立體打印機(jī)的制作方法
1.本發(fā)明涉及一種打印裝置，尤其涉及一種立體打印機(jī)。
背景技術(shù)：
2.在進(jìn)行三維(3d)打印時(shí)，以逐層堆棧的方式形成最后的對(duì)象。但每一層固化后必須由離型膜撕開才能進(jìn)行下一片處理。當(dāng)成型平臺(tái)上下作動(dòng)時(shí)，壓力峰值會(huì)發(fā)生在成型平臺(tái)下降壓在液面，與液面初接觸時(shí)，當(dāng)排膠后則壓力趨于穩(wěn)定。而成型平臺(tái)上升時(shí)，拉力峰值則發(fā)生在打印對(duì)象在與打印成型材料分離的瞬間。
3.在上述技術(shù)中，會(huì)遇到固化后的對(duì)象撕開離型膜時(shí)的離型力和成型平臺(tái)移動(dòng)到打印位置的排膠的問題。為了克服離型力和打印成功率，現(xiàn)有技術(shù)大都以放慢馬達(dá)速度和增加等待時(shí)間的方式來達(dá)成，但放慢馬達(dá)速度和增加等待時(shí)間會(huì)造成打印效率不佳。此外，除了會(huì)降低打印速度之外，當(dāng)遇到不同的膠材或離型膜時(shí)，大部分的情況都需要依照材料的不同修正馬達(dá)速度和等待時(shí)間。因此，除了降低打印速度外也造成用戶不方便。另一方面，若想打印速度過快，則容易造成打印失敗，降低打印成功率。因此，現(xiàn)有技術(shù)需要在打印的速度快慢之間進(jìn)行取舍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
4.本發(fā)明提供了一種立體打印機(jī)，可提高打印速度和成功率，提供良好的使用者體驗(yàn)。
5.本發(fā)明的立體打印機(jī)包括容置槽、成型平臺(tái)(platform)、電動(dòng)機(jī)、力傳感器(force sensor)以及控制器。容置槽用以容置打印成型材料。成型平臺(tái)設(shè)置于鄰近容置槽。電動(dòng)機(jī)與成型平臺(tái)機(jī)械連接。電動(dòng)機(jī)用以驅(qū)動(dòng)成型平臺(tái)移動(dòng)。力傳感器包括位置編碼器。控制器與力傳感器及電動(dòng)機(jī)電性連接，其中控制器適于借由位置編碼器的數(shù)值，用以確認(rèn)成型平臺(tái)是否已到達(dá)目標(biāo)位置。
6.在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的力傳感器是拉力傳感器(load sensor)、扭力傳感器(torsion sensor)或壓力傳感器(pressure sensor)。
7.本發(fā)明的立體打印機(jī)包括容置槽、成型平臺(tái)、電動(dòng)機(jī)、拉力傳感器、壓力傳感器以及控制器。容置槽用以容置光敏材料。成型平臺(tái)用以伸入容置槽內(nèi)。電動(dòng)機(jī)與成型平臺(tái)力連接。拉力傳感器用以產(chǎn)生第一力度信號(hào)。壓力傳感器用以產(chǎn)生第二力度信號(hào)。控制器與拉力傳感器、壓力傳感器及電動(dòng)機(jī)電性連接。控制器用以接收第一力度信號(hào)和/或第二力度信號(hào)，并適于輸出控制信號(hào)，以改變電動(dòng)機(jī)的輸出。
8.在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的成型平臺(tái)設(shè)置于容置槽上方。
9.在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的力傳感器或拉力傳感器及壓力傳感器設(shè)置于電動(dòng)機(jī)內(nèi)。
10.在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的力傳感器或拉力傳感器及壓力傳感器與電動(dòng)機(jī)連接。
11.在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電動(dòng)機(jī)為馬達(dá)。
12.在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的立體打印機(jī)更包括支撐平臺(tái)以及離型膜。支撐平臺(tái)設(shè)置于容置槽內(nèi)，用以支撐打印對(duì)象。離型膜貼附于支撐平臺(tái)上。打印對(duì)象與離型膜連接。打印對(duì)象離開打印成型材料或光敏材料時(shí)，與離型膜分離。
13.在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的拉力傳感器或壓力傳感器包括位置編碼器。
14.在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的力傳感器或拉力傳感器及壓力傳感器與電動(dòng)機(jī)連接，用以感測(cè)力度，且得出感測(cè)值。控制器用以接收感測(cè)值，且與預(yù)期值比較后輸出回饋值至電動(dòng)機(jī)。若感測(cè)值較預(yù)期值大，則控制器降低回饋值。若感測(cè)值較預(yù)期值小，則控制器提高回饋值。
15.基于上述，在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器可響應(yīng)于力度信號(hào)輸出控制信號(hào)以改變電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和速度，因此可提高打印速度和成功率，提供良好的使用者體驗(yàn)。
16.上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖,詳細(xì)說明如下。
附圖說明
17.圖1為繪示本發(fā)明一實(shí)施例的立體打印機(jī)的概要示意圖。
18.圖2為繪示圖1實(shí)施例的立體打印機(jī)的馬達(dá)扭力及驅(qū)動(dòng)速度的波形示意圖。
具體實(shí)施方式
19.請(qǐng)參考圖1及圖2，本實(shí)施例的立體打印機(jī)100包括容置槽110、成型平臺(tái)120、電動(dòng)機(jī)130、力傳感器140、控制器150、支撐平臺(tái)160、離型膜170及驅(qū)動(dòng)器180。
20.具體而言，容置槽110用以容置打印成型材料112，例如光敏材料。成型平臺(tái)120設(shè)置于鄰近容置槽110，例如設(shè)置于容置槽110上方。成型平臺(tái)120用以伸入容置槽110內(nèi)，以將打印模型從打印成型材料112中拉出形成打印對(duì)象200。支撐平臺(tái)160設(shè)置于容置槽110內(nèi)，用以支撐打印對(duì)象200。離型膜170可分離地貼附于支撐平臺(tái)160上。打印對(duì)象200與離型膜170連接。當(dāng)打印對(duì)象200離開打印成型材料112時(shí)，與離型膜170分離，如圖1所標(biāo)示的離型處400。
21.在本實(shí)施例中，支撐平臺(tái)160例如為可透光的平臺(tái)，其材料為玻璃。可在支撐平臺(tái)160下設(shè)有光源裝置(未繪示)。光源裝置設(shè)置于支撐平臺(tái)160下方，提供成型光束穿過支撐平臺(tái)160及離型膜170而照射到容置槽110使打印成型材料112固化。
22.另一方面，電動(dòng)機(jī)130與成型平臺(tái)120機(jī)械連接。電動(dòng)機(jī)130例如為馬達(dá)。電動(dòng)機(jī)130用以驅(qū)動(dòng)成型平臺(tái)120移動(dòng)。因此，電動(dòng)機(jī)130與成型平臺(tái)120力連接。力傳感器140包括位置編碼器142。控制器150與力傳感器140及電動(dòng)機(jī)130電性連接，其中控制器150適于借由位置編碼器142的數(shù)值，用以確認(rèn)成型平臺(tái)120是否已到達(dá)目標(biāo)位置。力傳感器140例如是拉力傳感器、扭力傳感器或壓力傳感器。本實(shí)施例以力傳感器140為拉力傳感器進(jìn)行說明。拉力傳感器140用以產(chǎn)生力度信號(hào)s1給控制器150。控制器150接收并響應(yīng)于力度信號(hào)s1輸出控制信號(hào)s2給驅(qū)動(dòng)器180，以改變電動(dòng)機(jī)130輸出的動(dòng)力和速度。
23.具體而言，驅(qū)動(dòng)器180用以輸出驅(qū)動(dòng)電流來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)130移動(dòng)，以改變電動(dòng)機(jī)130
的速度，從而電動(dòng)機(jī)130可輸出動(dòng)力和速度來驅(qū)動(dòng)成型平臺(tái)120向上或向下移動(dòng)。在本實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)130例如是馬達(dá)。驅(qū)動(dòng)器180可根據(jù)從控制器150接收的控制信號(hào)s2來改變圖2中馬達(dá)速度i1的大小，從而改變成型平臺(tái)120的移動(dòng)速度。拉力傳感器140與電動(dòng)機(jī)130連接。在一實(shí)施例中，拉力傳感器140可設(shè)置于電動(dòng)機(jī)130內(nèi)。
24.在本實(shí)施例中，拉力傳感器140包括位置編碼器142，用以偵測(cè)成型平臺(tái)120的位置。舉例而言，電動(dòng)機(jī)130驅(qū)動(dòng)成型平臺(tái)120做3d打印。當(dāng)設(shè)定成型平臺(tái)120的目標(biāo)位置后，控制器150借由讀取位置編碼器142的數(shù)值得知成型平臺(tái)120的目前位置。當(dāng)成型平臺(tái)120的位置未達(dá)到目標(biāo)位置時(shí)，控制器150會(huì)持續(xù)控制成型平臺(tái)120移動(dòng)直到成型平臺(tái)120到達(dá)目標(biāo)位置。
25.如圖2所示，在3d打印的過程中，主要可分為曝光階段t1、離型階段t2及排膠階段t3。圖2顯示出馬達(dá)扭力f1(單位：kgf-m)與馬達(dá)速度i1(單位：pulse per second，pps)在不同階段的變化情形。在成型平臺(tái)120上升時(shí)，離型力的拉力峰值300發(fā)生在打印對(duì)象200在與打印成型材料112分離的瞬間。本實(shí)施例的控制器150借由位置的信息可以確認(rèn)成型平臺(tái)120是否已到達(dá)目標(biāo)位置，不需要加入等待排膠完成的時(shí)間，且可克服不同打印成型材料112(即膠材)的差異。
26.在本實(shí)施例中，拉力傳感器140與電動(dòng)機(jī)130連接，用以感測(cè)力度，且得出感測(cè)值，即力度信號(hào)s1。控制器150用以接收感測(cè)值，且與預(yù)期值比較后輸出回饋值(即控制信號(hào)s2)至電動(dòng)機(jī)130。在本實(shí)施例中，預(yù)期值可為一固定的值，或與離型狀態(tài)配合而為一理想的曲線值(例如理想的馬達(dá)扭力f1)。若感測(cè)值較預(yù)期值大，則控制器150降低回饋值。若感測(cè)值較預(yù)期值小，則控制器150提高回饋值。也就是說，若拉力傳感器140感測(cè)到的力度較預(yù)期值大，則控制器150控制驅(qū)動(dòng)器180降低輸出的驅(qū)動(dòng)速度，以減慢電動(dòng)機(jī)130與成型平臺(tái)120的移動(dòng)速度。反之，若拉力傳感器140感測(cè)到的力度較預(yù)期值小，則控制器150控制驅(qū)動(dòng)器180提高輸出的驅(qū)動(dòng)速度，以加快電動(dòng)機(jī)130與成型平臺(tái)120的移動(dòng)速度。
27.綜上所述，為了改善各種不同的打印成型材料對(duì)離型力的差異的影響，本發(fā)明的實(shí)施例利用控制器來改變電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流大小和驅(qū)動(dòng)速度，并且控制器讀取位置編碼器的位置數(shù)值來達(dá)到偵測(cè)離型力大小的目的。離型力需求大則增加驅(qū)動(dòng)電流，離型力需求小則減少驅(qū)動(dòng)電流。控制器根據(jù)離型力大小可判斷是否離型完成，不需要額外等待離型完成時(shí)間，即可進(jìn)行下一層打印。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)速度也可以根據(jù)離型力的大小決定，離型力大則降低電動(dòng)機(jī)速度，離型力小則提高電動(dòng)機(jī)速度。如此一來，可提高打印成功率和減少需要根據(jù)不同打印成型材料改變不同電動(dòng)機(jī)速度的不便性。因此，本發(fā)明實(shí)施例的立體打印機(jī)可提高打印速度和成功率，提供良好的使用者體驗(yàn)。
28.以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種立體打印機(jī)，其特征在于，包括：一容置槽，用以容置一打印成型材料；一成型平臺(tái)，設(shè)置于鄰近所述容置槽；一電動(dòng)機(jī)，與所述成型平臺(tái)機(jī)械連接，用以驅(qū)動(dòng)所述成型平臺(tái)移動(dòng)；一力傳感器，包括一位置編碼器；以及一控制器，與所述力傳感器及所述電動(dòng)機(jī)電性連接，其中所述控制器適于借由所述位置編碼器的數(shù)值，用以確認(rèn)所述成型平臺(tái)是否已到達(dá)一目標(biāo)位置。2.如權(quán)利要求1所述的立體打印機(jī)，其特征在于，所述力傳感器是拉力傳感器、扭力傳感器或壓力傳感器。3.一種立體打印機(jī)，其特征在于，包括：一容置槽，用以容置一光敏材料；一成型平臺(tái)，用以伸入所述容置槽內(nèi)；一電動(dòng)機(jī)，與所述成型平臺(tái)力連接；一拉力傳感器，用以產(chǎn)生一第一力度信號(hào)；一壓力傳感器，用以產(chǎn)生一第二力度信號(hào)；以及一控制器，與所述拉力傳感器、所述壓力傳感器及所述電動(dòng)機(jī)電性連接，用以接收所述第一力度信號(hào)和/或所述第二力度信號(hào)，并適于輸出一控制信號(hào)，以改變所述電動(dòng)機(jī)的輸出。4.如權(quán)利要求1或3所述的立體打印機(jī)，其特征在于，所述成型平臺(tái)設(shè)置于所述容置槽上方。5.如權(quán)利要求2或3所述的立體打印機(jī)，其特征在于，所述力傳感器或所述拉力傳感器及所述壓力傳感器設(shè)置于所述電動(dòng)機(jī)內(nèi)。6.如權(quán)利要求2或3所述的立體打印機(jī)，其特征在于，所述力傳感器或所述拉力傳感器及所述壓力傳感器與所述電動(dòng)機(jī)連接。7.如權(quán)利要求1或3所述的立體打印機(jī)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)為馬達(dá)。8.如權(quán)利要求1或3所述的立體打印機(jī)，其特征在于，所述立體打印機(jī)更包括：一支撐平臺(tái)，設(shè)置于所述容置槽內(nèi)，用以支撐一打印對(duì)象；以及一離型膜，貼附于所述支撐平臺(tái)上，其中所述打印對(duì)象與所述離型膜連接，且所述打印對(duì)象離開所述打印成型材料或所述光敏材料時(shí)，與所述離型膜分離。9.如權(quán)利要求3所述的立體打印機(jī)，其特征在于，所述拉力傳感器或所述壓力傳感器包括一位置編碼器。10.如權(quán)利要求2或3所述的立體打印機(jī)，其特征在于，所述力傳感器或所述拉力傳感器及所述壓力傳感器與所述電動(dòng)機(jī)連接，用以感測(cè)一力度，且得出一感測(cè)值；以及所述控制器用以接收所述感測(cè)值，且與一預(yù)期值比較后輸出一回饋值至所述電動(dòng)機(jī)，其中若所述感測(cè)值較所述預(yù)期值大，則所述控制器降低所述回饋值，且若所述感測(cè)值較所述預(yù)期值小，則所述控制器提高所述回饋值。
技術(shù)總結(jié)
一種立體打印機(jī)，包括容置槽、成型平臺(tái)、電動(dòng)機(jī)、力傳感器以及控制器。容置槽用以容置打印成型材料。成型平臺(tái)設(shè)置于鄰近容置槽。電動(dòng)機(jī)與成型平臺(tái)機(jī)械連接。電動(dòng)機(jī)用以驅(qū)動(dòng)成型平臺(tái)移動(dòng)。力傳感器包括位置編碼器。控制器與力傳感器及電動(dòng)機(jī)電性連接，其中控制器適于借由位置編碼器的數(shù)值，用以確認(rèn)成型平臺(tái)是否已到達(dá)目標(biāo)位置。達(dá)目標(biāo)位置。達(dá)目標(biāo)位置。
