立体打印机的制作方法

本发明涉及一种打印机，特别是一种立体打印机。

背景技术：

3d打印(3dprinting)为快速成形技术的一种，其运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体，即“积层制造”。目前，玩具组件、机械零件或人体骨件，皆可使用3d打印快速制成，使3d打印逐渐成为大众普及的技术。

另外，3d打印成品的颜色多为粉末状金属或塑料等可粘合材料本身的颜色，若需要3d打印成品的颜色多样缤纷，则必须使用彩色打印喷头对3d打印成品进行着色，才能达到3d打印成品的颜色多彩的结果。

然而，传统彩色打印喷头具有以下缺点，因3d打印成品采积层方式制造，所以彩色打印喷头仅对3d打印成品的外周缘着色即可，但传统彩色打印喷头的喷口过大与喷射角度过广，将导致颜料着色至3d打印成品的其他区域，造成3d打印成品产生有颜色不准确或不均匀的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种立体打印机，其利用立体打印机同时具有立体物件沉积成型及立体物件着色的功能，且筛孔的面积小于着色喷头的喷口的面积，使着色喷头模块更容易及方便对立体物件上色。

为了实现上述目的，本发明提供了一种立体打印机，适于成形一立体物件，该立体打印机包括：一机台，具有一承载面；一立体打印模块，安装于该机台上方，依据一立体模型信息成形所述立体物件于该承载面上；以及一着色喷头模块，安装于该机台上方，用以依据该立体模型信息于所述立体物件的表面着色，该着色喷头模块包含至少一着色喷头及至少一筛孔件，该着色喷头具有至少一喷口，该筛孔件具有至少一筛孔，该筛孔对应该喷口配置，且该筛孔的面积小于该喷口的面积。

基于上述，因筛孔对应喷口配置，筛孔的面积小于喷口的面积，所以筛孔能缩小喷口的着色区域及角度，使着色喷头更容易及方便对各层立体物件的外侧面上色。

基于上述，立体打印模块包含移动组件及立体打印喷头，立体打印喷头固定在移动组件，以令立体打印喷头与着色喷头共同固定在移动组件并跟随移动组件移动，使本发明立体打印机更能快速对立体物件进行沉积及着色。

基于上述，筛孔件具有调整结构，筛孔件能透过调整结构调整对应喷口配置的筛孔的尺寸大小，进而能调整喷口的着色区域及角度，以达到立体打印机具有喷涂精确的优点。

基于上述，本发明立体打印机还包括遮盖结构，遮盖结构能够部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多个筛孔，以限制喷口的颜色或数量而达到色彩设计需求。

本发明的技术效果在于：

本发明的立体打印机同时具有立体物件沉积成型及立体物件着色的功能，且筛孔的面积小于着色喷头的喷口的面积，使着色喷头模块更容易及方便对立体物件上色。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明立体打印机第一实施例的组合示意图；

图2为本发明立体打印模块第一实施例的立体示意图；

图3为本发明着色喷头模块第一实施例的剖面示意图；

图4为本发明着色喷头模块第一实施例的使用状态示意图；

图5为本发明着色喷头模块第二实施例的剖面示意图；

图6为本发明立体打印机第三实施例的组合示意图；

图7为本发明立体打印模块第四实施例的立体示意图；

图8为本发明着色喷头模块第四实施例的使用状态示意图；

图9为本发明着色喷头模块第五实施例的立体示意图；

图10为本发明着色喷头模块第六实施例的使用状态示意图；

图11为本发明着色喷头模块第七实施例的使用状态示意图；

图12为本发明着色喷头模块第八实施例的使用状态示意图；

图13为本发明着色喷头模块第九实施例的使用状态示意图；

图14为本发明着色喷头模块第九实施例的另一使用状态示意图；

图15为本发明着色喷头模块第十实施例的使用状态示意图；

图16为本发明着色喷头模块第十实施例的另一使用状态示意图。

其中，附图标记

10立体打印机

1机台

11承载面

2立体打印模块

21移动组件

211第一杆件

212第二杆件

213喷头载座

214第一孔

215第二孔

22立体打印喷头

3着色喷头模块

31着色喷头

311喷口

32筛孔件

321筛孔

322调整结构

323、323’活动组件

3231、3231’支架

3232、3232’滑轨

3233齿轨

3234驱动齿轮

3235、3235’移动板

3236透空孔

3237梯形长孔

324缩孔组件

3241旋叶门

3242齿轨

3243驱动齿轮

325支架

33致动机构

4处理器

5料槽

6光源组件

7遮盖结构

71活动盖门

711滑轨

712齿轨

72驱动齿轮

100立体物件

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参考图1所示，本发明提供一种立体打印机的第一实施例，此立体打印机10主要包括一机台1、一立体打印模块2及一着色喷头模块3。

如图1所示，机台1具有一承载面11，本实施例的立体打印机10为fff(fusedfilamentfabrication)立体打印机，但立体打印机10可视实际情况为sla(stereolithographyapparatus)、sls(selectivelasersintering)、lom(laminatedobjectmanufacturing)、3dp(threedimensionalprinting)等立体打印机，不以本实施例为限制。

如图1至图4所示，立体打印模块2安装于机台1上方，且依据一立体模型信息成形立体物件100于承载面11上，此立体打印模块2包含一移动组件21及一立体打印喷头22，移动组件21安装于机台1，立体打印喷头22固定在移动组件21并跟随移动组件1移动。

详细说明如下，移动组件21包含一第一杆件211、一第二轴件212及一喷头载座213，喷头载座213设有相互垂直配置的一第一孔214及一第二孔215，第一杆件211与第一孔214相互穿接滑动，第二轴件212与第二孔215穿接滑动，立体打印喷头22固定在喷头载座213并跟随喷头载座213移动。

其中，第一杆件211为x轴杆、y轴杆其中之一，第二轴件212则为x轴杆、y轴杆其中的另一，且第一孔214及第二孔215分别为相对应的轴孔，喷头载座213能通过皮带而相对于第一杆件211与第二轴件212滑动；另外，第一杆件211为x螺杆、y螺杆其中之一，第二轴件212则为x螺杆、y螺杆其中的另一，且第一孔214及第二孔215分别为相对应的螺孔，喷头载座213能通过螺杆与螺孔的螺接传动而相对于第一杆件211与第二轴件212滑动。

如图1至图4所示，着色喷头模块3安装于机台1上方，且用以依据上述立体模型信息于立体物件100的表面着色，着色喷头模块3包含一或多个着色喷头31及一或多个筛孔件32。其中，本实施例的着色喷头31及筛孔件32的数量为一，但不以此为限制。

着色喷头31具有一或多个喷口311，筛孔件32具有一或多个筛孔321。其中，本实施例的在同一着色喷头31上的喷口311的数量为一，在同一筛孔件32上的筛孔321的数量为一，但不以此为限制，且喷口311可为喷出单一颜色或彩色的喷口。

另外，筛孔321对应喷口311配置，且筛孔321的面积小于喷口311的面积。其中，筛孔321的长度小于喷口311的长度，筛孔321的宽度小于喷口311的宽度，且筛孔321的长度及宽度可为手动或电动调整，依需要将筛孔调整为更小的面积，使打印目标的着色位置更被精确着色。进一步说明如下，着色喷头31固定且被承载在移动组件21上并跟随移动组件21移动，即着色喷头31固定在喷头载座213并跟随喷头载座213移动，且筛孔件32固定于着色喷头31上且罩盖于着色喷头31。

如图1所示，本发明立体打印机10更包括一处理器4，处理器4分别与立体打印模块2及着色喷头模块3电性连接，处理器4用于接收上述立体模型信息，从而计算出着色喷头31的彩色打印路径。

如图1至图4所示，本发明立体打印机10的组合，其利用机台1具有承载面11；立体打印模块2安装于机台1上方，依据一立体模型信息成形立体物件100于承载面11上；着色喷头模块3安装于机台1上方，用以依据上述立体模型信息于立体物件100的表面着色，着色喷头模块3包含着色喷头31及筛孔件32，着色喷头31具有喷口311，筛孔件32具有筛孔321，筛孔321对应喷口311配置，且筛孔321的面积小于喷口311的面积。借此，立体打印机10同时具有立体物件100沉积成型及立体物件100着色的功能，且筛孔321的面积小于着色喷头31的喷口311的面积，使着色喷头31更容易及精确对立体物件100上色。

如图4所示，为本发明立体打印机10的使用状态，首先利用立体打印模块2先成型出层层沉积的立体物件100，再利用着色喷头31对各层立体物件100的外侧面着色。

然而，上述喷口311尺寸的着色区域及角度较大，但因各层立体物件100的厚度仅约0.1mm至0.4mm之间，所以各层立体物件100需要着色的区域及角度较小，因此筛孔321对应喷口311配置，且筛孔321的长度及宽度(面积)小于喷口311的长度及宽度(面积)，所以筛孔321能缩小喷口311的着色区域，使着色喷头31更容易及精确对各层立体物件100的外侧面上色。

另外，处理器4(参照如图1所示)能接收上述立体模型信息，从而计算出着色喷头31的彩色打印路径，使立体打印模块2先沉积各层立体物件100，移动组件21再带动着色喷头31对各层立体物件100进行着色。

另外，立体打印喷头22与着色喷头31共同固定在移动组件21并跟随移动组件21移动，使本发明立体打印机10更能快速对立体物件100进行沉积及着色。

请参考图5所示，为本发明着色喷头模块3第二实施例，第二实施例与第一实施例大致相同，但第二实施例与第一实施例不同之处在于筛孔件32固定于喷头载座213上且罩盖于着色喷头31。借此，以达成相同于第一实施例的功能及功效。

请参考图6所示，为本发明立体打印机10第三实施例，第三实施例与第一实施例大致相同，但第三实施例与第一实施例不同之处在于立体打印机10为sla(stereolithographyapparatus)立体打印机。

详细说明如下，立体打印机10为sla(stereolithographyapparatus)立体打印机，所以机台1具有料槽5及光源组件6，且着色喷头模块3还包含一致动机构33，致动机构33安装于机台1，着色喷头31固定在致动机构33并跟随致动机构33移动。借此，sla(stereolithographyapparatus)立体打印机先成型出层层沉积的立体物件100，着色喷头31与筛孔件32再通过致动机构33对各层立体物件100的外侧面着色，以达成相同于第一实施例的功能及功效。

另外，本实施例的致动机构33为机械手臂，但致动机构33可视实际情况予以调整，不以本实施例为限制。

此外，本实施例的立体打印机10为sla(stereolithographyapparatus)立体打印机，但立体打印机10可视实际情况为fff(fusedfilamentfabrication)、sls(selectivelasersintering)、lom(laminatedobjectmanufacturing)、3dp(threedimensionalprinting)等立体打印机，不以本实施例为限制。

请参考图7至图8所示，为本发明立体打印机10第四实施例，第四实施例与第一实施例大致相同，但第四实施例与第一实施例不同之处在于同一着色喷头31上的喷口311的数量为多个，在同一筛孔件32上的筛孔321的数量为多个。

进一步说明如下，本实施例的着色喷头31上的多个喷口311为多个可喷出单一颜色的喷口，各筛孔321分别对应各喷口311配置，以达成相同于第一实施例的功能及功效。

请参考图9所示，为本发明立体打印机10第五实施例，第五实施例与第一实施例大致相同，但第五实施例与第一实施例不同之处在于筛孔件32具有一调整结构322，调整结构322用于调整对应喷口311配置的筛孔321的尺寸大小。

详细说明如下，在同一筛孔件32上的筛孔321的数量为多个，多个筛孔321的尺寸大小彼此相异，调整结构322为连接在着色喷头31及筛孔件32之间的一活动组件323，活动组件323能够带动筛孔件32相对于着色喷头31滑移，从而自多个筛孔321中择一对应喷口311配置。

另外，活动组件323包含一支架3231及一滑轨3232，支架3231自着色喷头31延伸成型，滑轨3232与形成在筛孔件32上，支架3231滑移于滑轨3232，进而带动筛孔件32相对喷口311移动，从而自多个尺寸相异的筛孔321中择一需要的尺寸对应喷口311配置。

借此，因喷口311的着色区域及角度较大且尺寸固定，但待着色立体物件的着色位置在角端及边缘处需要着色的区域及角度较小，待着色立体物件的着色位置在表面需要着色的区域及角度较大，所以立体物件会因着色位置不同而需要不同的着色区域及角度，故筛孔件32能通过调整结构322自多个尺寸相异的筛孔321中择一需要的尺寸对应喷口311配置，使筛孔件32能调整筛孔321的大小，进而能调整喷口311的着色区域及角度，以达到立体打印机10具有喷涂精确的优点。

请参考图10所示，为本发明立体打印机10第六实施例，第六实施例与第五实施例大致相同，但第六实施例与第五实施例不同之处在于调整结构322包含一活动组件323’及一移动板3235。

详细说明如下，移动板3235对应筛孔321配置且设有尺寸大小彼此相异的多个透空孔3236，活动组件323’连接在移动板3235及筛孔件32之间，活动组件323’与处理器4(参照如图1所示)电性连接且能够带动移动板3235相对于筛孔321滑移，从而自多个透空孔3236中择一对应筛孔321配置。

另外，活动组件323’包含一支架3231’、一滑轨3232’、一齿轨3233及一驱动齿轮3234，支架3231’自筛孔件32延伸成型，滑轨3232’与齿轨3233分别形成在移动板3235上，支架3231’滑移于滑轨3232’，驱动齿轮3234与处理器4(参照如图1所示)电性连接且与齿轨3233啮合传动，处理器4(参照如图1所示)接收到上述立体模型信息，从而计算且控制驱动齿轮3234转动，进而带动移动板3235相对筛孔321移动，从而自多个尺寸相异的透空孔3236中择一需要的尺寸对应筛孔321配置。

借此，筛孔件32能通过调整结构322自多个尺寸相异的透空孔3236中择一需要的尺寸对应筛孔321配置，使筛孔件32能调整筛孔321的大小，进而能调整喷口311(参照如图9所示)的着色区域及角度，以达到立体打印机10具有喷涂精确的优点。

请参考图11所示，为本发明立体打印机10第七实施例，第七实施例与第六实施例大致相同，但第七实施例与第六实施例不同之处在于在移动板3235’对应筛孔321配置且设有一梯形长孔3237。

进一步说明如下，活动组件323’连接在移动板3235’及筛孔件32之间，活动组件323’与处理器4(参照如图1所示)电性连接且能够带动移动板3235’相对于筛孔321滑移，从而带动梯形长孔3237相对于筛孔321滑移。

借此，在梯形长孔3211相对于筛孔321滑移的过程中，因梯形长孔3211本身形状的宽度由大至小渐缩，所以梯形长孔3211较小的宽度对应筛孔321配置能限缩喷口311(参照如图9所示)的着色区域及角度，梯形长孔3211较大的宽度对应筛孔321配置能维持喷口311(参照如图9所示)的着色区域及角度，进而调整喷口311(参照如图9所示)的着色区域及角度，以达到立体打印机10具有喷涂精确的优点。请参考图12所示，为本发明立体打印机10第八实施例，第八实施例与第五实施例大致相同，但第八实施例与第五实施例不同之处在于调整结构322为对应筛孔321配置的一缩孔组件324，缩孔组件324能够部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于筛孔321。

详细说明如下，缩孔组件324包含一旋叶门3241、一齿轨3242及一驱动齿轮3243，旋叶门3241对应筛孔321配置，齿轨3242形成在旋叶门3241上，驱动齿轮3243与处理器4(参照如图1所示)电性连接且与齿轨3242啮合传动，处理器4(参照如图1所示)接收到上述立体模型信息，从而计算且控制驱动齿轮3243转动，进而带动旋叶门3241的开口处开张或闭合，使动旋叶门3241的开口处能够部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于筛孔321。

借此，旋叶门3241开张的开口较小能限缩喷口311(参照如图9所示)及筛孔321的着色区域及角度，旋叶门3241开张的开口较大能维持喷口311(参照如图9所示)及筛孔321的着色区域及角度，进而调整喷口311(参照如图9所示)的着色区域及角度，以达到立体打印机10具有喷涂精确的优点。

请参考图13至图14所示，为本发明立体打印机10第九实施例，第九实施例与第六实施例大致相同，但第九实施例与第六实施例不同之处在于在同一着色喷头31上的喷口311的数量为多个，筛孔件32的数量为多个，各筛孔件32分别对应各喷口311配置。

进一步说明如下，各筛孔件32能通过调整结构322调整各喷口311的着色区域及角度。当待着色立体物件的着色位置在角端及边缘处时，对应喷口311配置的筛孔321尺寸会缩小，以限缩喷口311的着色区域及角度；当待着色立体物件的着色位置在表面时，对应喷口311配置的筛孔321尺寸会放大，以维持喷口311的着色区域及角度。

同理，第五、七、八实施例的同一着色喷头31上的喷口311的数量也能为多个，筛孔件32的数量也能为多个，各筛孔件32分别对应各喷口311配置。

请参考图15至图16所示，为本发明立体打印机10第十实施例，第十实施例与第四实施例大致相同，但第十实施例与第四实施例不同之处在于本发明立体打印机10还包括一遮盖结构7。

详细说明如下，在同一着色喷头31上的喷口311的数量为多个(参照如图7至图8所示)，筛孔321的数量为多个，各筛孔321分别对应各喷口311配置(参照如图7至图8所示)，遮盖结构7对应多个筛孔321配置，遮盖结构7能够部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多个筛孔321。

另外，遮盖结构7包含一或多个活动盖门71及一或多个驱动齿轮72，筛孔件32具有一支架325，活动盖门71设有一滑轨711及一齿轨712，支架325滑移于滑轨711，驱动齿轮72与处理器4(参照如图1所示)电性连接且与齿轨712啮合传动，处理器4(参照如图1所示)接收到上述立体模型信息，从而计算且控制驱动齿轮72转动，进而带动活动盖门71相对于多个筛孔321滑移，使活动盖门71能够部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多个筛孔321。

借此，活动盖门71能够部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多个筛孔321，进而能够部分遮蔽、完全遮蔽或完全裸露于多个喷口311(参照如图7至图8所示)，以限制喷口311的颜色或数量而达到色彩设计需求。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。