三维对象制造系统及其制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种三维对象制造系统及其制造方法，特别涉及一种大范围或大体积的三维对象制造系统及其制造方法。
【【背景技术】】
[0002]现有三维对象打印技术(3D Object Printing Technology)大致上可分为挤出成型(Extrus1n)、粒状物料成型(Power Based)、层压型(Adhesive)及光聚合成型(LightPolymerized)等。以光聚合成型打印技术为例,其依据计算机辅助设计与制造对象的指令，利用高能光束聚焦于液态树脂的表面以固化液态树脂(Resin Photopolymer)，接着依序地固化液态树脂以进行逐层堆栈，进而完成三维对象的成型。
[0003]然而，现有三维对象打印技术仅能制造出体积较小的对象而难以应用于制造车辆或建筑等大型对象。
【
【发明内容】
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[0004]针对上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种三维对象制造系统及其制造方法，以制造大范围或大体积的三维对象。
[0005]根据上述目的，本发明实施例提供一种三维对象制造系统，包含:第一投影单元，用以依序投射三维对象的多个第一截面形状光线，其中多个第一截面形状光线具有第一中心强度及第一边缘强度；容器，用以盛装液态材料；以及移动平台，设置于容器中以接触液态材料，容器接收第一投影单元所投射的多个第一截面形状光线，且使得移动平台沿着第一方向位移以令多个第一截面形状光线依序固化移动平台表面的液态材料，使得已固化的液态材料堆栈成三维对象。
[0006]较优选地，本发明的三维对象制造系统更可包含第二投影单元，用以依序投射三维对象的多个第二截面形状光线，且多个第二截面形状光线具有第二中心强度及第二边缘强度，其中多个第一截面形状光线的边缘与多个第二截面形状光线的边缘相互邻接或重叠。其中，若多个第一截面形状光线的边缘与多个第二截面形状光线的边缘相互邻接，则第一边缘强度及第二边缘强度相同于第一中心强度及第二中心强度；若多个第一截面形状光线的边缘与多个第二截面形状光线的边缘相互重叠，则第一边缘强度及第二边缘强度相异于第一中心强度及第二中心强度。
[0007]前述的移动平台或第一投影单元更可沿着第二方向及第三方向位移，使得多个第一截面形状光线的边缘相互邻接或重叠。其中，若多个第一截面形状光线的边缘相互邻接，则第一中心强度相同于第一边缘强度；若多个第一截面形状光线的边缘相互重叠，则第一中心强度相异于第一边缘强度。
[0008]根据上述目的，本发明实施同时还提供了一种三维对象制造方法，包含:依序投射三维对象的多个第一截面形状光线至盛装有液态材料的容器，其中多个第一截面形状光线具有第一中心强度及第一边缘强度；设置移动平台于容器中以接触液态材料；以及沿着第一方向移动移动平台，以令多个第一截面形状光线依序固化移动平台表面的液态材料，使得已固化的液态材料堆栈成三维对象。
[0009]较优选地，本发明的三维对象制造方法更包含依序投射三维对象的多个第二截面形状光线至盛装有液态材料的容器，且多个第二截面形状光线具有第二中心强度及第二边缘强度，其中多个第一截面形状光线的边缘与多个第二截面形状光线的边缘相互邻接或重叠。其中，若多个第一截面形状光线的边缘与多个第二截面形状光线的边缘相互邻接，则第一边缘强度及第二边缘强度相同于第一中心强度及第二中心强度；若多个第一截面形状光线的边缘与多个第二截面形状光线的边缘相互重叠，则第一边缘强度及第二边缘强度相异于第一中心强度及第二中心强度。
[0010]较优选地，本发明的三维对象制造方法更包含沿着第二方向及第三方向移第一投影单元动或移动平台，使得多个第一截面形状光线的边缘相互邻接或重叠。其中，若多个第一截面形状光线的边缘相互邻接，则第一中心强度相同于第一边缘强度；若多个第一截面形状光线的边缘相互重叠，则第一中心强度相异于第一边缘强度。
[0011]根据上述技术方案，本发明实施例的三维对象制造系统及其制造方法，能够制造大范围或大体积的三维对象。
[0012]另外，本发明的三维对象制造系统及其制造方法可根据调整光线的边缘及中心强度以控制三维对象于拼接处的液态材料的固化状态，进而均匀化三维对象的各处的固化状
ο
[0013]再者，本发明的三维对象制造系统及其制造方法可利用多个投影单元同时投射光线以对液态材料进行大范围的固化，或可利用单一投影单元藉由平面移动以依序对液态材料进行大范围的固化。
【【附图说明】】
[0014]图1为本发明的三维对象制造系统的第一实施例示意图。
[0015]图2为本发明的三维对象制造系统的第一截面形状光线的边缘与第二截面形状光线的边缘相互重叠的示意图。
[0016]图3为本发明的三维对象制造系统的第一截面形状光线的边缘与第二截面形状光线的边缘相互邻接的第一示意图。
[0017]图4为本发明的三维对象制造系统的第一截面形状光线的边缘与第二截面形状光线的边缘相互邻接的第二示意图。
[0018]图5为本发明的三维对象制造系统的第二实施例示意图。
[0019]图6为本发明的三维对象制造方法的第一实施例制造流程图。
[0020]图7为本发明的三维对象制造方法的第二实施例制造流程图。
[0021]【附图标记说明】
[0022]10、10’:第一投影单元
[0023]11、11’、111、112:第一截面形状光线
[0024]12、12’、121、122:第一中心位置
[0025]13、13’、131、132:第一边缘位置
[0026]20:第二投影单元
[0027]21、211、212:第二截面形状光线
[0028]22、221、222:第二中心位置
[0029]23、231、232:第二边缘位置
[0030]30:容器
[0031]40:液态材料
[0032]50:移动平台
[0033]60:三维物件
[0034]S100 ?S120:步骤
[0035]S200 ?S220:步骤
【【具体实施方式】】
[0036]以下将参照相关图式，说明依本发明的三维对象制造系统及其制造方法的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。
[0037]此外，下文所述的第一方向、第二方向及第三方向分别以z方向、y方向及X方向作举例，但是本发明不限于此。
[0038]请参阅图1，图1为本发明的三维对象制造系统的第一实施例示意图。本发明的三维对象制造系统的第一实施例至少包含第一投影单元10、第二投影单元20、容器30及移动平台50。第一实施例中以两个投影单元作举例，但是本发明的投影单元的数量不限于此，也可使用两个以上的投影单元进行大范围的投影及拼接。
[0039]第一投影单元10及第二投影单元20分别用以依序投射三维对象的多个第一截面形状光线11及多个第二截面形状光线21。其中，多个第一截面形状光线11的第一中心位置12及第一边缘位置13分别具有第一中心强度及第一边缘强度；多个第二截面形状光线21的第二中心位置22及第二边缘位置23分别具有第二中心强度及第二边缘强度。且其中第一投影单元10及第二投影单元20可例如为投射紫外光(UV Light)或可见光的数字光处理(Digital Light Processing,DLP)投影单兀或娃基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)投影单元等，但是本发明不限于此，其它任何类型的投影单元，如液晶显示(LiquidCrystal Display, LCD)投影单元或雷射扫描(Laser Scanning)投影单元等，皆应属本发明所请求保护的范围。
[0040]容器30用以盛装液态材料40。其中，液态材料40可例如为光硬化树脂、光敏聚合物(Photopolymer)或液态树脂(Resin Photopolymer)等。
[0041]移动平台50设置于容器30中以接触液态材料40，容器30接收第一投影单元10及第二投影单元20所投射的多个第一截面形状光线11及多个第二截面形状光线21，以令多个第一截面形状光线11及多个第二截面形状光线21固化移动平台50表面的液态材料40。
[0042]接着，令移动平台50沿着第一方向(如-z方向)位移，使得已固化的液态材料40表面重新覆盖未固化的液态材料40，并且令多个第一截面形状光线11及多个第二截面形状光线21接着对已固化的液态材料40表面的未固化的液态材料40进行固化，以依序固化液态材料40，使得已固化的液态材料40堆栈成三维对象60。
[0043]其中，多个第一截面形状光线11的第一边缘位置13与多个第二截面形状光线21的第二边缘位置23可例如相互邻接或重叠。但是，第一中心位置12、第一边缘位置13、第二中心位置22及第二边缘位置23的位置或范围不限于第一实施例的绘示，且所属技术领域的技术人员可依据实际需求而调整其位置或范围。
[0044]请参阅图1及图2，图2为本发明的三维对象制造系统的第一截面形状光线的边缘与第二截面形状光线的边缘相互重叠的示意图。
[0045]以多个第一截面形状光线11的第一边缘位置13与多个第二截面形状光线21的第二边缘位置23相互重叠为例，第一边缘位置13的第一边缘强度及第二边缘位置23的第二边缘强度相异于第一中心位置12的第一中心强度及第二中心位置22的第二中心强度。较佳地，第一边缘位置13的第一边缘强度与第二边缘位置23的第二边缘强度的总和，可例如等于第一中心位置12的第一中心强度及第二中心位置22的第二中心强度。
[0046]举例来说，第一边缘位置13的第一边缘强度可例如为第一中心位置12的第一中心强度的50%，且第二边缘位置23的第二边缘强度同样可例如为第一中心位置12的第一中心强度的50%。但是本发明不限于此，第一边缘强度及第二边缘强度与第一