[發明專利]三維打印裝置及圖案化非晶結構的三維打印方法

在審

• 申請號: 201410557763.6
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN105583399A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 賴元泰;陳正士
• 申請（專利權）人: 優克材料科技股份有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B28B1/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明是有關于一種打印裝置及打印方法，且特別是有關于一種三維打 印裝置及圖案化非晶結構的三維打印方法。

背景技術

隨著科技的日新月異，傳統的平面復印技術已無法滿足使用上的需求。 有鑒于此，眾多廠商無不積極投入三維打印(或稱立體打印)技術的開發與研 究。由于三維打印技術及其材料應用日趨成熟，因此通過三維打印技術制造 所得的三維成型物在精密度和強度等方面已大幅提升，而逐漸為制造業界或 工業界所采用，儼然成為新一代的前瞻制造技術。

常見的三維打印技術，例如積層制造技術(也稱為加法式制造)，其是自 三維圖檔獲取出多個切層的二維輪廓，并依據各個切層的二維數據以逐層堆 積的方式加工出三維成型物。通常而言，在進行積層制造時，會先將成型材 料鋪設于加熱平臺上。接著，加熱平臺會預熱至工作溫度，以使鋪設于加熱 平臺上的成型材料逼近其熔點。接著，依據任一切層的二維數據而相對于光 源移動，使得光源所投射出的光線可照射到平臺上不同位置的成型材料，其 中受到光線加熱后的成型材料可達其熔點，并待其冷卻硬化后成型而以此逐 層形成三維物件。

此類型的三維打印裝置的加熱平臺通常需在三維物件的制作過程中持續 加熱，以維持加熱平臺的溫度高于成型材料的固化溫度，防止成型材料在成 型前太快冷卻而固化，但前述制作方法的降溫速率過于緩慢，并不利于非晶 結構的成型。

發明內容

本發明提供一種三維打印裝置及圖案化非晶結構的三維打印方法，其能 使燒結熔融后的成型材料快速降溫以逐層形成圖案化非晶層，并堆疊出圖案 化非晶結構。

本發明提出一種三維打印裝置，其包括工作腔體、載板、儲存槽、成型 材料供應組件以及光源。工作平臺設置于工作腔體內。載板設置于工作腔體 內。儲存槽設置于工作腔體內并連接載板。儲存槽用以儲存冷卻液。成型材 料供應組件可移動地設置于工作腔體內，以在通過載板的上方時提供成型材 料至載板。光源設置于工作腔體內。光源提供光線并照射至載板，以使鋪設 于載板上的成型材料燒結熔融，其中燒結熔融后的成型材料通過載板與儲存 槽的冷卻而形成圖案化非晶層。

本發明提出一種的圖案化非晶結構的三維打印方法，其中圖案化非晶結 構由多層圖案化非晶層堆疊而成，此三維打印方包括以下步驟。首先，提供 前述三維打印裝置。接著，將冷卻液導入儲存槽內。接著，使成型材料供應 組件通過載板的上方時提供成型材料至載板。接著，以光源提供光線并照射 至載板，使得鋪設于載板上的成型材料受到光線的照射而燒結熔融。之后， 通過儲存有冷卻液的儲存槽使載臺降溫，以冷卻燒結熔融后的成型材料形成 這些圖案化非晶層的其中一層。

基于上述，本發明的三維打印裝置及圖案化非晶結構的三維打印方法可 在使鋪設于載臺上的成型材料燒結熔融之前，將冷卻液導入連接載臺的儲存 槽。接著，通過光源提供光線并照射至載板，使得鋪設于載板上的成型材料 受到光線的照射而燒結熔融。此時，載板的局部的溫度會因此而升高，但儲 存有冷卻液的儲存槽可使載臺快速降溫，以快速冷卻燒結熔融后的成型材料 形成圖案化非晶層。之后，重復上述步驟，以逐層形成圖案化非晶層，并堆 疊出圖案化非晶結構。換言之，本發明可通過快速冷卻的方式，使得燒結熔 融后的成型材料的結晶性變差或無法結晶，以制造出非晶的三維物件。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合 附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的三維打印裝置的示意圖；

圖2是圖1的工作腔體的內部結構示意圖；

圖3是圖2中鋪設于載板上的成型材料形成圖案化非晶層的示意圖；

圖4是圖3的圖案化非晶層逐層堆疊成圖案化非晶結構的示意圖。

附圖標記說明：

100：三維打印裝置；

101：箱體；

110：工作腔體；

120：載板；

130：儲存槽；

140：成型材料供應組件；

141：儲存盒；

142：噴頭；

150：光源；

151：光線；

161：第一控制閥；

162：第二控制閥；