自动化3d成型的操作系统的制作方法
【专利摘要】本发明是关于一种自动化3D成型的操作系统，包含建构平台，设有建构腔室，建构腔室中具有建构材料；升降机构，可将该建构腔室推送上升或下降；建构位移平台；喷印模块，喷印模块上组配多个喷墨头结构，可喷印至建构腔室上的建构材料以完成3D实体模型；自动化操作系统，包括自动输送装置，自动输送装置架构于建构腔室底部的升降机构的两侧，供承载输送建构腔室进入升降机构上方，以进行3D实体模型的成型作业。
【专利说明】
自动化3D成型的操作系统
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种操作系统，尤指一种自动化3D成型的操作系统。
【【背景技术】】
[0002]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粘度胶合剂，使胶合剂与粉末沾粘并固化，一直重复上述制程层层堆砌即可完成3D的实体模型。
[0003]已知通常以一般扫描往复喷印技术所采用的打印模块I应用于RP技术上。举例来说，其如图1所示，该一般扫描往复喷印技术所采用的打印模块I设置于一主机体(未图式)，以进行喷印作业。该打印模块I包括喷印平台10、承载座12及至少一喷墨头结构11，该喷印平台10包括架体101以及跨设于该架体101的传动轴102，承载座12穿设于该传动轴102上，且该至少一喷墨头结构11对应设置于该承载座12上，故该承载座12及设置于其上的该至少一喷墨头结构11可相对于该喷印平台10的该传动轴102以进行X轴方向的往复式作动。
[0004]当该打印模块I进行RP技术的喷印作业时，透过该喷印平台10带着该承载座12及设置于其上的该至少一喷墨头结构11进行一 X轴方向的往复式作动，并再透过该喷墨头结构11在该承载座12上可沿该传动轴102以进行左右移动的Y轴方向的往复式作动，如此透过X轴及Y轴方向交互进行的往复式作动，可将该喷墨头结构11所容置的高粘度胶合剂喷涂在建构载具(未图示)所铺设的建构材料(未图示)上，并一直重复上述制程以实施层层堆砌的作业，进而可完成3D对象的实体模型(未图标)。
[0005]上述已知一般扫描往复喷印技术所采用打印模块I的喷印技术应用于RP技术上来生产3D的实体模型，然由前述的说明即可获知，此方式在成型速度上仍需要以多轴(即X轴、Y轴)相互位移到建构载具所铺设建构材料上以实施喷印作业，即使每分钟可打印2?4层，但在成型较大尺寸的对象时，此不停相互交错的位移时间，则需耗费数个钟头、甚至于更久时间才能成型完成。
[0006]此外，上述已知一般扫描往复喷印技术所采用打印模块I的喷印技术应用于RP技术上来生产3D的实体模型，该RP技术实施装置上，往往建构腔室的体积尺寸大小会考虑到打印模块I的喷墨头结构11所能扫描往复的最佳精度行程，因此欲要成型3D的实体模型的建构腔室体积大小也会受到限制。
[0007]是以，就目前快速成型装置产业而言，其所面临的技术瓶颈即为成型速度问题，要如何去改善该多个问题，是目前产业上急需去解决的主要课题。
[0008]因此在此产业上RP技术发展出一种页宽喷印的快速成型装置，俾解决已知采用一般扫描往复喷印技术以进行快速成型作业时会导致的成型速度慢及3D的实体模型体积大小受到限制的问题，以及采用适当尺寸需求的页宽喷印模块来配置获得大体积尺寸的建构腔室设计来完成实施较大尺寸的3D实体模型的成型。
[0009]然，目前快速成型装置配置大体积尺寸的建构腔室设计来完成实施较大尺寸的3D实体模型的成型，但成型完的3D实体模型要如何在大体积尺寸的建构腔室中取出，也是目前产业上急需去解决的另一个主要课题。
[0010]有鉴于此，如何发展一种成型速度快且作业简便的成型装置，实为目前迫切需要解决的问题。
【
【发明内容】
】
[0011]本发明的主要目的在于提供一种自动化3D成型的操作系统，俾解决已知在大体积尺寸的建构腔室中取出3D实体模型受到作业限制的问题，采用自动循环输送建构腔室的自动化操作系统，来完成成型速度快且自动快速取成型物循环作业的快速成型装置。
[0012]为达上述目的，本发明的一较广义实施态样为一种自动化3D成型的操作系统，包含:一建构平台，设有一建构腔室，建构腔室中具有建构材料；一升降机构，可将该建构腔室推送上升或下降；一建构位移平台；一喷印模块，该喷印模块上组配该多个喷墨头结构，可喷印至建构腔室上建构材料以完成3D实体模型；一自动化操作系统，该系统主要包括一自动输送装置，该自动输送装置架构该建构腔室底部的该升降机构的两侧，供承载输送该建构腔室进入该升降机构上方，以进行3D实体模型成型作业。
【【附图说明】】
[0013]图1是为已知喷印模块的结构示意图。
[0014]图2A是为本发明较佳实施例的自动化3D成型的操作系统的结构示意图。
[0015]图2B是为本发明较佳实施例的自动化3D成型的操作系统的俯视图。
[0016]图2C是为本发明较佳实施例的自动化3D成型的操作系统的剖面图。
[0017]图3是为本发明较佳实施例的的页宽喷印模块及建构腔室的相对位置的上视示意图。
[0018]图4是为本发明较佳实施例的自动化3D成型的操作系统进行自动输送的示意图。
[0019]图5是为本发明较佳实施例的自动化3D成型的操作系统与各工作站间的连接关系示意图。
【主要附图标记说明】
[0020]1:打印模块
[0021]10、202:喷印平台
[0022]102:传动轴
[0023]11,201:喷墨头结构
[0024]12:承载座
[0025]2:快速成型装置
[0026]20:喷印模块
[0027]21:建构位移平台
[0028]211:铺料推送组件
[0029]212:驱动位移机构
[0030]22:建构平台
[0031]221:供料容器
[0032]222:建构腔室
[0033]224:升降机构
[0034]23:自动化操作系统
[0035]231:自动输送装置
[0036]2311:轨道
[0037]3:粉末清理回收站
[0038]4:结构强度后处理站
[0039]5:外型色彩后处理站
[0040]X:X 轴
[0041]S:建构腔室的宽度
[0042]W:打印宽度
[0043]Y:Y 轴
[0044]Z:Ζ 轴
【【具体实施方式】】
[0045]体现本发明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。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上是当作说明之用，而非用于限制本发明。
[0046]如图2Α、图2Β、图2C、图3、图4及图5所示，本发明提供一种自动化3D成型的操作系统，该快速成型装置2主要包括喷印模块20、建构位移平台21、建构平台22及自动化操作系统23等组件。
[0047]该喷印模块20架构于该建构位移平台21上，该喷印模块20可借由该建构位移平台21的带动，而位移至该建构平台22的上方。至于该建构位移平台21，主要借由一驱动位移机构212的带动，进而使其可相对于该建构平台22进行X轴方向的水平位移，以及该建构平台22中架构一供料容器221及一建构腔室222，该供料容器221用以供建构材料暂存，并可借由该建构位移平台21位移至该供料容器221时，透过该供料容器221下方设置的升降机构(未图示)推送一定需求量的建构材料至最上层，并与该建构平台22保持一水平推移堆积量，再由架构于该建构位移平台21上的一铺料推送组件211将该供料容器221最上层的建构材料推送滚压至邻接的该建构腔室222中，其后再由该喷印模块20于建构材料上进行喷印作业，以层层堆砌出一立体对象。
[0048]当然，上述喷印模块20可为一般扫描往复喷印技术所采用的打印模块。或是相对于一般扫描往复喷印技术无需要扫描往复运动来实施喷印的页宽喷印模块。如图4所示，该喷印模块20包括至少一喷印平台202及多个喷墨头结构201，且该喷印平台202上组配该多个喷墨头结构201以形成至少一页宽喷印单元，再如图3所示，该页宽喷印单元形成一打印宽度W横跨大于或等于建构腔室222的宽度S，相对喷印模块20 —次喷印可完全涵盖建构腔室222的宽度S，无需如一般扫描往复实施喷印节省许多喷印时间。
[0049]由上述所知，本发明实施例为提供一种页宽打印模块20，相对可以实施较大尺寸的3D实体模型的成型，其建构腔室222不会受到已知打印模块I的喷墨头结构11所能扫描往复的最佳精度行程的影响，可以设计到无限大。当然，提供一种建构腔室222的体积不可能无限大，本发明就以最佳建构腔室222体积尺寸来搭配适当尺寸需求的页宽喷印模块20设计，以完成可成型实施大型尺寸的3D实体模型的快速成型装置2。
[0050]而本发明快速成型装置2配置大体积尺寸的建构腔室222设计来完成实施较大尺寸的3D实体模型的成型，但成型完的3D实体模型要如何在大体积尺寸的建构腔室222中取出，乃利用一种自动化操作系统23来完成，以下就本发明自动化操作系统23最佳实施例来说明:
[0051]请同时参阅图2A及图4，本发明快速成型装置2主要在该建构平台22中所架构该建构腔室222底部推送上升或下降的升降机构224中横架一自动化操作系统23，该自动化操作系统23可将成型完的3D实体模型承载于该建构腔室222中输送至下一个工作站去进行粉末清理回收处理、结构强度后处理作业以及外型色彩后处理作业等工作，并将空的建构腔室222输送至升降机构224上方，继续以快速成型装置2进行下一个3D实体模型的成型作业，达成一种成型速度快且可自动快速取成型物循环作业的成型装置。
[0052]上述自动化操作系统23主要包括一自动输送装置231，可横架于快速成型装置2两侧，可进一步连接粉末清理回收处理站3、结构强度后处理站4以及连接外型色彩后处理站5等等(如图5所示)，最后再连接至快速成型装置2上以进行循环输送作业。如此，将成型完成的3D实体模型承载于该建构腔室222中输送至下一个工作站去进行粉末清理回收处理作业、结构强度后处理作业以及外型色彩后处理作业等工作，并将无承载建构材料的建构腔室222输送至升降机构224上方，继续以快速成型装置2进行下一个3D实体模型的成型作业，达成一种成型速度快且自动快速取成型物循环作业的成型装置。
[0053]如图4所示，该自动输送装置231在本实施例上为包括有一输送轨道2311，但不限于此，当然也可以其它输送带方式等等。该输送轨道2311架构于该建构腔室222底部推送上升或下降的升降机构224的两侧，且该自动输送装置231也包括有一检测定位输送机构(未图示)，可控制该建构腔室222承载于该输送轨道2311上检测定点定位而停止，以后续受控制进入工作站上进行承载3D实体模型成型作业、粉末清理回收处理、结构强度后处理作业以及外型色彩后处理作业等工作。
[0054]又以图4为例，该建构腔室222承载于该快速成型装置2的左侧输送轨道2311上，受检测定位输送机构(未图示)检测定点定位而停止，进而受控制进入承载于升降机构224上，如此升降机构224将该建构腔室222推送上升或下降去承载完成3D实体模型成型作业；再者，该完成3D实体模型成型作业的建构腔室222也可以利用升降机构224推送下降至该输送轨道2311同一水平位置上，再受到检测定位输送机构(未图示)控制推送至该快速成型装置2的右侧输送轨道2311上继续输送至下一个工作站进行后续处理作业。
[0055]以图4及图5所示为例，该完成3D实体模型成型作业的建构腔室222承载于该输送轨道2311上，同样受到检测定位输送机构(未图示)控制推送至粉末清理回收站3上进行处理作业，或者至结构强度后处理站4上进行处理作业，或者至外型色彩后处理站5上进行处理作业，而处理完成空的建构腔室222也可以利用该输送轨道2311输送至该快速成型装置2的升降机构224上方，以继续将该建构腔室222推送上升或下降去承载完成3D实体模型成型作业，如此作业方式可达成自动快速取成型物循环作业的快速成型装置。
[0056]综上所述，本发明提供一种自动化3D成型的操作系统，俾解决已知在大体积尺寸的建构腔室中取出3D实体模型受到作业限制的问题，采用自动循环输送建构腔室的自动化操作系统，来完成成型速度快且自动快速取成型物循环作业。
[0057]本发明得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
【主权项】
1.一种自动化3D成型的操作系统，包含: 一建构平台，设有一建构腔室，该建构腔室中具有一建构材料； 一升降机构，可将该建构腔室推送上升或下降； 一建构位移平台； 一喷印模块，该喷印模块上组配多个喷墨头结构，可喷印至该建构腔室上的该建构材料以完成一 3D实体模型； 一自动化操作系统，包括一自动输送装置，该自动输送装置架构于该建构腔室底部的该升降机构的两侧，供承载输送该建构腔室进入该升降机构上方，以进行3D实体模型成型作业。2.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该建构位移平台架构于该建构平台上，以进行相对位移，并将该建构材料推送至该建构腔室内。3.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该喷印模块架构于该建构位移平台上，并连动于该建构位移平台进行往复位移。4.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该喷印模块包括至少一喷印平台及该多个喷墨头结构，且该喷印平台上组配该多个喷墨头结构以形成至少一页宽喷印单元。5.如权利要求4所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，每一该页宽喷印单元形成一打印宽度横跨大于或等于该建构腔室的宽度。6.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该自动化操作系统的该自动输送装置为一输送轨道。7.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该自动化操作系统更进一步包括一检测定位输送机构，而该检测定位输送机构可控制及推送该建构腔室，以使其承载于该输送轨道上检测定点定位而停止，并进入该升降机构上方，以进行3D实体模型成型作业。8.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该自动化操作系统更进一步包括一粉末清理回收处理站，使该自动输送装置可承载输送该建构腔室至该粉末清理回收处理站后，将该建构腔室中3D实体模型与剩余建构材料分离并回收该建构材料。9.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该自动化操作系统更进一步包括一结构强度后处理站，使该自动输送装置可承载输送该3D实体模型至该结构强度后处理站，使该3D实体模型可进行结构强度后处理。10.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该自动化操作系统更进一步包括一外型色彩后处理站，使该自动输送装置可承载输送该3D实体模型至该外型色彩后处理站，使该3D实体模型可进行外型色彩后处理。11.如权利要求1所述的自动化3D成型的操作系统，其特征在于，该自动化操作系统的自动输送装置供承载输送该建构腔室，离开该喷印模块处后，将该建构腔室中的该3D实体模型与剩余的该建构材料分离并回收该建构材料，该建构腔室再借由该自动输送装置循环运回至该喷印模块处，该建构腔室接受喷印以完成新的3D实体模型，达成自动化3D成型作业。
【文档编号】B29C67/00GK106032062SQ201510114492
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月16日
【发明人】莫皓然, 韩永隆, 黄启峰
【申请人】研能科技股份有限公司