立体结构与立体打印方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明是有关于一种立体结构，且特别是有关于一种立体结构与立体打印方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着科技的日益发展，许多利用逐层建构模型等加成式制造技术(additive manufacturing technology)来建造物理三维(three dimens1nal,简称3D)模型的不同方法已纷纷被提出。一般而言，加成式制造技术是将利用计算机辅助设计(computer aided design,简称CAD)等软件所建构的3D模型的设计数据转换为连续堆叠的多个薄(准二维)横截面层。于此同时，许多可以形成多个薄横截面层的技术手段也逐渐被提出。举例来说，打印装置的打印模块通常可依据3D模型的设计数据所建构的空间坐标XYZ在基座的上方沿着XY平面移动，从而使建构材料形成正确的横截面层形状。所沉积的建构材料可随后自然硬化，或者通过加热或光源的照射而被固化，从而形成所要的横截面层。因此，通过打印模块沿着轴向Z逐层移动，即可使多个横截面层沿Z轴逐渐堆叠，进而使建构材料在逐层固化的状态下形成立体结构。
[0003]以通过光源固化建构材料而形成立体结构的技术为例，打印模块适于浸入盛装在盛槽中的液态成型材中，而光源模块在XY平面上照射液态成型材，以使液态成型材被固化，并堆叠在打印模块的移动平台上。如此，通过打印模块的移动平台沿着轴向Z逐层移动，即可使液态成型材逐层固化并堆叠成立体结构。但是，对成型后的立体结构而言，为了节省成型材的使用量，因此会将立体结构设计成具有多个空心部的结构特征，以藉此降低制造成本。但是，此举相对地也容易在成型过程中因空心部会被外壳封闭后而造成液态成型材残留在空心部的情形，其中残留的液态成型材容易因此影响立体结构的结构性与安定性。据此，如何在立体打印的成型过程中，同时兼具节省材料且避免仍有液态成型材残留于立体结构内，便成为相关技术人员所应思考并对应解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种立体结构与立体打印方法，用以让液态成型材能在立体结构成型之后顺利地从其内部被排出。
[0005]本发明的立体结构，包括外壳与多个填充件。外壳具有第一开口。填充件配置且支撑于外壳的内部。填充件将外壳的内部定义出多个空心部，第一开口连通其中一空心部与外部环境，而位于相邻空心部之间的填充件具有至少一第二开口以连通相邻的空心部。
[0006]本发明的立体打印方法，用以在平台上形成立体结构。立体打印方法包括:建构立体结构的外壳模型；在外壳的内部空间中定义出多个空心部，且以其中一个空心部为中心而使其余空心部在径向上多层地环绕位于中心的空心部；在平台上逐层堆叠成型材而成型出立体结构的外壳与多个填充件，其中外壳封闭部分空心部。填充件是位于外壳的内部空间中未定义空心部的部分；以及，连通任意相邻的两个空心部。
[0007]在本发明的一实施例中，所述立体结构为立体印刷(Stereolithography,简称SLA)立体结构，其中外壳与填充件是以成型材沿一方向逐层地堆叠而成型于平台上。各空心部呈柱状且沿所述方向延伸，而所述方向为平台的法线方向。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的至少一第二开口连通于空心部沿所述方向的至少一端。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的第一开口位于外壳连接于平台的一侧。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的空心部呈蜂巢状排列。
[0011 ] 在本发明的一实施例中，上述的空心部的截面尺寸相同。
[0012]在本发明的一实施例中，与上述第一开口连通的空心部是所述空心部中具有最大空间者。
[0013]在本发明的一实施例中，在上述相邻的两个空心部中，其中一空心部相对于平台的距离不等于另一空心部相对于平台的距离。
[0014]在本发明的一实施例中，上述的空心部分别沿平台的法线方向延伸而形成柱状蜂巢结构。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的空心部分别沿平台的法线方向延伸而形成四方柱状结构。
[0016]在本发明的一实施例中，以上述平台的法线方向为中心的径向上，空心部标识为数列{An}的多层状配置，其中η为正整数且以作为中心的空心部为4。立体打印方法还包括:在外壳上形成至少一第一开口，且第一开口连通空心部的至少其中之一与外部环境；以及，判断相邻两层的空心部相对于平台的高度，而在相邻两层的空心部之间的填充件上形成至少一第二开口，以使第二开口连通于相邻两层的空心部之间。
[0017]在本发明的一实施例中，上述的第一开口连通空心部(AD与外部环境。
[0018]在本发明的一实施例中，上述的至少一第一开口连通非空心部(AJ的其余空心部的至少其中之一与外部环境。
[0019]在本发明的一实施例中，所述立体打印方法为SLA立体打印，且立体打印方法还包括:当外壳与填充件成型之后，未固化的液态成型材经由第二开口流至上述至少一空心部后经第一开口流出立体结构。
[0020]在本发明的一实施例中，所述立体打印方法还包括:当上述的外壳与填充件成型之后，上下倒置立体结构以使未固化的液态成型材经由第二开口流至上述至少一空心部后经第一开口流出立体结构。
[0021]在本发明的一实施例中，所述立体打印方法还包括:当空心部(Ak)相对于平台的高度低于空心部(Ak J相对于平台的高度时，第二开口位于填充件上远离平台的一端，其中k为大于1的正整数。
[0022]在本发明的一实施例中，所述立体打印方法还包括:当空心部(Ak)相对于平台的高度高于空心部(Ak J相对于平台的高度时，第二开口位于填充件上邻近平台的一端，其中k为大于1的正整数。
[0023]在本发明的一实施例中，上述的空心部(Ak)具有彼此相对的第一端与第二端，且第一端邻近平台，第二端远离平台。空心部(Akl)具有彼此相对的第三端与第四端，且第三端邻近平台，第四端远离平台。所述立体打印方法还包括:当空心部(Ak)的第一端相对于平台的高度低于空心部(Akl)的第三端相对于平台的高度，且空心部(Ak)的第二端相对于平台的高度高于空心部(Akl)的第四端相对于平台的高度时，在填充件上形成至少两个第二开口，且其中一第二开口邻近第一端与该第三端，而其中另一第二开口邻近第二端与第四端。
[0024]在本发明的一实施例中，所述立体打印方法还包括:当空心部(Ak)相对于平台的高度等于空心部(Ak J相对于平台的高度时，在空心部(Ak)邻近平台的一端形成阶部，以使阶部相对于平台的高度高于空心部(Ak J相对于平台的高度。
[0025]在本发明的一实施例中，所述立体打印方法还包括:选择具有最大空间的空心部为中心。
[0026]在本发明的一实施例中，所述立体打印方法还包括:选择成型过程中最后被外壳封闭的空心部为中心。
[0027]基于上述，在本发明的上述实施例中。立体结构通过在其外壳的内部形成空心部，并在填充件上形成用以连通空心部的开口，因此在立体打印过程中，即使液态成型材因空心部被外壳所封闭而残留其中，也能经由上述开口流至其中一空心部后，经由与该空心部与外部环境连通的开口而流出立体结构。据此，便能有效地避免液态成型材残留于成型后的立体结构之中，而本案所述立体结构与立体打印方法便能在通过外壳内部的空心结构而有效节省制造成本之外，还能以所述开口因应空心结构，而顺利地将立体结构内的液态成型材排出。
[0028]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0029]图1是依照本发明一实施例的一种立体打印装置的示意图；
[0030]图2是依照本发明一实施例的一种立体打印方法的流程图；
[0031]图3是图1的立体结构的剖面图；
[0032]图4是以立体视角示出图3的立体结构的局部剖视图；
[0033]图5示出步骤S300的细部流程；