[發明專利]三維打印設備及其制造三維物體的方法

無效

• 申請號: 201310422757.5
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN104249454A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 卓自力;卓維德
• 申請（專利權）人: 泰金寶精密(新加坡)有限公司;泰金寶電通股份有限公司;金寶電子工業股份有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

技術領域

本發明大體上涉及一種打印設備及其打印方法。更特定來說，本發明涉及一種三維打印設備及其制造三維物體的方法。

背景技術

隨著科技的日益發展，許多利用逐層建構模型等加成式制造技術（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，加成式制造技術是將利用計算機輔助設計（computer-aided?design,CAD）等軟件建構的3-D模型的設計數據轉換為連續堆棧的多個薄（準二維）橫截面層。

除此之外，目前亦已發展出許多可以形成多個薄橫截面層的方式。舉例來說，打印頭通常可依據3-D模型的設計數據建構的X-Y-Z坐標在基座上方沿著X-Y坐標移動，從而將建構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。

然而，這些技術有許多額外的限制。舉例來說，當3-D模型的形狀呈圓弧形或曲面時，這些加成式制造技術會因各個X-Y平面呈階梯狀而呈現出較差的表面分辨率。因此，已知的加成式制造技術不適于制造具有曲面的立體物體。如何開發出能夠制造具有平滑曲面的物品的立體打印裝置，仍是本領域開發人員的主要課題。

發明內容

因此，本發明針對于一種具有較佳分辨率和較佳打印質量的三維打印設備。

本發明針對于一種用于制造具有較佳分辨率和質量的三維物體的方法。

本發明提供一種適合于從三維模型制造三維物體的三維打印設備。所述三維打印設備包含旋轉基座和打印頭。所述旋轉基座具有承載面且經配置以沿著第一軸旋轉且沿著第一軸位移。所述打印頭設置在所述旋轉基座上方且經配置以沿著垂直于第一軸的第二軸位移，以用于將建造材料逐層涂布到承載面上，以形成多個建造材料層。所述建造材料層堆疊而形成三維物體。每一建造材料層的涂布形狀是由旋轉基座沿著第一軸的旋轉、旋轉基座沿著第一軸的位移以及打印頭沿著第二軸的位移來決定。

本發明進一步提供一種用于通過上文所描述的三維打印設備來制造三維物體的方法。所述方法包含以下步驟。首先，提供包含多個橫截面的三維模型。隨后，根據所述三維模型的每一橫截面獲得多個移動參數。根據所述移動參數控制打印頭和旋轉基座移動，以供所述打印頭將建造材料逐層涂布到所述旋轉基座的承載面上，從而形成所述三維物體。

根據本發明的實施例，所述三維打印設備更包含控制單元，所述控制單元耦接到所述旋轉基座和所述打印頭以用于控制所述旋轉基座和所述打印頭的移動。

根據本發明的實施例，所述控制單元根據旋轉參數來控制所述旋轉基座沿著第一軸旋轉，且根據從三維模型獲得的第一位移參數來控制所述旋轉基座沿著第一軸位移。

根據本發明的實施例，所述控制單元根據從三維模型獲得的第二位移參數來控制所述打印頭沿著第二軸位移。

根據本發明的實施例，所述三維打印設備更包含滑輪組合件，所述滑輪組合件耦接到所述控制單元以帶動所述打印頭沿著第二軸位移。

根據本發明的實施例，所述滑輪組合件包含皮帶和至少一個滑輪。所述皮帶沿著第二軸延伸，且所述打印頭設置在所述皮帶上。所述滑輪連接到所述皮帶以用于驅動所述皮帶沿著第二軸移動。

根據本發明的實施例，所述三維打印設備更包含至少一個馬達，所述至少一個馬達耦接到所述控制單元且連接到所述旋轉基座，以用于驅動所述旋轉基座沿著第一軸位移且沿著第一軸旋轉。

根據本發明的實施例，所述馬達更包含第一馬達和第二馬達。所述第一馬達驅動所述旋轉基座沿著第一軸位移，且所述第二馬達驅動所述旋轉基座沿著第一軸旋轉。

根據本發明的實施例，所述第一軸平行于所述承載面的法向量。

根據本發明的實施例，所述第二軸平行于所述承載面。

根據本發明的實施例，所述三維打印設備更包含供料線，用于提供建造材料至打印頭。

根據本發明的實施例，所述移動參數包含旋轉參數、第一位移參數和第二位移參數。

根據本發明的實施例，所述根據移動參數控制打印頭和旋轉基座的移動的步驟包含以下步驟。首先，根據旋轉參數控制所述旋轉基座沿著第一軸旋轉。接著，根據第一位移參數控制旋轉基座沿著第一軸位移。

根據本發明的實施例，所述根據移動參數控制打印頭和旋轉基座的移動的步驟包含根據第二位移參數控制所述打印頭沿著第二軸位移。

根據本發明的實施例，所述建造材料層分別對應于三維模型的多個橫截面。