[发明专利]多功能复合打印装置

说明书

【技术领域】

本发明是关于一种多功能复合打印装置，尤指一种适用于立体快速成型装置的多功能复合打印装置。

【背景技术】

3D打印(3D Printing)成型技术，亦称为快速成型(Rapid Prrototyping，RP)技术，因快速成型技术具有自动、直接及快速，可精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或可制造直接使用的零件或成品，从而可对产品设计进行快速的评估，修改及功能试验，大大缩短产品的开发周期，因而使得3D打印成型技术广受青睐。

现今3D打印成型技术正处于蓬勃发展的阶段，所采用的快速成型技术也各异，目前业界所采用的快速成型技术主要包含下述几种技术：胶水喷印固化粉末成型(Color-Jet Printing，CJP，或称Binder Jetting)技术、熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，FDM)技术、激光烧结液态树脂成型(Stereo Lithography Apparatus，SLA)技术、紫外光固化液态树脂成型(Multi-Jet Modeling，MJM)技术、或是选择性激光烧结成型(Selective Laser Sintering，SLS)技术等等，但不以此为限。

然前述该多个快速成型技术中，除了胶水喷印固化粉末(Color-Jet Printing，CJP，或称Binder Jetting)技术能产生全彩的3D成型品外，其余3D打印成型技术均无法能制造全彩的产品，因此对被称为第三次工业革命的3D打印成型技术而言，是一个极大产品技术的缺失，没有真正全彩的产品，意味着人类的科技又回到一个色彩表现被限制的时代，对3D打印成型产业而言是一个致命缺失。

此技术瓶颈主要是因为3D打印成型技术是利用基层堆叠技术，即如图1所示，当欲制造出3D成型品A时，主要是先透过电脑解析A的型态与 结构，将的切分为A’所示的多个叠层，随后再透过前述等3D打印成型技术，利用逐层印刷并堆叠成型的方式，将A’所示的叠层以XY的轴向进行印刷，再层层堆叠，使其于Y方向进行堆叠，最后会形成如A所示的半圆形的3D成型物，同样地，如欲进行图2所示的锥形瓶状的3D成型物B，则同样将B切分为B’所示的多个叠层，再进行逐层印刷并堆叠成型，从而制造出锥形瓶状的3D成型物B。然而，在很多3D打印成型技术的所以无法制成全彩3D产品，主要是在逐层堆叠时，缺乏相对应能产生全彩技术的打印头。

举例来说，如图3所示，已知的熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，FDM)装置的打印组件1主要具有两匣体10、塑胶线材11、支撑线材12、两驱动轮13、两液化器14、两加热机构15等结构，如图所示，该两匣体10分别用以承装塑胶线材11及支撑线材12等材料，且该塑胶线材11及支撑线材12是为细微的塑胶线等，但不以此为限，并使塑胶线材11及支撑线材12分别经由两驱动轮13及液化器14而输送至两加热机构15中，透过加热机构15分别对塑胶线材11及支撑线材12加热至高于融点温度的状态，以使的熔融，再由加热机构15的可控制XY方向位移的挤出口15a挤出熔融后的塑胶材料及支撑材料，使该熔融的塑胶材料及支撑材料于较冷的底层上附着，并画出断面图形，且此等熔融材料的塑胶材料及支撑材料可瞬间自然冷却固化，并依序堆叠成型，如此以逐层堆叠出3D成型物。

然而，以此FDM技术所成型的3D产品的色彩，主要是决定于当时供给FDM装置的塑胶线材11的颜色而定，又因为只有单一色彩的塑胶线材11进行熔融，并构成3D成型物的全部结构，是以此FDM技术无法制造出全彩化的3D产品。

除了前述FDM技术之外，另一激光烧结液态树脂成型(Stereo Lithography Apparatus，SLA)技术则是透过以一UV光源照射，并沿着各分层截面轮廓，对液态UV固化树脂薄层产生聚合反应，以使该液态UV固化树脂薄层固化，再逐层堆叠成形。然而于此UV光固化液态树脂成型过程中，由于作为成型材料的液态UV固化树脂是为单一色彩，且在其以UV光照射进行固化及逐层堆叠过程中，没有任何装置可实施全彩的喷印作业，故以此SLA技术所制作出的3D成型物亦仅能维持原有液态UV固化树脂的原色，而无法制造出全彩化的3D产品。