立体打印装置及其打印头模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种打印装置及其打印头模块，且特别是有关于一种立体打印装置及其打印头模块。
【背景技术】
[0002]随着电脑辅助制造(Computer-Aided Manufacturing,简称CAM)的进步，制造业发展了快速雏型方法(Rapid Prototyping,简称RP),能很迅速的将设计原始构想制造出来。快速雏型(RP)技术能无限制几何形状，而且越复杂的零件越显示RP技术的卓越性，还可大大地节省人力与加工时间，在时间最短的要求下，将3D CAD上的设计零件，真实地呈现出来，不但摸得到，也可真实地感受得到它的几何曲线，还可以试验零件的装配性、甚至进行可能的功能试验。
[0003]这些快速成型法有很多种,如熔合沉积模型(Fused Deposit1n Modeling,简称FDM),层化物品制造(Laminated Object Manufacturing,简称L0M)等。然而，目前利用上述快速成型法形成立体物体的立体打印装置仅具有一个打印头，因此，在需要切换不同特性的建造基材时，则须先将打印头退出，以进行退料，再将欲替换的建造基材连接至打印头，并将换料完成后的打印头移回原位以继续进行打印。然而，打印头换料后回到打印位置时可能产生偏移，因而导致打印产生断点而需重新打印，导致立体打印的效果及良率不佳。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种立体打印装置及其打印头模块，打印头模块可依打印需求来切换连接至不同基材的打印头，以简化切换基材的步骤以及提高立体打印的良率。
[0005]本发明的立体打印装置包括基座、多个打印头、打印头切换元件以及控制单元。基座具有承载面。各打印头包括供料管道以及喷嘴。供料管道分别连接并传送多个基材至对应的喷嘴。基材分别具有多个特性。打印头切换元件连接打印头，并经配置以带动打印头旋转。控制单元耦接并控制打印头切换元件以依据打印头所连接的基材的特性选择打印头的其中之一，并将选择的打印头旋转至出料定位，使选择的打印头将其所连接的基材逐层成型于承载面上。
[0006]本发明的打印头模块适于将多个基材逐层成形于承载面上，这些基材具有多个特性。打印头模块包括多个打印头以及打印头切换元件。各打印头包括供料管道以及喷嘴。供料管道分别连接并传送多个基材至对应的喷嘴。打印头切换元件连接打印头，并经配置以带动打印头旋转，以将各打印头旋转至出料定位，并使移动至出料定位的打印头将其所连接的基材逐层成型于承载面上。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的打印头切换元件具有至少一限位结构，而打印头切换元件适于旋转至少一固定间距后使至少一打印头移至出料定位。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的至少一限位结构包括第一限位结构以及相对于第一限位结构以相反旋转方向设置的第二限位结构。打印头切换元件适于旋转至与第一限位结构相配的出料定位，或打印头切换元件适于沿相反方向旋转至与第二限位结构相配的出料定位。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的特性包括颜色或材质。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的基材的材质包括导电材质、绝缘材质或胶体。
[0011 ] 在本发明的一实施例中，上述的打印头呈圆形排列。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的控制单元控制打印头切换元件沿圆形的中心轴旋转，以将选择的打印头旋转至出料定位。
[0013]基于上述，本发明的立体打印装置利用打印头切换元件，其连接多个打印头，并经配置以带动打印头旋转，其中，上述多个打印头分别连接多个特性各不相同的基材，并通过控制单元依据基材的特性选择打印头的其中之一，并控制打印头切换单元将选择打印头旋转至出料定位，以将选择的打印头所连接的基材挤出并逐层成形于基座上而形成立体物体。如此，立体打印装置无须通过繁复的进料以及退料步骤即可轻易地自动选择及切换欲制造的立体物体的颜色或材质等特性。并且，打印头模块无须移动其位置即可在原地通过打印头切换元件的旋转而进行基材的切换，因而可减少打印头模块在换料时位置偏移而导致打印产生断点需重新打印的情形。因此，本发明的立体打印装置及其打印头模块确实可增进立体打印的效果及良率，并使立体打印装置的使用便利度以及打印的弹性大幅增加。
[0014]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】
[0015]图1是依照本发明的一实施例的一种立体打印装置的示意图；
[0016]图2是依照本发明的一实施例的一种立体打印装置的使用情境方块示意图；
[0017]图3是依照本发明的一实施例的一种立体打印装置的方块示意图；
[0018]图4是依照本发明的一实施例的一种打印头的配置示意图；
[0019]图5是依照本发明的一实施例的打印头模块的配置示意图；
[0020]图6是图5的打印头模块旋转至第一位置的示意图；
[0021]图7是图5的打印头模块旋转至第二位置的示意图；
[0022]图8是图5的打印头模块旋转至第三位置的示意图；
[0023]图9是依照本发明的一实施例的打印头模块的示意图；
[0024]图10是依照本发明的一实施例的打印头模块的示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]10:立体打印装置；
[0027]20:电脑主机；
[0028]100:打印头模块；
[0029]110、110a、110b、110c:打印头；
[0030]112:供料管道；
[0031]114:喷嘴；
[0032]120:打印头切换元件；
[0033]122A、122B、124:限位结构；
[0034]130:切换马达；
[0035]200:基座；
[0036]210:承载面；
[0037]300:控制单元；
[0038]400:滑轨；
[0039]500a、500b、500c:基材；
[0040]Al:中心轴；
[0041]C1、C2:旋转方向；
[0042]Pl:出料定位；
[0043]Rl:第一旋转方向；
[0044]R2:第二旋转方向。
【具体实施方式】
[0045]有关本发明前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合附图的各实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列各实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号。
[0046]图1是依照本发明的一实施例的一种立体打印装置的示意图。图2是依照本发明的一实施例的一种立体打印装置的使用情境方块示意图。图3是依照本发明的一实施例的一种立体打印装置的方块示意图。请参照图1至图3，在本实施例中，立体打印装置10适于依据数字立体模型信息打印出立体物体。立体打印装置10包括打印头模块100、基座200以及控制单元300。在本实施例中，控制单元300可用以读取数字立体模型信息，其中，数字立体模型信息可为数字立体图像文件，其例如由电脑主机20通过电脑辅助设计(computer-aided design,简称CAD)或动画建模软件等建构而成。
[0047]承上述，立体打印装置10的基座200如图1所示具有承载面210。打印头模块100可移动地设置于基座200的上方，并经配置以沿着滑轨400来回滑动，而基座200也可相对于打印头模块100移动。控制单元300可用以读取与处理数字立体模型信息，并耦接打印头模块100以及基座200，以控制打印头模块100以及基座2