立体打印方法及立体打印装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种立体打印方法及立体打印装置。立体打印装置包括打印喷头、着色喷头与平台。打印喷头与着色喷头为共构结构。立体打印方法包括：在打印成形层时一并在成形层的轮廓范围外打印至少一材料墙；依据成形层的边界计算出着色喷头的多个着色路线；将着色喷头的着色路线转换为打印喷头的多个着色经过路线；依据打印喷头的着色经过路线来计算打印喷头的多个绕路路线，其中每个绕路路线非为对应的着色经过路线到下一个着色经过路线之间的最短路线，且每个绕路路线与对应的着色经过路线其中之一经过材料墙。

Stereo printing method and device

The invention provides a stereo printing method and a stereo printing device. The stereoscopic printing device includes a printing head, a coloring head and a platform. The printing head and the coloring head are of a common structure. The stereo printing method includes: printing at least one material wall outside the contour range of the forming layer when printing the forming layer; calculating a plurality of coloring routes of the coloring nozzle according to the boundary of the forming layer; converting the coloring routes of the coloring nozzle to a plurality of coloring routes of the printing nozzle; calculating a plurality of bypass routes of the printing nozzle according to the coloring routes of the printing nozzle Each detour in is not the shortest route between the corresponding shading pass and the next shading pass, and each detour and one of the corresponding shading pass passes through the material wall.

【技术实现步骤摘要】
立体打印方法及立体打印装置
本专利技术涉及一种立体打印技术，尤其涉及一种立体打印方法及立体打印装置。
技术介绍
利用逐层建构模型等加成式制造(AdditiveManufacturing；AM)技术来建造物理立体(three-dimensional；3D)模型的不同方法已纷纷被提出。加成式制造技术一般而言是利用电脑辅助设计(computer-aideddesign；CAD)等软件建构的3D模型设计数据转换为连续堆叠的多个薄(准二维)横截面层。目前已发展出许多可以形成多个薄横截面层的方式。举例来说，依据前述薄横截面层的信息而将成形材料喷涂或挤压于平台后使其硬化形成薄横截面层，并在逐层堆叠后即可形成立体物件。此外，打印装置还可进一步地装设着色喷头，以利于在立体物件的制程中或制程后对薄横截面层或立体物件进行上色。因此，如何让物件打印与着色动作在制程中能顺利地分别被执行而不会相互影响，实为相关技术人员所需考虑的课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种立体打印方法及立体打印装置，其具有同步位移的打印喷头与着色喷头，可通过调整打印喷头的行经路线以使材料墙清洁打印喷头并避免在非着色路线上的打印喷头经过立体物件的上方，从而避免立体物件受到打印喷头内的成形材料在着色喷头进行着色时行经成形层而影响。本专利技术的立体打印方法适用于立体打印装置。立体打印装置包括打印喷头、着色喷头与平台。打印喷头在所述平台打印出成形层，着色喷头在成形层着色。打印喷头与着色喷头为共构结构以形成喷头组。所述立体打印方法包括以下步骤：在打印成形层时一并在成形层的轮廓范围(bondingarea)外打印至少一材料墙；在计算着色操作的喷头组的路线时，依据成形层的边界计算出着色喷头的多个着色路线；将着色喷头的着色路线转换为打印喷头的多个着色经过路线；依据打印喷头的着色经过路线来计算打印喷头的多个绕路路线，其中每个绕路路线非为对应的着色经过路线的终点到下一个着色经过路线的起点之间的最短路线，且每个绕路路线与对应的着色经过路线其中之一经过所述至少一材料墙；以及，依据打印喷头行经所述着色经过路线及所述绕路路线以控制喷头组运行，以在所述成形层使所述着色喷头进行着色操作。本专利技术的立体打印装置包括打印喷头、着色喷头、平台以及处理器。打印喷头与着色喷头为共构结构以形成喷头组。打印喷头在平台打印出成形层。处理器在控制打印喷头以打印成形层时一并在成形层的轮廓范围外打印至少一材料墙。处理器在计算着色操作的喷头组的路线时，依据成形层的边界范围计算出着色喷头的多个着色路线，依据打印喷头与着色喷头之间的间距将着色喷头的着色路线转换为打印喷头的多个着色经过路线，依据打印喷头的着色经过路线来计算打印喷头的多个绕路路线。每个绕路路线非为对应的着色经过路线的终点到下一个着色经过路线的起点之间的最短路线，且每个绕路路线与对应的着色经过路线其中之一经过所述至少一材料墙。处理器依据所述打印喷头行经所述着色经过路线及所述绕路路线以控制所述喷头组运行，以在所述成形层使所述着色喷头进行着色操作。基于上述，由于本专利技术实施例的立体打印装置具有同步移动的打印喷头与着色喷头，因此在建构立体物件时便需分为立体打印操作及着色操作，并且立体打印操作通常较着色操作先行完成。在进行着色操作时，为了避免让立体物件受到打印喷头内的成形材料在着色喷头进行着色时行经成形层而影响(例如，从打印喷头滴落成形材料到成形层)，因此在计算打印喷头与着色喷头在着色操作的路线时，本专利技术实施例调整打印喷头的行经路线以便让打印喷头经过材料墙，并避免在非着色路线上的打印喷头经过立体物件的上方，从而降低打印喷头滴落材料于立体物件的机率。打印喷头的成形材料得以因与材料墙接触而附着在材料墙上，亦即让材料墙提供对打印喷头的刮料及清洁动作，故能有效避免着色时，打印喷头的成形材料落于成形层而影响立体物件的打印品质。为让本专利技术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。附图说明图1是依据本专利技术一实施例的立体打印装置的局部示意图；图2是立体打印装置的局部俯视示意图；图3是依据本专利技术一实施例的立体打印方法的流程图；图4为步骤S320至步骤S340中着色喷头132的着色路线、打印喷头131的着色经过路线与绕路路线的示意图；图5是步骤S340的详细流程图；图6为本专利技术另一实施例的绕路路线的示意图。附图标号说明：100：立体打印装置110：机架120：平台130：打印组件131：打印喷头132：着色喷头133：移动件140：控制模块142：处理器200：成形层202：成形层的轮廓范围210：材料墙212：支撑部S310～S350：立体打印方法的各步骤S510～S540：步骤X：X轴Y：Y轴Z：Z轴a：轮廓范围的下方边界与材料墙的最下方之间的距离L1：材料墙的最下方n：打印喷头的中心点N1与喷头组的移动件最下方之间的距离N1：打印喷头的中心点N2：着色喷头的设定点NB：打印喷头的中心点与着色喷头的设定点之间的间距LN1、LN11、LN12、LN21、LN22、LN31、LN32、LN41、LN42：移动件的位置CR1～CR4：着色喷头的箭头/着色路线CPR1～CPR4：打印喷头的着色经过路线EG11、EG13：第一边界EG21、EG23：第二边界TR1、TR3：绕路路线具体实施方式图1是依据本专利技术一实施例的立体打印装置100的局部示意图。图2是立体打印装置的局部俯视示意图。请同时参考图1至图2，在本实施例中，立体打印装置100包括机架110、平台120、打印组件130以及控制模块140(示出于图2)。立体打印装置100例如是熔融沉积造型(FusedDepositionModeling；FDM)装置，其通过打印组件130的打印喷头131而能在平台120上逐层打印出成形层200，进而堆叠出立体物件。打印组件130还包括着色喷头132，其例如是喷墨头，用以对成形层或立体物件进行着色。本实施例的立体打印方法搭配直角坐标X-Y-Z，以对相关构件的配置及动作进行更明确的定义与叙述，在此是以平台120具有X-Y平面，而多层成形层是沿正Z轴方向堆叠出立体物件，但本专利技术不以此为限。也就是说，构件之间的配置与动作是处于相对状态，当套用以不同的坐标系时当然存在不同描述方式，但并不影响构件之间的对应关系。本实施例的打印喷头131与着色喷头132形成喷头组以在机架110的内部空间中同步移动。进一步地说，如图1与图2所示，打印组件130还包括移动件133，可移动地组装于机架110且电性连接控制模块140。控制模块140包括处理器142以及用于储存或暂存本专利技术实施例所述的立体打印方法的相关指令的存储器。打印喷头131与着色喷头1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体打印方法，适用于立体打印装置，所述立体打印装置包括打印喷头、着色喷头与平台，所述打印喷头在所述平台打印出成形层，所述着色喷头在所述成形层着色，其中所述打印喷头与所述着色喷头为共构结构以形成喷头组，其特征在于，所述立体打印方法包括：/n在打印成形层时一并在成形层的轮廓范围外打印至少一材料墙；/n在计算着色操作的所述喷头组的路线时，依据所述成形层的边界或所述轮廓范围计算出所述着色喷头的多个着色路线；/n将所述着色喷头的所述着色路线转换为所述打印喷头的多个着色经过路线；/n依据所述打印喷头的所述着色经过路线来计算所述打印喷头的多个绕路路线，其中每个绕路路线非为对应的着色经过路线的终点到下一个着色经过路线的起点之间的最短路线，且每个绕路路线与对应的所述着色经过路线其中之一经过所述至少一材料墙；以及/n依据所述打印喷头行经所述着色经过路线及所述绕路路线以控制所述喷头组运行，以在所述成形层使所述着色喷头进行所述着色操作。/n

【技术特征摘要】
20180508 TW 1071155051.一种立体打印方法，适用于立体打印装置，所述立体打印装置包括打印喷头、着色喷头与平台，所述打印喷头在所述平台打印出成形层，所述着色喷头在所述成形层着色，其中所述打印喷头与所述着色喷头为共构结构以形成喷头组，其特征在于，所述立体打印方法包括：
在打印成形层时一并在成形层的轮廓范围外打印至少一材料墙；
在计算着色操作的所述喷头组的路线时，依据所述成形层的边界或所述轮廓范围计算出所述着色喷头的多个着色路线；
将所述着色喷头的所述着色路线转换为所述打印喷头的多个着色经过路线；
依据所述打印喷头的所述着色经过路线来计算所述打印喷头的多个绕路路线，其中每个绕路路线非为对应的着色经过路线的终点到下一个着色经过路线的起点之间的最短路线，且每个绕路路线与对应的所述着色经过路线其中之一经过所述至少一材料墙；以及
依据所述打印喷头行经所述着色经过路线及所述绕路路线以控制所述喷头组运行，以在所述成形层使所述着色喷头进行所述着色操作。


2.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，所述绕路路线上的所述打印喷头不经过所述成形层的上方。


3.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，计算所述打印喷头的所述绕路路线包括：
判断所述绕路路线其中之一所对应的着色经过路线较为靠近所述成形层的第一边界与第二边界，其中所述第一边界位于所述成形层被所对应的所述着色经过路线所划分的一侧，所述第二边界位于所述成形层被所对应的所述着色经过路线所划分的另一侧；以及
当所对应的所述着色经过路线较为靠近所述第一边界时，计算所述绕路路线其中之一以使其沿着所述第一边界且不经过所述成形层的上方而抵达下一个着色经过路线的起点。


4.根据权利要求3所述的立体打印方法，其特征在于，计算所述打印喷头的所述绕路路线还包括：
当所对应的所述着色经过路线较为靠近所述第二边界时，计算所述绕路路线其中之一以使其沿着所述第二边界且不经过所述成形层的上方而抵达下一个着色经过路线的起点。


5.根据权利要求1所述的立体打印方法，其特征在于，依据所述打印喷头与所述着色喷头之间的间距以将所述着色喷头的所述着色路线转换为所述打印喷头的所述着色经过路线，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢欣达，黄郁庭，袁国砚，
申请(专利权)人：三纬国际立体列印科技股份有限公司，金宝电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW