[发明专利]立体打印装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种打印装置(printing apparatus)，且特别涉及一种立体打印装置(three-dimensional printing apparatus)。

背景技术

快速成型技术(Rapid Prototyping，RP)是80年代中期发展起来的一种崭新的原型制造技术。快速成型技术综合了机械工程、电脑辅助设计(Computer-aided design，CAD)、数字控制技术、激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而可以对产品设计进行快速评估、修改及功能试验，大大缩短产品的研制周期。由于其具有敏捷性、适合任何形状、高度柔韧性、高度集成化等优点而广泛应用于机械、汽车、电子、通讯、航空航太等领域。在产品开发的初期，设计出所需图样的CAD档，并在实际生产前制作一模型以供设计确认、产品修正、功能测试、模具开发的原始模型，此即为原型。

对于不同种类的快速成型技术，其所采用的成型材料不同，成型原理与系统特点也各有不同。举例而言，立体印刷设备(stereo lithography apparatus，SLA)为最早商业化且占有率最大的系统，其加工原理乃是将液态光敏聚合物以氦镉(HeCd)激光或氩气(Argon)激光来扫描，因而产生聚合硬化成的薄层，然后升降台下降再上升，使欲加工位置的表面上再覆盖一层树脂，用刮板将液面刮平后等待其呈水平再以激光扫描，使其与上一层能紧密结合，如此循环至产生立体工件。此外，目前应用SLA技术的成像系统不外乎为激光扫描系统或光机投影，其硬体复杂、体积大，且机器还需将激光扫描系统或投影所需的成像距离包含在内，因此系统的总体积无法小型化。

对相关的快速成型技术而言，美国专利第5980813号揭露一多层材料的快速成型方法与装置。美国专利公开号第20100262272号揭露一使用可固化材料制造3D物体的装置。

发明内容

本发明提供一种立体打印装置，此立体打印装置的结构有助于缩小立体打印装置的体积。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

本发明一实施例提出一种立体打印装置。立体打印装置包括容器、显示器、控制单元及光学膜片。容器容置光敏材料。显示器具有多个显示单元，每一显示单元用于发出光束。控制单元连结于显示器，用以控制显示单元。光学膜片设置于显示器及容器之间，用以将显示单元所发出的光束映射至光敏材料上，以形成多个映射图案。映射图案彼此间的排列顺序与排列方向等同于显示单元的排列顺序与排列方向。

在本发明的一实施例中，上述的容器具有配置于显示器与光敏材料之间的底部，且底部为透光底部，容器的底部具有面朝向光敏材料的上表面。

在本发明的一实施例中，上述的显示器至上表面的距离小于或等于3公分。

在本发明的一实施例中，立体打印装置还包括工作平台以及控制单元。工作平台浸入光敏材料中，且用于相对容器移动，其中工作平台具有工作表面。控制单元控制工作平台以及显示单元。控制单元在第一时间命令显示器单元显示第一画面，且使工作表面位于第一位置。光学膜片将对应第一画面的显示单元所发出的光束映射于光敏材料的位于工作表面与上表面之间上的第一光敏材料薄层，以将第一光敏材料薄层固化为第一固化层。控制单元在第二时间命令显示单元器显示第二画面，且使工作表面位于第二位置。光学膜片将对应第二画面的显示单元所发出的光束映射于光敏材料的位于第一固化层与上表面之间的第二光敏材料薄层，以将第二光敏材料薄层固化为第二固化层。

在本发明的一实施例中，上述的工作表面面向底部，第二固化层位于第一固化层与底部之间，且第一位置位于底部与第二位置之间。

在本发明的一实施例中，上述的光学膜片包括多个光学结构，且每一光学结构对准于至少一显示单元。

在本发明的一实施例中，上述的每一光学结构为透镜，且每一透镜对准于显示单元。

在本发明的一实施例中，上述的每一光学结构为柱状透镜，且每一柱状透镜对准于一排的显示单元。

在本发明的一实施例中，上述的光学结构将显示单元成像于光敏材料上。

在本发明的一实施例中，上述的每一显示单元包括至少一画素。

在本发明的一实施例中，上述的每一光学结构的尺寸为对应的显示单元的画素的尺寸的整数倍。

在本发明的一实施例中，上述的光学膜片包括多个光学结构，且每一显示单元对准光学结构中的数个。