[发明专利]立体打印装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种打印装置，且特别是有关于一种光固化立体成型(Stereolithography)的立体打印装置。

背景技术

近年来，随着科技的日益发展，许多利用逐层建构模型等加成式制造技术(additive manufacturing technology)来建造物理三维(three dimensional,简称3D)模型的不同方法已纷纷被提出。一般而言，加成式制造技术是将利用电脑辅助设计(computer aided design,简称CAD)等软件所建构的3D模型的设计数据转换为连续堆叠的多个薄(准二维)横截面层。于此同时，许多可以形成多个薄横截面层的技术手段也逐渐被提出。举例来说，打印装置的打印模块通常可依据3D模型的设计数据所建构的空间坐标XYZ在基座的上方沿着XY平面移动，从而使建构材料形成正确的横截面层形状。所沉积的建构材料可随后自然硬化，或者通过加热或光源的照射而被固化，从而形成所要的横截面层。因此，通过打印模块沿着轴向Z逐层移动，即可使多个横截面层沿Z轴逐渐堆叠，进而使建构材料在逐层固化的状态下形成立体物件。

以光固化立体成型(Stereolithography)的立体打印装置为例，升降平台适于浸入盛装在盛槽中的液态成型材中，而光源模块在XY平面上照射作为建构材料的液态成型材，以使液态成型材受光照而固化，并逐层堆叠于升降平台上。如此，通过升降平台沿着轴向Z逐层移动，即可使液态成型材逐层固化并彼此堆叠于升降平台上而形成立体物件。在立体物件通过逐层堆叠而成型的过程中，被固化的液态成型材也会粘着于盛槽的底部，若移动升降平台，则可能使粘着于盛槽底部的被固化的液态成型材产生破裂或损毁。此外，若已固化的液态成型材沾粘在盛槽的底部，也可能干扰光源的照射而影响后续的成型结果。因此，在现有的立体打印技术下，如何使立体打印装置所打印出的立体物件具有良好的打印品质，也逐渐成为本领域开发人员关注的焦点。

发明内容

本发明提供一种立体打印装置，其具有良好的打印品质。

本发明的一种立体打印装置，包括摆动盛槽、摆动机构、升降平台、光源及控制单元。摆动盛槽用以盛装液态成型材。摆动盛槽包括支点侧以及摆动侧。摆动侧适于以支点侧为枢转中心而摆动。摆动机构包括凸轮以及驱动马达。凸轮设置于摆动侧且包括至少一凸缘。凸轮抵靠于摆动侧，以旋转而通过该至少一凸缘带动摆动侧进行往复摆动。驱动马达用以带动凸轮转动。升降平台可移动地配置于摆动盛槽的上方。光源配置于摆动盛槽的下方，以照射并固化液态成型材。控制单元耦接光源、摆动机构与升降平台。控制单元控制升降平台浸入液态成型材至初始深度。光源照射并固化位于升降平台与摆动盛槽的底部之间的液态成型材。此时，控制单元控制摆动机构带动摆动侧摆动，以使被固化的液态成型材与底部分离而位于升降平台上，被固化的液态成型材逐层堆叠于升降平台上而形成立体物件。

在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括驱动齿轮以及蜗杆。驱动齿轮包括驱动转轴，连接凸轮的转轴，以使凸轮随着驱动齿轮转动。蜗杆连接驱动马达并与驱动齿轮啮合。驱动马达驱动蜗杆转动，以使蜗杆带动驱动齿轮转动。

在本发明的一实施例中，上述的凸轮为偏心凸轮。偏心凸轮的形心与转轴之间具有间距。

在本发明的一实施例中，上述的凸轮包括多个凸缘。凸轮旋转一周带动摆动侧进行多次往复摆动，其中凸缘的数量等于凸轮旋转一周带动摆动侧进行往复摆动的次数。

在本发明的一实施例中，上述的凸轮带动摆动侧往远离升降平台的方向摆动，使摆动侧相对于水平面低于支点侧。

在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括至少一弹性复位件，设置于摆动侧，以在摆动机构带动摆动侧摆动后，将摆动侧回复原位，使摆动侧与支点侧位于同一水平面上。

在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括固定架，支点侧枢设于固定架上，使摆动侧适于以支点侧为枢转中心而摆动。

在本发明的一实施例中，上述的驱动马达固设于固定架上。

在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括托架，设置于摆动侧。凸轮配置于托架内，且凸缘抵靠于托架上，以在凸轮旋转时带动托架摆动。

在本发明的一实施例中，上述的立体打印装置还包括感测元件，用以感测摆动侧的位置。

在本发明的一实施例中，上述的控制单元依据感测元件的感测结果控制驱动马达是否带动凸轮转动。