造方法
TWI531486B (zh) 2014-10-01 2016-05-01 國立臺灣科技大學 彩色立體列印裝置及彩色立體列印方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10315359B2 (en) 2019-06-11
US20180339459A1 (en) 2018-11-29
KR20200067969A (ko) 2020-06-15
EP3406423A1 (en) 2018-11-28
CN108927989A (zh) 2018-12-04
JP2018199322A (ja) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201900389A (zh) 立體列印方法
JP6859288B2 (ja) カラー3dプリンティング方法及び3dプリンティング機器
EP3345741B1 (en) Three-dimensional printing apparatus and inkjet coloring method thereof
KR102238944B1 (ko) 3차원 디지털 인쇄 방법 및 장치
US9162395B2 (en) Three-dimensional printing apparatus
US20160129633A1 (en) Three dimensional printing apparatus and three dimensional printing method
CN105269823A (zh) 具有多容置筒的旋转打印头模块
JP2020006679A (ja) インクジェット幅調整方法および3d印刷設備
EP3323594B1 (en) Printing head module
US10384392B2 (en) Three-dimensional printing method
JP6714102B2 (ja) データ変換装置及び積層造形システム
JP6692944B2 (ja) 3dプリンティング方法及び3dプリンティング装置
JP2016221962A (ja) 画像データ作成装置およびそれを備えた3次元造形装置
CN106560314B (zh) 用于将喷射器正交地布置在三维物体打印机中的系统和方法
TWI690428B (zh) 三維列印裝置
JP2018034421A (ja) 三次元造形装置、方法及びプログラム
CN108327260A (zh) 三维打印装置
JP2017164912A (ja) カラー立体造形装置、及びカラー立体造形装置の制御方法