立體打印機的制作方法

本發明涉及一種打印機，特別是一種立體打印機。

背景技術：

3d打印(3dprinting)為快速成形技術的一種，其運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式來構造物體，即“積層制造”。目前，玩具組件、機械零件或人體骨件，皆可使用3d打印快速制成，使3d打印逐漸成為大眾普及的技術。

另外，3d打印成品的顏色多為粉末狀金屬或塑料等可粘合材料本身的顏色，若需要3d打印成品的顏色多樣繽紛，則必須使用彩色打印噴頭對3d打印成品進行著色，才能達到3d打印成品的顏色多彩的結果。

然而，傳統彩色打印噴頭具有以下缺點，因3d打印成品采積層方式制造，所以彩色打印噴頭僅對3d打印成品的外周緣著色即可，但傳統彩色打印噴頭的噴口過大與噴射角度過廣，將導致顏料著色至3d打印成品的其他區域，造成3d打印成品產生有顏色不準確或不均勻的問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的上述缺陷，提供一種立體打印機，其利用立體打印機同時具有立體物件沉積成型及立體物件著色的功能，且篩孔的面積小于著色噴頭的噴口的面積，使著色噴頭模塊更容易及方便對立體物件上色。

為了實現上述目的，本發明提供了一種立體打印機，適于成形一立體物件，該立體打印機包括：一機臺，具有一承載面；一立體打印模塊，安裝于該機臺上方，依據一立體模型信息成形所述立體物件于該承載面上；以及一著色噴頭模塊，安裝于該機臺上方，用以依據該立體模型信息于所述立體物件的表面著色，該著色噴頭模塊包含至少一著色噴頭及至少一篩孔件，該著色噴頭具有至少一噴口，該篩孔件具有至少一篩孔，該篩孔對應該噴口配置，且該篩孔的面積小于該噴口的面積。

基于上述，因篩孔對應噴口配置，篩孔的面積小于噴口的面積，所以篩孔能縮小噴口的著色區域及角度，使著色噴頭更容易及方便對各層立體物件的外側面上色。

基于上述，立體打印模塊包含移動組件及立體打印噴頭，立體打印噴頭固定在移動組件，以令立體打印噴頭與著色噴頭共同固定在移動組件并跟隨移動組件移動，使本發明立體打印機更能快速對立體物件進行沉積及著色。

基于上述，篩孔件具有調整結構，篩孔件能透過調整結構調整對應噴口配置的篩孔的尺寸大小，進而能調整噴口的著色區域及角度，以達到立體打印機具有噴涂精確的優點。

基于上述，本發明立體打印機還包括遮蓋結構，遮蓋結構能夠部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多個篩孔，以限制噴口的顏色或數量而達到色彩設計需求。

本發明的技術效果在于：

本發明的立體打印機同時具有立體物件沉積成型及立體物件著色的功能，且篩孔的面積小于著色噴頭的噴口的面積，使著色噴頭模塊更容易及方便對立體物件上色。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1為本發明立體打印機第一實施例的組合示意圖；

圖2為本發明立體打印模塊第一實施例的立體示意圖；

圖3為本發明著色噴頭模塊第一實施例的剖面示意圖；

圖4為本發明著色噴頭模塊第一實施例的使用狀態示意圖；

圖5為本發明著色噴頭模塊第二實施例的剖面示意圖；

圖6為本發明立體打印機第三實施例的組合示意圖；

圖7為本發明立體打印模塊第四實施例的立體示意圖；

圖8為本發明著色噴頭模塊第四實施例的使用狀態示意圖；

圖9為本發明著色噴頭模塊第五實施例的立體示意圖；

圖10為本發明著色噴頭模塊第六實施例的使用狀態示意圖；

圖11為本發明著色噴頭模塊第七實施例的使用狀態示意圖；

圖12為本發明著色噴頭模塊第八實施例的使用狀態示意圖；

圖13為本發明著色噴頭模塊第九實施例的使用狀態示意圖；

圖14為本發明著色噴頭模塊第九實施例的另一使用狀態示意圖；

圖15為本發明著色噴頭模塊第十實施例的使用狀態示意圖；

圖16為本發明著色噴頭模塊第十實施例的另一使用狀態示意圖。

其中，附圖標記

10立體打印機

1機臺

11承載面

2立體打印模塊

21移動組件

211第一桿件

212第二桿件

213噴頭載座

214第一孔

215第二孔

22立體打印噴頭

3著色噴頭模塊

31著色噴頭

311噴口

32篩孔件

321篩孔

322調整結構

323、323’活動組件

3231、3231’支架

3232、3232’滑軌

3233齒軌

3234驅動齒輪

3235、3235’移動板

3236透空孔

3237梯形長孔

324縮孔組件

3241旋葉門

3242齒軌

3243驅動齒輪

325支架

33致動機構

4處理器

5料槽

6光源組件

7遮蓋結構

71活動蓋門

711滑軌

712齒軌

72驅動齒輪

100立體物件

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述：

請參考圖1所示，本發明提供一種立體打印機的第一實施例，此立體打印機10主要包括一機臺1、一立體打印模塊2及一著色噴頭模塊3。

如圖1所示，機臺1具有一承載面11，本實施例的立體打印機10為fff(fusedfilamentfabrication)立體打印機，但立體打印機10可視實際情況為sla(stereolithographyapparatus)、sls(selectivelasersintering)、lom(laminatedobjectmanufacturing)、3dp(threedimensionalprinting)等立體打印機，不以本實施例為限制。

如圖1至圖4所示，立體打印模塊2安裝于機臺1上方，且依據一立體模型信息成形立體物件100于承載面11上，此立體打印模塊2包含一移動組件21及一立體打印噴頭22，移動組件21安裝于機臺1，立體打印噴頭22固定在移動組件21并跟隨移動組件1移動。

詳細說明如下，移動組件21包含一第一桿件211、一第二軸件212及一噴頭載座213，噴頭載座213設有相互垂直配置的一第一孔214及一第二孔215，第一桿件211與第一孔214相互穿接滑動，第二軸件212與第二孔215穿接滑動，立體打印噴頭22固定在噴頭載座213并跟隨噴頭載座213移動。

其中，第一桿件211為x軸桿、y軸桿其中之一，第二軸件212則為x軸桿、y軸桿其中的另一，且第一孔214及第二孔215分別為相對應的軸孔，噴頭載座213能通過皮帶而相對于第一桿件211與第二軸件212滑動；另外，第一桿件211為x螺桿、y螺桿其中之一，第二軸件212則為x螺桿、y螺桿其中的另一，且第一孔214及第二孔215分別為相對應的螺孔，噴頭載座213能通過螺桿與螺孔的螺接傳動而相對于第一桿件211與第二軸件212滑動。

如圖1至圖4所示，著色噴頭模塊3安裝于機臺1上方，且用以依據上述立體模型信息于立體物件100的表面著色，著色噴頭模塊3包含一或多個著色噴頭31及一或多個篩孔件32。其中，本實施例的著色噴頭31及篩孔件32的數量為一，但不以此為限制。

著色噴頭31具有一或多個噴口311，篩孔件32具有一或多個篩孔321。其中，本實施例的在同一著色噴頭31上的噴口311的數量為一，在同一篩孔件32上的篩孔321的數量為一，但不以此為限制，且噴口311可為噴出單一顏色或彩色的噴口。

另外，篩孔321對應噴口311配置，且篩孔321的面積小于噴口311的面積。其中，篩孔321的長度小于噴口311的長度，篩孔321的寬度小于噴口311的寬度，且篩孔321的長度及寬度可為手動或電動調整，依需要將篩孔調整為更小的面積，使打印目標的著色位置更被精確著色。進一步說明如下，著色噴頭31固定且被承載在移動組件21上并跟隨移動組件21移動，即著色噴頭31固定在噴頭載座213并跟隨噴頭載座213移動，且篩孔件32固定于著色噴頭31上且罩蓋于著色噴頭31。

如圖1所示，本發明立體打印機10更包括一處理器4，處理器4分別與立體打印模塊2及著色噴頭模塊3電性連接，處理器4用于接收上述立體模型信息，從而計算出著色噴頭31的彩色打印路徑。

如圖1至圖4所示，本發明立體打印機10的組合，其利用機臺1具有承載面11；立體打印模塊2安裝于機臺1上方，依據一立體模型信息成形立體物件100于承載面11上；著色噴頭模塊3安裝于機臺1上方，用以依據上述立體模型信息于立體物件100的表面著色，著色噴頭模塊3包含著色噴頭31及篩孔件32，著色噴頭31具有噴口311，篩孔件32具有篩孔321，篩孔321對應噴口311配置，且篩孔321的面積小于噴口311的面積。借此，立體打印機10同時具有立體物件100沉積成型及立體物件100著色的功能，且篩孔321的面積小于著色噴頭31的噴口311的面積，使著色噴頭31更容易及精確對立體物件100上色。

如圖4所示，為本發明立體打印機10的使用狀態，首先利用立體打印模塊2先成型出層層沉積的立體物件100，再利用著色噴頭31對各層立體物件100的外側面著色。

然而，上述噴口311尺寸的著色區域及角度較大，但因各層立體物件100的厚度僅約0.1mm至0.4mm之間，所以各層立體物件100需要著色的區域及角度較小，因此篩孔321對應噴口311配置，且篩孔321的長度及寬度(面積)小于噴口311的長度及寬度(面積)，所以篩孔321能縮小噴口311的著色區域，使著色噴頭31更容易及精確對各層立體物件100的外側面上色。

另外，處理器4(參照如圖1所示)能接收上述立體模型信息，從而計算出著色噴頭31的彩色打印路徑，使立體打印模塊2先沉積各層立體物件100，移動組件21再帶動著色噴頭31對各層立體物件100進行著色。

另外，立體打印噴頭22與著色噴頭31共同固定在移動組件21并跟隨移動組件21移動，使本發明立體打印機10更能快速對立體物件100進行沉積及著色。

請參考圖5所示，為本發明著色噴頭模塊3第二實施例，第二實施例與第一實施例大致相同，但第二實施例與第一實施例不同之處在于篩孔件32固定于噴頭載座213上且罩蓋于著色噴頭31。借此，以達成相同于第一實施例的功能及功效。

請參考圖6所示，為本發明立體打印機10第三實施例，第三實施例與第一實施例大致相同，但第三實施例與第一實施例不同之處在于立體打印機10為sla(stereolithographyapparatus)立體打印機。

詳細說明如下，立體打印機10為sla(stereolithographyapparatus)立體打印機，所以機臺1具有料槽5及光源組件6，且著色噴頭模塊3還包含一致動機構33，致動機構33安裝于機臺1，著色噴頭31固定在致動機構33并跟隨致動機構33移動。借此，sla(stereolithographyapparatus)立體打印機先成型出層層沉積的立體物件100，著色噴頭31與篩孔件32再通過致動機構33對各層立體物件100的外側面著色，以達成相同于第一實施例的功能及功效。

另外，本實施例的致動機構33為機械手臂，但致動機構33可視實際情況予以調整，不以本實施例為限制。

此外，本實施例的立體打印機10為sla(stereolithographyapparatus)立體打印機，但立體打印機10可視實際情況為fff(fusedfilamentfabrication)、sls(selectivelasersintering)、lom(laminatedobjectmanufacturing)、3dp(threedimensionalprinting)等立體打印機，不以本實施例為限制。

請參考圖7至圖8所示，為本發明立體打印機10第四實施例，第四實施例與第一實施例大致相同，但第四實施例與第一實施例不同之處在于同一著色噴頭31上的噴口311的數量為多個，在同一篩孔件32上的篩孔321的數量為多個。

進一步說明如下，本實施例的著色噴頭31上的多個噴口311為多個可噴出單一顏色的噴口，各篩孔321分別對應各噴口311配置，以達成相同于第一實施例的功能及功效。

請參考圖9所示，為本發明立體打印機10第五實施例，第五實施例與第一實施例大致相同，但第五實施例與第一實施例不同之處在于篩孔件32具有一調整結構322，調整結構322用于調整對應噴口311配置的篩孔321的尺寸大小。

詳細說明如下，在同一篩孔件32上的篩孔321的數量為多個，多個篩孔321的尺寸大小彼此相異，調整結構322為連接在著色噴頭31及篩孔件32之間的一活動組件323，活動組件323能夠帶動篩孔件32相對于著色噴頭31滑移，從而自多個篩孔321中擇一對應噴口311配置。

另外，活動組件323包含一支架3231及一滑軌3232，支架3231自著色噴頭31延伸成型，滑軌3232與形成在篩孔件32上，支架3231滑移于滑軌3232，進而帶動篩孔件32相對噴口311移動，從而自多個尺寸相異的篩孔321中擇一需要的尺寸對應噴口311配置。

借此，因噴口311的著色區域及角度較大且尺寸固定，但待著色立體物件的著色位置在角端及邊緣處需要著色的區域及角度較小，待著色立體物件的著色位置在表面需要著色的區域及角度較大，所以立體物件會因著色位置不同而需要不同的著色區域及角度，故篩孔件32能通過調整結構322自多個尺寸相異的篩孔321中擇一需要的尺寸對應噴口311配置，使篩孔件32能調整篩孔321的大小，進而能調整噴口311的著色區域及角度，以達到立體打印機10具有噴涂精確的優點。

請參考圖10所示，為本發明立體打印機10第六實施例，第六實施例與第五實施例大致相同，但第六實施例與第五實施例不同之處在于調整結構322包含一活動組件323’及一移動板3235。

詳細說明如下，移動板3235對應篩孔321配置且設有尺寸大小彼此相異的多個透空孔3236，活動組件323’連接在移動板3235及篩孔件32之間，活動組件323’與處理器4(參照如圖1所示)電性連接且能夠帶動移動板3235相對于篩孔321滑移，從而自多個透空孔3236中擇一對應篩孔321配置。

另外，活動組件323’包含一支架3231’、一滑軌3232’、一齒軌3233及一驅動齒輪3234，支架3231’自篩孔件32延伸成型，滑軌3232’與齒軌3233分別形成在移動板3235上，支架3231’滑移于滑軌3232’，驅動齒輪3234與處理器4(參照如圖1所示)電性連接且與齒軌3233嚙合傳動，處理器4(參照如圖1所示)接收到上述立體模型信息，從而計算且控制驅動齒輪3234轉動，進而帶動移動板3235相對篩孔321移動，從而自多個尺寸相異的透空孔3236中擇一需要的尺寸對應篩孔321配置。

借此，篩孔件32能通過調整結構322自多個尺寸相異的透空孔3236中擇一需要的尺寸對應篩孔321配置，使篩孔件32能調整篩孔321的大小，進而能調整噴口311(參照如圖9所示)的著色區域及角度，以達到立體打印機10具有噴涂精確的優點。

請參考圖11所示，為本發明立體打印機10第七實施例，第七實施例與第六實施例大致相同，但第七實施例與第六實施例不同之處在于在移動板3235’對應篩孔321配置且設有一梯形長孔3237。

進一步說明如下，活動組件323’連接在移動板3235’及篩孔件32之間，活動組件323’與處理器4(參照如圖1所示)電性連接且能夠帶動移動板3235’相對于篩孔321滑移，從而帶動梯形長孔3237相對于篩孔321滑移。

借此，在梯形長孔3211相對于篩孔321滑移的過程中，因梯形長孔3211本身形狀的寬度由大至小漸縮，所以梯形長孔3211較小的寬度對應篩孔321配置能限縮噴口311(參照如圖9所示)的著色區域及角度，梯形長孔3211較大的寬度對應篩孔321配置能維持噴口311(參照如圖9所示)的著色區域及角度，進而調整噴口311(參照如圖9所示)的著色區域及角度，以達到立體打印機10具有噴涂精確的優點。請參考圖12所示，為本發明立體打印機10第八實施例，第八實施例與第五實施例大致相同，但第八實施例與第五實施例不同之處在于調整結構322為對應篩孔321配置的一縮孔組件324，縮孔組件324能夠部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于篩孔321。

詳細說明如下，縮孔組件324包含一旋葉門3241、一齒軌3242及一驅動齒輪3243，旋葉門3241對應篩孔321配置，齒軌3242形成在旋葉門3241上，驅動齒輪3243與處理器4(參照如圖1所示)電性連接且與齒軌3242嚙合傳動，處理器4(參照如圖1所示)接收到上述立體模型信息，從而計算且控制驅動齒輪3243轉動，進而帶動旋葉門3241的開口處開張或閉合，使動旋葉門3241的開口處能夠部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于篩孔321。

借此，旋葉門3241開張的開口較小能限縮噴口311(參照如圖9所示)及篩孔321的著色區域及角度，旋葉門3241開張的開口較大能維持噴口311(參照如圖9所示)及篩孔321的著色區域及角度，進而調整噴口311(參照如圖9所示)的著色區域及角度，以達到立體打印機10具有噴涂精確的優點。

請參考圖13至圖14所示，為本發明立體打印機10第九實施例，第九實施例與第六實施例大致相同，但第九實施例與第六實施例不同之處在于在同一著色噴頭31上的噴口311的數量為多個，篩孔件32的數量為多個，各篩孔件32分別對應各噴口311配置。

進一步說明如下，各篩孔件32能通過調整結構322調整各噴口311的著色區域及角度。當待著色立體物件的著色位置在角端及邊緣處時，對應噴口311配置的篩孔321尺寸會縮小，以限縮噴口311的著色區域及角度；當待著色立體物件的著色位置在表面時，對應噴口311配置的篩孔321尺寸會放大，以維持噴口311的著色區域及角度。

同理，第五、七、八實施例的同一著色噴頭31上的噴口311的數量也能為多個，篩孔件32的數量也能為多個，各篩孔件32分別對應各噴口311配置。

請參考圖15至圖16所示，為本發明立體打印機10第十實施例，第十實施例與第四實施例大致相同，但第十實施例與第四實施例不同之處在于本發明立體打印機10還包括一遮蓋結構7。

詳細說明如下，在同一著色噴頭31上的噴口311的數量為多個(參照如圖7至圖8所示)，篩孔321的數量為多個，各篩孔321分別對應各噴口311配置(參照如圖7至圖8所示)，遮蓋結構7對應多個篩孔321配置，遮蓋結構7能夠部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多個篩孔321。

另外，遮蓋結構7包含一或多個活動蓋門71及一或多個驅動齒輪72，篩孔件32具有一支架325，活動蓋門71設有一滑軌711及一齒軌712，支架325滑移于滑軌711，驅動齒輪72與處理器4(參照如圖1所示)電性連接且與齒軌712嚙合傳動，處理器4(參照如圖1所示)接收到上述立體模型信息，從而計算且控制驅動齒輪72轉動，進而帶動活動蓋門71相對于多個篩孔321滑移，使活動蓋門71能夠部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多個篩孔321。

借此，活動蓋門71能夠部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多個篩孔321，進而能夠部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多個噴口311(參照如圖7至圖8所示)，以限制噴口311的顏色或數量而達到色彩設計需求。

當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。