[發明專利]彩色立體打印裝置及方法

在審

• 申請號: 201410053587.2
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103817935A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 虞立;蔡世光
• 申請（專利權）人: 英華達（上海）科技有限公司;英華達（上海）電子有限公司;英華達股份有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 余毅勤

技術領域

本發明涉及一種彩色立體打印裝置及方法。

背景技術

隨著科技的進步，以及制造技術的演進，許多工件的制造時程與精度都不斷的提升。而傳統的切削加工、鑄造成型等技術，已無法完全解決各種工件的生產需求，特別是形狀特殊或者內部有空孔的工件。然而，3D打印技術(立體打印)的發展，卻給這些制造的難題帶來了一線生機。而立體打印技術，不但可以提供快速模型成型，對于某些工件，甚至可以直接提供足夠精度的成品或半成品成型。

其實3D打印技術已經發展了很多年。從選擇性雷射燒結成型(Selective?Laser?Sintering，SLS)、三維粉末黏結(3DP)、分層實體制造(Laminated?Object?Manufacturing,LOM)到目前主流的熔融沉積成型(Fused?Deposition?Modeling,FDM)，乃至于最新的光固化(DLP)技術，都已經成功地開發，并投入生產。目前立體打印技術，利用熔化或軟化可塑性材料的方法來制造打印的“墨水”，主要以塑料，金屬，陶瓷為主。然而，工件本體大部分都是單一材質，單一顏色，雖然有些打印技術可以使用多種材料進行打印，但是每種材料僅具有一種顏色。因此，若欲利用立體打印成型彩色的工件，則會變得非常繁瑣與復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種彩色立體打印裝置及方法，能夠使單一材質具有不同的顏色，從而可以成型彩色立體工件。

為解決上述問題，本發明提供一種彩色立體打印裝置，適用于一彩色立體工件的打印，包括：

打印臺；

打印頭，所述打印頭至少具有一擠型噴嘴及一加熱模塊；

連接所述打印頭的熱熔性材料供應模塊，用于提供熱熔性材料至所述打印頭，其中，所述熱熔性材料根據不同溫度而具有不同顏色；

計算機輔助設計和制造模塊，用于建立所述彩色立體工件的實體模型，所述實體模型至少由復數個點及每一個點所對應的色彩組成；以及

連接所述計算機輔助設計和制造模塊、打印臺及打印頭的控制模塊，所述控制模塊具有一溫度和色彩對應表，所述控制模塊用于依照一預定順序，從所述計算機輔助設計和制造模塊讀取復數個點中的一個點的坐標和該點所對應的色彩，并依照該點的坐標控制所述打印臺與打印頭的位置，依據所述色彩及該溫度和色彩對應表控制所述加熱模塊加熱所述熱熔性材料，并由所述擠型噴嘴擠出所述熱熔性材料。

進一步的，在上述彩色立體打印裝置中，所述預定順序設定于所述計算機輔助設計和制造模塊中，所述預定順序由所述實體模型在一第一軸向分割成復數個層的一第一順序，每一層在一第二軸向分割成復數條線的一第二順序，以及每一條線在一第三軸向的點的一第三順序所組成。

進一步的，在上述彩色立體打印裝置中，所述控制模塊用于控制打印臺在所述第一軸向上移動，且控制所述打印頭在所述第二軸向及第三軸向上移動。

進一步的，在上述彩色立體打印裝置中，所述溫度和色彩對應表，用于記錄所述熱熔性材料對應不同的色彩所需的加熱溫度。

進一步的，在上述彩色立體打印裝置中，所述溫度和色彩對應表，用于記錄所述熱熔性材料對應不同的色彩所需的加熱溫度及加熱時間。

進一步的，在上述彩色立體打印裝置中，所述控制模塊，用于依據所述色彩及溫度和色彩對應表控制所述加熱模塊加熱該熱熔性材料的溫度及時間。

進一步的，在上述彩色立體打印裝置中，在所述熱熔性材料供應模塊中的熱熔性材料成絲狀；

所述打印頭還包括一擠壓模塊，用于從所述熱熔性材料供應模塊接收絲狀的熱熔性材料，并施以一擠壓力量至所述打印頭的加熱模塊與擠型噴嘴。

進一步的，在上述方法中，所述熱熔性材料為熱塑型色彩不可逆塑料。

根據本發明的另一面，提供一種彩色立體打印方法，適用于一彩色立體打印裝置進行一彩色立體工件的打印，所述彩色立體打印裝置至少包括一打印臺及一打印頭，所述彩色立體打印方法包括：

建立一彩色立體工件的實體模型，其中，所述實體模型至少由復數個點及每一個點所對應的色彩所組成；

建立一溫度和色彩對應表以記錄一熱熔性材料對應不同色彩所需的加熱溫度；

依照一預定順序，讀取復數個點中的一個點的坐標和該點所對應的色彩，并依照該點的坐標控制所述打印臺與打印頭的位置，依據所述色彩及溫度和色彩對應表加熱該熱熔性材料，并由所述打印頭擠出所述熱熔性材料。