立体成型机构的制作方法

专利名称：立体成型机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种立体成型机构。
背景技术：
快速成型技术(Rapid Prototyping，简称RP技术)系为依据建构金字塔层层堆栈 成型的概念所发展而成，其主要技术特征是成型的快捷性，能在不需要任何刀具，模具及治 具的情况下自动、快速将任意复杂形状的设计方案快速转换为3D的实体模型，大大缩短了 新产品的研发周期及减少研发成本，能够确保新产品的上市时间和新产品开发的一次成功 率，它为技术人员之间，以及技术人员与企业决策者、产品的用户等非技术人员之间提供了 一个更加完整及方便的产品设计交流工具，从而明显提高了产品在市场上的竞争力和企业 对市场的快速反应能力。目前RP技术发展出利用喷印技术结合载具精密定位技术的方式来生产3D的实体 模型，其生产方式为先将一层粉末铺设于载具上方并利用喷墨打印技术于部分粉末上喷印 高黏度胶合剂，使胶合剂与粉末沾黏并固化，一直重复上述制程层层堆砌即可完成3D的实 体模型。然而已知RP技术所使用的喷印设备，在不进行喷印时并无法封存，残胶会在喷印 头或储存的维护站内干掉，将会造成后续喷印功能性不良，无法继续喷印产出高质量3D产
P
ΡΠ O现行的RP技术虽是号称快速成型技术，但不管成型对象的尺寸大小或是如何改 进快速成型装置的设备，仍需花费数小时或数十小时才能成型完成，且在层层堆砌而成的 成品中，当喷印头本身有阻塞时，若未实时判定或察觉，就会造成无法补救的时间及物料浪费。另外，在使用喷印高黏度胶合剂的方式成形时，胶点喷出速度高达Sm/秒，在此超 高速喷液中，当液滴粘黏粉末那一瞬间，旁边未被液滴粘黏的纳米级小粉末会因而反弹飞 扬，且在供粉或取件时，推送粉堆掉落时均会产生粉末到处飞扬的现象，而且已知的设备没 有定量的供粉机构，需将多余粉末推入回收筒，会造成粉末掉落时污染及能源浪费。又，每 次铺粉完成后需等待成型干燥时间，且成型后须等待数小时干燥，亦即若成形强度不足或 挖取不慎均可能伤及成品，所以需让成型品强度够强，方可取出，而无法真正达到快速成型 的目的。因此，如何发展一种可改善上述已知技术缺失的立体成型机构，实为目前迫切需 要解决的问题。

实用新型内容本实用新型的主要目的，在于提供一种立体成型机构，其具有定量供粉槽系统，可 根据不同铺粉厚度的需求来调整分段定量滚子的多个凹槽转动至与落粉开口对应的次数， 以控制建构粉末的输出量，以减少多余的建构粉末被推入集粉槽，而可避免建构粉末的浪费且可降低生产成本。另外，分段定量滚子的每一凹槽具有多个区段，且多个区段的容粉量 由凹槽中央向两侧递增，以使铺粉均勻且改善两端缺粉的缺失。又，本实用新型的立体成型机构更包含加热装置，在打印模块进行喷印的同时进 行加热，以加快胶合剂与建构粉末黏结固化的速度，并可缩减三分之一至二分之一的总成 型时间。且本实用新型的立体成型机构还包含连续供液装置，其可连续供应胶合剂至打印 匣内，使打印模块得以长时间连续在建构粉末上进行喷印作业。再者，本实用新型的立体成型机构具有对传动部件的防尘装置，可防止铺粉及喷 印作业所扬起的尘粉污染，使得立体成型机构的装置及构件均能随时维持正常运作，达到 整个设备全面性的绝对防尘。同时，本案的立体成型机构设置有喷印头维护装置，其包含清洁单元及封存单元， 当喷印头完成喷印作业后，可借助于清洁单元的刮板对喷印头进行彻底的清洁，并将喷印 头封存于封存单元的密封部件中，故可达到喷印头的完全防污及防干效果。另外，本实用新型的立体成型机构更具有打印质量检测的设计，其利用毛玻璃来 作为打印质量检测组件，以此实时观察喷印头喷印于其上的图形喷点是否正常，并判断喷 印头是否有阻塞的现象，以适时清洁喷印头，维持打印质量。为达上述目的，本实用新型的一较广义实施方式为提供一种立体成型机构，包含 有一分段定量供粉槽系统、一建构槽系统、一打印铺粉系统、一快干加热系统、一打印维护 装置、一防尘装置、一连续供液装置、一自动粉末过滤回收装置及一打印质量检测装置。

图1为本实用新型的较佳实施例的立体成型机构外观示意图。图2为本实用新型的较佳实施例的立体成型机构的内部结构示意图。图3A为定量供粉槽系统的结构示意图。图3B为图3A的Y-Y剖面图。图3C为图3B的部分供粉槽及分段定量滚子的结构示意图。图3D为图3B进行供粉的结构示意图。图3E为图3B所示的分段定量滚子的结构示意图。图3F为图3B所示的分段定量滚子的前视图。图3G为于图B中设置闭合装置及落粉信道的结构示意图。图3H为图3G所示的闭合装置的开口与落粉开口未相连通的结构示意图。图4A为建构槽系统的结构示意图。图4B为建构槽系统的余粉自动集粉区部分结构示意图。图4C为建构槽系统的余粉回收示意图。图5A为打印铺粉系统的立体结构示意图。图5B为打印铺粉系统的打印模块结构示意图。图5C为图5B的剖面示意图。图6为防尘装置示意图。图7A为打印维护装置示意图。图7B为清洁单元的结构示意图。
6[0033]图7C为图7B的剖面示意图。[0034]图7D为封存单元的结构示意图。[0035]图8为连续供液装置的供液示意图。[0036]图9为显示自动粉末回收装置与立体成型机构的连接关系示意图。[0037]图10为自动粉末回收装置的剖面结构示意图。[0038]主要组件符号说明[0039]1 分段定量供粉积I系统 11 供粉槽[0040]111 挡板112 第一滚轮[0041]113 第二滚轮114 落粉开口[0042]115 落粉通道12 分段定量滚子[0043]121 凹槽13 闭合装置[0044]131 板件1311 开口[0045]1312 固定件132 弹性组件[0046]133 扣持件2 建构槽系统[0047]21 基座平台211 周壁[0048]212 抽风区213 管线[0049]22 粉末载台23 建构成型区[0050]231 建构平台232 建构槽体[0051]233 检视窗口24:四周落粉区[0052]25 升降设备26 余粉自动集粉区[0053]261 过滤网262 震动组件[0054]3 打印铺粉系统31 传动部件[0055]32 移位基座33 打印模块[0056]331 打印匣34 铺粉装置[0057]341 铺粉滚轮342 清洁刮片[0058]343 第一板件3431 第一开口[0059]3432 挡部3433 弹性组件[0060]344 第二板件3441 第二开口[0061]4 加热装置41 温感器[0062]42 防护隔板5 打印维护装置[0063]51 清洁单元511 座体[0064]512 刮板5121 刮片[0065]513 喷水组件514 废液回收区[0066]52 封存单元521 基座[0067]522 滑座523 密封部件[0068]524 挡件525 顶销[0069]526 路径导轨6 防尘装置[0070]61 防护板件62 伸缩防尘护套[0071]7 连续供液装置71 供液容器[0072]711 通气管73 连接管路81 壳体
72 填充容器 8 :自动粉末回收装置
811 分隔板 813 快速夹 821 底盘 8212 凸环 83 回收构件 841 吸风口812:开口82 粉末过滤单元8211:开口822 集尘袋84 吸风装置842 排风口
9 打印检测组件
具体实施方式
体现本实用新型的特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应 理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的 范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。请参阅图1及图2，其为本实用新型较佳实施例的立体成型机构的外观及内部结 构示意图。如图1及图2所示，本实用新型的立体成型机构主要包含有一分段定量供粉槽 系统1、一建构槽系统2、一打印铺粉系统3、一快干加热系统4(显示于图5C)、一打印维护 装置5 (显示于图7A)、一防尘装置6 (显示于图6)、一连续供液装置7、一自动粉末过滤回收 装置8及一打印质量检测装置9。本案的分段定量供粉槽系统1及建构槽系统2，乃针对过去快速成型机没有分段 定量供粉装置，造成密度不平均及多余粉末推至三面的自动回收筒内，造成铺粉无法顾及 全面一致的现象，所以在供粉系统上加入一分段定量滚子及三面的自动回收筒，将可改善 此现象，此乃本实用新型分段定量供粉槽系统1及建构槽系统2主要研发的课题。以下就 对其相关构件做说明请参阅图3A及图3B，其中图3A为本实用新型较佳实施例的分段定量供粉槽系统 结构示意图，图3B为图3A的Y-Y剖面图。如图3A及B所示，该分段定量供粉槽系统1包 含至少一供粉槽11、分段定量滚子12以及闭合装置13。其中，该供粉槽11为一中空的槽 体结构，可用来储存建构粉末a，而该供粉槽11内设有一挡板111、第一滚轮112及一第二 滚轮113，另该供粉槽11底部设有一落粉开口 114及一落粉通道115，其中该挡板111的一 侧面与该落粉开口 114区隔出一段落粉空间b，而被堆积于挡板111相对于落粉空间b外的 建构粉末a可利用第一滚轮112搅动而扬起，再经由第二滚轮113的转动使建构粉末a落 至挡板111的落粉空间b内。请参阅图3C并配合图3D，其中图3C及D系为图3B所示之部分供粉槽及分段定 量滚子结构示意图，如图所示，分段定量滚子12系设置于供粉槽11之落粉空间b内部且邻 近该落粉开口 114，其系作为分段定量提供铺设于一建构成型区整个表面一次所需要的建 构粉末a，并具有多个凹槽121，每一凹槽121主要用来容置建构粉末a，当分段定量滚子12 之多个凹槽121与落粉开口 114不相对应时，建构粉末a无法输出(如图3C所示)，反之， 当多个凹槽121的其中之一相对应于落粉开口 114时，容置于供粉槽11内之建构粉末a将 经由落粉开口 114输出(如图3D所示)。[0086]另外，本实用新型的分段定量供粉槽系统1可根据不同铺粉厚度的需求以一马达 14来调整分段定量滚子12的多个凹槽121转动至与落粉开口 114对应的次数，以控制建构 粉末a的输出量，可避免建构粉末a的浪费，举例而言若建构成型区的铺粉厚度的上下限 分别为0. 12mm及0. 08mm,而分段定量滚子12的一个凹槽121可容纳至少约0. 04mm厚度的 建构粉末a，因此当要铺0. 08mm厚度的建构粉末a时，马达须转动2次，以带动分段定量滚 子12的2个凹槽121与落粉开口 114相连通，使容置于凹槽121内的建构粉末a经由落粉 开口 114输出；而当要铺0. 12mm厚度的建构粉末a时，则马达须转动3次，以带动分段定量 滚子12的3个凹槽121内的建构粉末a经由落粉开口 114输出，因此可减少多余的建构粉 末a被推入集粉槽。请参阅图3E及图3F，其分别为本实用新型图3B所示的分段定量滚子结构示意图 及前视图。如图3E及F所示，本实用新型的分段定量滚子12所包含的每一个凹槽121中 分别具有多个区段x、y及z，于本实施例中，每一凹槽121中包含一个χ区分段、二个y区分 段以及二个ζ区分段，但不以此为限，其中，χ区分段设置于凹槽121的正中央区域，而χ区 分段的左右两侧分别设有y区分段，至于ζ区分段则设于y区分段的另一侧边，其中χ区分 段的凹槽深度最浅，容粉量最少，y区分段系较χ区分段的凹槽深度为深，其容粉量略多于 χ区分段，而ζ区分段的凹槽深度相较于χ区分段及y区分段为最深，故其具有最大的容粉 量，亦即，一个χ区分段及多个y及Z区分段的容粉量分别由凹槽121的中央朝两侧递增， 其容粉量系为χ区分段< y区分段< ζ区分段，借助于每一凹槽121具有一个χ区分段及 多个y及ζ区分段的结构设计，以及一个χ区分段及多个ι及ζ区分段之容粉量系分别由 凹槽121的中央朝两侧递增的技术特征，可使建构粉末a均勻铺设于建构成型区上，进而改 善已知技术的建构粉量随着铺粉的次数造成中央与二侧差距越来越大的缺失。请参阅图3G，其为于图3B中设置闭合装置及落粉信道的结构示意图。如图3G所 示，本实用新型的分段定量供粉槽系统1所包含的闭合装置13具有一板件131、一弹性组件 132及扣持件133，其中，板件131可移动，且该板件131具有一开口 1311及一固定件1312， 该弹性组件132的一端连接于该固定件1312，另一端则与设于供粉槽11底部的扣持件133 连接，于供粉槽11供粉时，该闭合装置13的板件131将会受到一作用推力推移而朝f方向 位移，使板件131的开口 1311与落粉开口 114相连通，此时容置于分段定量滚子12其中之 一凹槽121内的建构粉末a会经由落粉开口 114、开口 1311以及落粉通道115输出(如图 3G所示)。反之，当供粉槽11供粉完毕后，该闭合装置13的板件131将不会受到一作用推力 推移，此时板件131受弹性组件132的弹性回复力作用而产生位移，即朝f方向的相反方向 移动，以使板件131的开口 1311与落粉开口 114不相通(如图3H所示)，以防止落粉。因 此，当立体成型机构运转时，闭合装置13确实可防止微量建构粉末a自供粉槽11内部外 泄，可避免污染工作环境。另外，本实用新型分段定量供粉槽系统1提供数个铺粉厚度的选择，并搭配打印 量，达到一适合的比例进行喷印，分段定量滚子12可有效解决以往铺粉时，二侧较易缺粉 的情形，已知解决方式为供给较多的粉末以补足二侧的不足，但此方式的缺点为粉末的消 耗量较大，故本实用新型可有效改善此一现象。而本实用新型的建构槽系统2在设计上的目的也是为了可精确控制铺粉粉末的厚度，使用马达精确控制粉末厚度为0. 08mm 0. 12mm，来达到快速成型机的完美尺寸，另 外也注重到四周有一落粉机构的设计，在取出对象时，粉末可经由四周自动回收，改善以往 仅有单边落粉回收的缺点。请参阅图4A所示为建构槽系统部分结构示意图。如图2及图4A所示，该建构槽 系统2包含基座平台21 (如图2所示)、粉末载台22、建构成型区23、四周落粉区24、升降 设备25及余粉自动集粉区26。其中，该建构成型区23是由建构平台231及建构槽体232 所共同定义而成，该建构平台231用以承载建构粉末及层层堆栈成型的立体对象，且固定 于升降设备25上，可受升降设备25的带动而于建构槽体232的内部进行升降，故于打印运 作时，每喷印一层或是生产一定的厚度后，升降设备25将带动建构平台231往建构槽体232 的内部下降，一直到整个立体对象成型后，升降设备25将带动建构平台231往上升，即可清 除多余的粉末，并进行取件。另外，该建构成型区23于建构平台231上及建构槽体232周 壁上分别设置有检视窗口 233，该检视窗口 233为一透明材质制成，如玻璃或压克力板，供 以观看升降设备25上是否有累积废粉(该废粉由该建构平台231在长期使用下与该建构 槽体232周壁滑移所形成微间隙而造成微量漏粉)，进而影响到该升降设备25机构部件的 精度或造成损坏，以方便维修使用者予以清理。该四周落粉区24设置于粉末载台22及建构成型区23的四周，其由基座平台21 的周壁211与粉末载台22及建构成型区23之间的空间所定义出，用以收集余粉，又该四周 落粉区24内可更包含多个斜面结构241，有助于将余粉顺着斜面导向落至余粉自动集粉区 26，亦可避免粉末直接落下造成尘粉飞扬的情况。因此，当分段定量供粉槽系统1落粉至打印铺粉系统3而承接于粉末载台22后， 打印铺粉系统3可将建构粉末推向建构成型区23，并平铺于建构成型区23的表面上，以进 行后续喷印作业。而在铺粉过程中多余的建构粉末或是喷印过程所扬起的建构粉末即可落 入四周落粉区24中，如第四图C所示，该多余或扬起的建构粉末能落入该四周落粉区24的 斜面结构241上，顺着斜面导向该余粉自动集粉区26中，以便自动回收再利用。又如图4B 所示为建构槽系统的余粉自动集粉区部分结构示意图。该余粉自动集粉区26在顶部入口 处并设置有一过滤网261及一震动组件262，该过滤网261的网目可依建构粉末的颗粒来调 整适当筛径，且该过滤网261受震动组件262的震动作用可以将余粉做筛网过滤回收再利 用；同时如图4C及图9所示，该建构槽系统2的基座平台21更包含数个抽风区212及数个 管线213，其抽风区212可借助于管线213与自动粉末回收装置8相连通，因此落入该四周 落粉区24的斜面结构241上所扬起的建构粉末也可利用该自动粉末回收装置8相连通管 线213将其由抽风区212吸取，并经该自动粉末回收装置8过滤回收再利用。请再参阅图2及图5A、B及C，其中，图5A为打印铺粉系统的立体结构示意图，图 5B为打印铺粉系统的打印模块立体结构示意图，图5C为图5B的剖面图。如图2及图5A、 B及C所示，打印铺粉系统3架构于建构槽系统2上可左右位移，而能靠近分段定量供粉槽 系统1 一侧边。当进行供粉时，打印铺粉系统3会移动至分段定量供粉槽系统1的下方，使 分段定量供粉槽系统1内的建构粉末落入打印铺粉系统3中，以进行后续铺粉打印作业。该打印铺粉系统3包含有传动部件31、移位基座32、打印模块33及铺粉装置34。 其中，该传动部件31包含驱动马达、滚珠导螺杆及线性滑轨等部件，该移位基座32跨设于 建构槽系统2之上受该传动部件31带动得以作一横向长位移，主要用来带动移位基座32进行移动；而该打印模块33架构于该移位基座32上受该传动部件31带动可往复来回移 动，并与该移位基座32呈交错垂直位移，其上具有至少一打印匣331，可喷印出胶合剂及有 色颜料液体；以及该铺粉装置34主要包含铺粉滚轮341、清洁刮片342、第一板件343、第二 板件344及马达345，其中该铺粉滚轮341受该马达345驱动而转动，该清洁刮片342设置 于铺粉滚轮341上方一侧保持一刮粉间隙，以及该第一板件343、第二板件344分别具有第 一开口 3431及第二开口 3441，且该第一板件343板面上设有挡部3432，该挡部3432受一弹 性组件3433扣持，以控制第一板件343的第一开口 3431与第二板件344的第二开口 3441 的对合，当不进行供粉，亦即打印铺粉系统3远离分段定量供粉槽系统1时，第一板件343 的第一开口 3431与第二板件344的第二开口 3441不相连通，可避免建构粉末飞扬而污染 工作环境，而当打印铺粉系统3往分段定量供粉槽系统1移动以进行供粉作业时，分段定量 供粉槽系统1会推抵设置于第一板件343上的挡部3432，使第一板件343的第一开口 3431 与第二板件344的第二开口 3441相连通，以使建构粉末落入打印铺粉系统3中，待供粉完 毕后，打印铺粉系统3与分段定量供粉槽系统1分离，第一板件343即可通过弹性组件3433 的弹性回复力作用而产生位移，回复至第一板件343的第一开口 3431与第二板件344的第 二开口 3441不相连通的状态。当分段定量供粉槽系统1输出一定量的建构粉末时，建构粉末将落入打印铺粉系 统3，并承接于建构槽系统2的粉末载台22上，再由铺粉滚轮341往建构槽系统2的建构成 型区23方向进行铺粉，以将建构粉末平铺于建构成型区23的表面上，同时，清洁刮片342 可刮除铺粉滚轮341上的粉末，以充分利用建构粉末，避免建构粉末沾黏于铺粉滚轮341 上。由于在长期打印环境下，为达到较快干燥速度，铺粉时限于成型干燥时间，每敷粉 一次要等3分钟粉末干燥黏着时间，使得总成型时间相当冗长，因此，为达到较快干燥速 度，本实用新型的立体成型机构还包含一快干加热系统4。如图5C所示，快干加热系统4设置于打印铺粉系统3的一侧边，且与移位基座32 一起进行连动，可在打印模块进行喷印的同时进行加热，将可缩减二分之一以上的总成型 时间，快干加热系统其包含温感器41及防护隔板42，该温感器41具有感温组件与热源产生 组件的效用，该温感器41的热源产生组件产生的辐射热源可传导至清洁刮片342上，使清 洁刮片342不仅具有刮粉功能，并可对粉末预热，可大幅缩短上一阶段喷印干燥时间，而且 可借助于温感器41设定所须预热的能量以精准地控制加热的温度，达成预热和随喷随干 及刮粉的功效，如此快干加热系统4可使得取出成品无论是强度或精度，皆可达到完整的 成品，如辐射热源环境加热一样，达成辐射热源环境加热方式，使成品强度更强且可保持打 印环境中的湿度，不让湿气污染粉末，使粉末无法结合的问题产生；而该防护隔板42设置 于铺粉装置34两侧，是为防止操作人员烫伤。已知快速成型技术在取成品时，粉末飞扬总是会造成工作环境的污染，须高频率 的清洁维持正常运作，本实用新型将此项缺失予以改善，将置位于建构平台231上及建构 槽体232内的成型槽设计成可拆式，可达到粉末不污染，以及成品取出方便等效果；另外， 本实用新型传动部件31 (诸如滚珠导螺杆、线性滑轨…等等)，为了防止铺粉或喷印过程所 扬起的建构粉末沾附于传动部件31上，而造成其使用寿命及打印精度受影响，本实用新型 的立体成型机构更设置有防尘装置6，如图6所所示，该防尘装置6包含防尘钣件61与伸缩防尘护套62，作为与粉尘的阻隔，来防止传动部件31沾上粉尘，造成对其使用寿命及打印 精度等影响，而该伸缩防尘护套62则可依打印铺粉系统3运动而伸长收缩，达到确实防尘 的效果。再者，本实用新型沿用的喷墨打印技术，考虑到喷印高黏度胶合剂液体不打印时， 一定要有妥善的封存，否则待残胶在打印头或储存的维护站内干掉，可能会造成后续喷墨 功能性不良，无法继续喷印产出高质量3D产品；又，已知喷墨打印技术乃直接用具挥发性 清洗剂冲洗沾有颗粒粉末的打印头，有可能在清洗过程将脏污的水，挤下喷孔及流道内，而 本实用新型采以彻底用清洁剂对维护装置的刮片做清洁，然后利用干净的刮片，刮除打印 头表面残留的墨水及粉末，以及具有良好防止打印头干掉的封存的打印维护装置的设计。请参阅图7A，立体成型机构的打印维护装置5包含一清洁单元51及一封存单元 52，在一实施例中，该清洁单元51与封存单元52设置于建构槽系统2的基座平台21上，该 清洁单元51可在打印头完成喷印作业后，将打印头上残余的胶合剂及沾黏的粉末清除干 净，而该封存单元52则用以封存打印头，避免打印头受污染或干化。请参阅图7B及C，其中图7B为本实用新型的清洁单元的结构示意图，图7C为本 实用新型的清洁单元的剖面示意图。如图所示，清洁单元51具有一座体511、至少一组刮 板512、多个喷水组件513及废液回收区514。其中，该刮板512自座体511表面向上延伸 出，且对应打印匣而设置，若以打印模块33具有两个打印匣331为例，清洁单元51可具有 两组刮板512，分别对应两打印匣而设置，且每一组具有两片刮片5121，但不限于两片刮片 5121，两片刮片5121彼此平行设置，且该刮片5121可由橡胶材质制成，而该多个喷水组件 513是一个设置于两组刮板512之一侧边及另一个设置于两组刮板512底部，可喷出清洁剂 对刮片5121做清洁，而废液回收区514设置于座体511，可将被喷洗含沾附残余胶合剂及沾 黏粉末的废液收集排出。当打印头完成喷印作业后，打印匣会移动至清洁单元51上方，当打印头经过刮片 5121位置且与刮片5121相接触时，刮片5121即可刮除打印头表面上残余的胶合剂及沾黏 的粉末，同时以喷水组件513对沾附残余胶合剂及沾黏粉末的刮片5121喷出清洁剂做清 洁，以维持打印头清洁与打印质量。请参阅图7D，其为本实用新型封存单元的结构示意图，如图所示，封存单元52主 要包含基座521、滑座522及密封部件523，其中，滑座522设置于基座521上，而密封部件 523设置于滑座522上，且部分突出于滑座522的顶表面，密封部件523用来包覆密封打印 匣的打印头，隔离打印头与大气的接触，以防止胶合剂干涸而阻塞打印头的喷嘴，同时避免 打印头受外界粉尘污染，密封部件的形状及位置皆对应打印匣的打印头而设置，故密封部 件的数目亦可对应打印匣的数目而变化，不限于本实施例所图示的两个密封部件。另外，滑座522具有挡件524及至少一顶销525，其中，挡件524自滑座522表面往 上延伸出，顶销525则自滑座522的侧面凸出，且设置于基座521侧面的路径导轨526中。 当打印模块33完成喷印作业后，承载打印匣的承载框架将复位至封存单元52上方，而在复 位过程中，承载打印匣的承载框架首先会抵触于滑座522上的挡件524，并接着继续往前推 抵该挡件524，使滑座522侧面的顶销525沿着路径导轨526移动，因而密封部件523的高 度可以随着滑座522移动而升高，使密封部件523包覆于打印匣的喷印头上，故喷印头可封 存于密封部件523中，避免喷印头受污染或干化，更可进一步延长喷印头的使用寿命。[0107]又，在喷印已知技术上乃利用虹吸原理来达成液体供给，虹吸是一种流体力学现 象，可以不借助泵而抽吸液体，处于较高位置的液体充满于一根倒U形的管状结构(称为虹 吸管)之后，开口于更低的位置，在这种结构下，管子两端的液体压强差能够推动液体越过 最高点，向另一端排放，主要是由万有引力让虹吸管作用，过去快速成型机若无使用连续供 墨系统，会造成胶合剂供墨不足，无法打印，或打印背压会依使用状态所残留墨匣墨水位高 度而改变，此将会影响打印的质量，造成打印质量变异及无法补救的时间及物料浪费，所以 本实用新型乃使用连续供应并维持定背压供液的装置，来大量供应成型时所需胶合剂，达 到完成成型的效果。请再参阅图2及图8，本实用新型的立体成型机构还包含连续供液装置7，其包含 多个供液容器71及多个填充容器72，该供液容器71上可装置抽拔的填充容器72，又该供 液容器71设置于邻近打印模块33待机位置处，用以储存打印模块33喷印所需的胶合剂， 且利用供液容器71内部通气管711最底位置与打印匣331底部位置的喷头保持一高度差 H，再借助于连接管路73将供液容器71与打印匣331作导引连通的抽吸作用，将供液容器 71内部储存的胶合剂液体导入打印匣内，而借助于胶合剂的连续供应，可使打印模块得以 长时间连续在建构粉末上进行喷印作业。在一实施例中，供液容器71为可拆式供液容器。由于在建构过程中，多余的建构粉末会由建构槽系统2的四周落粉区24收集至余 粉自动集粉区26中，然而在铺粉或喷印作业时，质量较轻或颗粒较小的尘埃粉末可能会飞 扬于内部作业空间中，且当建构粉末由四周落粉区24落下时亦可能撞击部分结构而造成 反弹的尘埃粉末，且落入余粉自动集粉区26的建构粉末亦可能因撞击反弹而扬起尘埃粉 末，造成内部作业空间的污染，是以本实用新型的立体成型机构更进一步利用自动粉末回 收装置来提升尘埃粉末的回收效率，使得立体成型机构可以在无污染的环境空间内正常运 作。以下就其相关构件做说明请参阅图9，其是显示自动粉末回收装置与立体成型机构的连接关系示意图。如图 所示，自动粉末回收装置8是借助于管线213与建构槽系统2的抽风区212相连通，主要用 来吸取及过滤立体成型机构运作时所飞扬的尘埃粉末。请参阅图10，为自动粉末回收装置的剖面结构示意图。如图所示，自动粉末回收装 置8主要包含壳体81、粉末过滤单元82、回收构件83及吸风装置84，其中该壳体81的内部 具有一分隔板811，该分隔板811具有上下连通的开口 812，且该分隔板811下方是借助于 管线213与建构槽系统2的抽风区212相连通，而该粉末过滤单元82包括有一可抽拆的底 盘821及至少一个以上集尘袋822，该底盘821安置于分隔板811的上方，并可利用一快速 夹813予以固定，该底盘821的底部对应该分隔板811的开口 812处也设有开口 8211，且 于该开口 8211周圆设置有凸环8212，而该集尘袋822可为但不限于不织布材质，于本实施 例中，其实质上呈一圆桶状结构，可套置于凸环8212上以密封构件(未图式，例如一张力束 带)予以定位而封盖住该底盘821的开口 8211。本实用新型的回收构件83系为一槽体结构，且设置于分隔板811下方的空间中， 而吸风装置84可为一鼓风机，设置于壳体81的上方且具有一吸风口 841与一排风口 842， 该吸风口 841系与壳体81内部相连通，借助于吸风装置84的运作而分别透过吸风口 841 及排风口 842进行吸气及排气，可使壳体81内部形成负压状态。如此一来，当吸风装置84 运作时，将立体成型机构运作时所扬起的尘埃粉末吸入壳体81内部，且借助于粉末过滤单元82来阻隔吸入的尘埃粉末，使尘埃粉末不会被吸入吸风装置84中，可维持吸风装置84 的正常使用寿命，且当吸风装置84停止运作后，受粉末过滤单元82阻隔的尘埃粉末便自然 往下落入回收构件83中，可达到绝对防尘与尘埃粉末得以自动回收再利用的功效。请再参阅图2，本实用新型的立体成型机构更具有打印质量检测组件9的设计，本 实施例是以利用毛玻璃来作为打印质量检测组件9，由于毛玻璃具有一粗糙的表面，当该粗 糙的表面沾上水后，水会填入低凹的部分，形成一层平滑的水膜，因此当光线经过毛玻璃时 便产生有规律的折射，故可以此观察喷印头喷印于其上的图形喷点是否正常，并判断喷印 头是否有阻塞的现象，若判断结果为是，则需要先对打印模块进行清洁，反之若判断结果为 否时，则打印模块即可于建构成型区上进行后续喷印动作。综上所述，本实用新型的立体成型机构具有定量供粉槽系统，其可根据不同铺粉 厚度的需求来调整分段定量滚子的多个凹槽转动至与落粉开口对应的次数，以控制建构粉 末的输出量，可减少多余的建构粉末被推入集粉槽，而可避免建构粉末的浪费且可降低生 产成本。另外，分段定量滚子的每一凹槽具有多个区段，且多个区段的容粉量是由凹槽中央 向两侧递增，以使铺粉均勻且改善两端缺粉的缺失。又，本实用新型的立体成型机构更包含加热装置，在打印模块进行喷印的同时进 行加热，以加快胶合剂与建构粉末黏结固化的速度，并可缩减三分之一至二分之一的总成 型时间。且本实用新型的立体成型机构更包含连续供液装置，其可连续供应胶合剂至打印 匣内，使打印模块得以长时间连续在建构粉末上进行喷印作业。再者，本实用新型的立体成型机构具有对传动部件的防尘装置，可防止铺粉及喷 印作业所扬起的尘粉污染，使得立体成型机构的装置及构件均能随时维持正常运作，达到 整个设备全面性的绝对防尘。同时，本实用新型的立体成型机构设置有喷印头维护装置，其包含清洁单元及封 存单元，当喷印头完成喷印作业后，可借助于清洁单元的刮板对喷印头进行彻底的清洁，并 将喷印头封存于封存单元的密封部件中，故可达到喷印头的完全防污及防干效果。另外，本实用新型的立体成型机构更具有打印质量检测的设计，其是利用毛玻璃 来作为打印质量检测组件，以此实时观察喷印头喷印于其上的图形喷点是否正常，并判断 喷印头是否有阻塞的现象，以适时清洁喷印头，维持打印质量。是以，本实用新型的立体成型机构极具产业的价值，故依法提出申请。本实用新型得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱本申请的范 围。
权利要求一种立体成型机构，其特征在于，包含一分段定量供粉槽系统，包含至少一供粉槽、一分段定量滚子以及一闭合装置，该供粉槽用来储存建构粉末，该分段定量滚子以分段定量方式提供建构粉末铺设所需一次数量，而该闭合装置控制定量建构粉末的落粉铺设，并可防止微量建构粉末自供粉槽内部外泄；一建构槽系统，包含一基座平台、一粉末载台、一建构成型区、一四周落粉区、一升降设备及一余粉自动集粉区，该建构成型区由一建构平台及一建构槽体所形成，该建构平台用以承载建构粉末及层层堆栈成型的立体对象，且固定于升降设备上，并受该升降设备带动于该建构槽体内部进行升降位移，该四周落粉区设置于该粉末载台及该建构成型区四周用以收集余粉，该余粉自动集粉区承接该四周落粉区底部空间，将建构粉末余粉做筛网过滤回收再利用；一打印铺粉系统，包含一传动部件、一移位基座、一打印模块及一铺粉装置，该移位基座跨设于该建构槽系统上受该传动部件带动得以作一横向位移，该打印模块架构于该移位基座上受该传动部件带动可往复来回移动做喷印作业，其上具有至少一打印匣，可喷印液体于该建构槽系统的该建构平台上的建构粉末做成型，该铺粉装置设置于该打印模块的一侧，以承接该分段定量供粉槽系统的该供粉槽所定量落入的建构粉末并限定于该建构槽系统的该粉末载台，该铺粉装置设有一铺粉滚轮，供以将该粉末载台上的建构粉末均匀铺设于该建构平台做喷印成型；一快干加热系统，设有温感器，供以在该打印铺粉系统的该打印模块进行喷印同时进行加热，以缩减建构粉末成型时间；一打印维护装置，包括一清洁单元及一封存单元，该清洁单元该将该打印模块之该打印匣上打印头残余的液体及沾黏的粉末予以刮除清除，而该封存单元用以封存该打印头避免受污染或干化；一防尘装置，包含一防尘钣件与一伸缩防尘护套，供以阻隔粉尘与该打印铺粉系统的该传动部件接触；一连续供液装置，包含多个供液容器、多个填充容器及多个连接管路，该填充容器提供补充喷印液体给供液容器，并藉该连接管路将供液容器与该打印模块之该打印匣作连通及抽吸导引，以形成连续供液之喷印作业；以及一自动粉末回收装置，用以吸取及过滤运作时所扬起建构粉末予以回收再利用。
2.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该分段定量供粉槽系统之分段定 量滚子设有多个凹槽，每一该凹槽具有多个区段，且该多个区段的容粉量由该凹槽的中央 朝两侧递增。
3.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该分段定量供粉槽系统的该供粉 槽内设有一挡板、一第一滚轮及一第二滚轮，及底部设有一落粉开口及一落粉通道，该挡板 一侧面与该落粉开口区隔出一段落粉空间，使该供粉槽内建构粉末能经由该第一滚轮及该 第二滚轮搅动而扬起落至该落粉空间，可顺利由该落粉通道输出。
4.如权利要求3所述的立体成型机构，其特征在于，该分段定量供粉槽系统的该闭合 装置具有一板件、一弹性组件及一扣持件，该板件具有一开口及一固定件，该板件受推力作 用时，令该开口可与该落粉开口相连通使定量建构粉末输出，而该弹性组件一端连接于该 固定件，另一端连接该扣持件，于该板件不受推力时拉引该开口不与该落粉开口相连，防止微量建构粉末自该供粉槽内部外泄。
5.如权利要求3所述的立体成型机构，其特征在于，该分段定量供粉槽系统的该分段 定量滚子具有多个凹槽，用以容置该建构粉末，且于该多个凹槽其中之一相对应于该落粉 开口时，容置于该凹槽内的该建构粉末将经由该落粉开口输出。
6.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该分段定量供粉槽系统借助于该 分段定量滚子的该多个凹槽转动至与该落粉开口对应的次数来控制该建构粉末的输出量。
7.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该建构槽系统的该四周落粉区具 有至少一斜面结构，供落入的建构粉末余粉导引收集至该余粉自动集粉区。
8.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该建构槽系统的该建构成型区于 该建构平台上及该建构槽体周壁上分别设置有一透明材质制成的检视窗口，供以观看该升 降设备上是否有累积废粉，以方便维修使用者予以清理。
9.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该建构槽系统的该余粉自动集粉 区设置有一过滤网及一震动组件，供落入的建构粉末余粉做筛网过滤回收再利用。
10.如权利要求9所述的立体成型机构，其特征在于，该过滤网的网目可依建构粉末的 颗粒来调整适当筛径。
11.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该打印铺粉系统的该铺粉装置还 包含一清洁刮片，设置于该铺粉滚轮上方一侧并保持一刮粉间隙，以刮除该铺粉滚轮上的 建构粉末。
12.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该打印铺粉系统的该铺粉装置还 包含一第一板件及一第二板件，该第一板件及该第二板件别分别具有一第一开口及一第二 开口，该第一开口与该第二开口相连通，使建构粉末得以落入限定于该建构槽系统的该粉 末载台中，供该铺粉滚轮将该粉末载台上的建构粉末均勻铺设于该建构平台做喷印成型。
13.如权利要求12所述的立体成型机构，其特征在于，该第一板件设有一挡部及一弹 性组件，该挡部受该弹性组件扣持，于铺粉作业时控制该第一开口位移与该第二开口不连 通，以避免建构粉末飞扬污染工作环境。
14.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该快干加热系统的该温感器具有 一感温组件与一热源产生组件作用，以对建构粉末产生辐射热源。
15.如权利要求1所述的立体成型机构，其中该快干加热系统更包含有一防护隔板，设 置于该铺粉装置两侧。
16.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该打印维护装置的该清洁单元具 有一座体、至少一组刮板、多个喷水组件及一废液回收区，该喷水组件设置于该刮板的一侧 边或底部，喷出清洁剂对该刮板做清洁，该废液回收区设置于该座体中，可将喷洗废液收集 排出。
17.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该打印维护装置的该封存单元包 含一基座、一滑座及一密封部件，该密封部件用来包覆密封该打印匣的该打印头。
18.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，该自动粉末回收装置包含一壳体，借助于一管线与该建构槽系统相连通；一吸风装置，设置于该壳体上并与该壳体相连通，用以将该建构槽系统内扬起的该建 构粉末吸入该壳体中；一粉末过滤单元，包括有可抽拆的一底盘及至少一集尘袋，设置于该壳体内，用以阻隔 吸入的该建构粉末；以及一回收构件，设置于该壳体内及该粉末过滤单元的下方，用以回收该粉末过滤单元的 该集尘袋所阻隔的该建构粉末。
19.如权利要求1所述的立体成型机构，其特征在于，还包含一打印质量检测组件，用 以判断该打印匣的该打印头是否有阻塞的现象。
20.如权利要求19所述的立体成型机构，其特征在于，该打印质量检测组件为一毛玻^^ ο
专利摘要本实用新型为一种立体成型机构，包含有一分段定量供粉槽系统、一建构槽系统、一打印铺粉系统、一快干加热系统、一打印维护装置、一防尘装置、一连续供液装置、一自动粉末过滤回收装置及一打印质量检测装置。
文档编号B05C11/11GK201685457SQ20102022120
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者奚国元, 董雅清 申请人:研能科技股份有限公司