3d成型模塊與3d成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D成型裝置，特別是涉及一種可成型彩色物件的3D成型裝置及其3D成型模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于3D快速成型(3D打印)技術(shù)的日漸進(jìn)步與成熟，使3D快速成型的應(yīng)用領(lǐng)域也越發(fā)廣泛，帶來了龐大的商業(yè)價(jià)值，因此現(xiàn)今眾多業(yè)者皆積極投入3D快速成型相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。
[0003]在各種3D快速成型裝置中，應(yīng)用選擇性熱燒結(jié)(Selective Heat Sintering, SHS)技術(shù)的3D成型裝置特別適用于PLA，ABS等熱塑性粉末的快速成型而廣受使用者青睞。現(xiàn)有應(yīng)用SHS技術(shù)的3D成型裝置一般是先將須熱融成型的粉末鋪設(shè)為一粉末層，再對(duì)該粉末層選擇性地進(jìn)行熱燒結(jié)，以使粉末層的一部分熱融結(jié)合為所需物件的形狀。借由重復(fù)調(diào)整粉末層的高度及上述鋪粉、燒結(jié)的步驟，即可完成所需3D物件的成型。
[0004]然而，現(xiàn)有應(yīng)用SHS技術(shù)的3D成型裝置產(chǎn)生的物件只具有與粉末相同的單一顏色，若要讓物件具有多種不同的色彩，通常是在物件成型冷卻后再對(duì)物件表面涂噴染料上色，或在鋪設(shè)粉末層時(shí)使用多種不同顏色的粉末。但物件成型冷卻后涂噴染料的方式不易控制染料涂噴的位置，且物件吸收染料的效果也不佳而常導(dǎo)致色彩不均；而使用多種不同顏色的粉末的上色方式，除了要預(yù)先準(zhǔn)備多種粉末，在鋪設(shè)粉末層時(shí)還須精準(zhǔn)控制各色粉末的鋪設(shè)位置，使3D成型裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度提高。因此，現(xiàn)有的3D成型裝置顯然還有許多有待改善的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種使成型物件具有多種顏色的3D成型模塊。
[0006]本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且上色均勻的3D成型模塊。
[0007]本發(fā)明提供一種具有上述3D成型模塊的3D成型裝置。
[0008]本發(fā)明3D成型裝置的實(shí)施態(tài)樣，適用于將粉末燒結(jié)成型。該3D成型裝置包含一機(jī)臺(tái)主體、一升降成型臺(tái)、一 3D成型模塊，及一模塊驅(qū)動(dòng)單元。機(jī)臺(tái)主體包括一成型槽以供粉末鋪設(shè)。成型槽具有一連通外部的槽口。升降成型臺(tái)位于成型槽內(nèi)，并可相對(duì)機(jī)臺(tái)主體上下位移地裝設(shè)于機(jī)臺(tái)主體。3D成型模塊裝設(shè)在機(jī)臺(tái)主體，并可于槽口上方沿一第一方向相對(duì)機(jī)臺(tái)主體移動(dòng)。模塊驅(qū)動(dòng)單元用以驅(qū)動(dòng)3D成型模塊沿第一方向往復(fù)位移。
[0009]3D成型模塊包含一可沿第一方向移動(dòng)地裝設(shè)于機(jī)臺(tái)主體的活動(dòng)基座，及裝設(shè)于活動(dòng)基座的一燒結(jié)機(jī)構(gòu)、一上色機(jī)構(gòu)，及一成型機(jī)構(gòu)。燒結(jié)機(jī)構(gòu)用以選擇性地?zé)Y(jié)成型槽內(nèi)的粉末。上色機(jī)構(gòu)沿一第二方向移動(dòng)，用以對(duì)該粉末上色。成型機(jī)構(gòu)用以將上色機(jī)構(gòu)上色后的粉末加壓形成一 3D物件層。
[0010]在本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣中，該第一方向系垂直于該第二方向。
[0011]在本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣中，該3D成型模塊還包含一裝設(shè)于該活動(dòng)基座的噴頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；該噴頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接該上色機(jī)構(gòu)與該活動(dòng)基座，并用以驅(qū)動(dòng)該上色機(jī)構(gòu)沿該第二方向相對(duì)該活動(dòng)基座往復(fù)移動(dòng)。
[0012]在本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣中，該上色機(jī)構(gòu)具有多種顏色的墨水，并用以對(duì)該燒結(jié)機(jī)構(gòu)燒結(jié)后的粉末噴墨以染上多種顏色。
[0013]在本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣中，該成型機(jī)構(gòu)為一滾輪。
[0014]在本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣中，該成型機(jī)構(gòu)為一壓平臺(tái)。
[0015]在本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣中，3D成型裝置還包含一裝設(shè)于該機(jī)臺(tái)主體的鋪粉模塊；該鋪粉模塊可在該槽口上方往復(fù)位移，并用以在該成型槽內(nèi)鋪設(shè)粉末。
[0016]在本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣中，該3D成型模塊更包含一刮料機(jī)構(gòu)，該刮料機(jī)構(gòu)裝設(shè)于該活動(dòng)基座外側(cè)。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:利用在刮料機(jī)構(gòu)與成型機(jī)構(gòu)間設(shè)置了一上色機(jī)構(gòu)，使3D成型裝置對(duì)粉末上色以成型具有多種顏色的彩色3D物件，不但不須預(yù)先準(zhǔn)備多種不同顏色的粉末，也不必精準(zhǔn)地控制各種粉末的鋪設(shè)，大幅降低了整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度使裝置成本得以下降。此外，上色機(jī)構(gòu)是對(duì)熱融狀態(tài)或粉狀的粉末層噴墨，因此墨水能均勻地被吸收，提升了成型物件的上色質(zhì)量。
【附圖說明】
[0018]圖1是一立體圖，說明本發(fā)明3D成型裝置的第一較佳實(shí)施例；
[0019]圖2是一立體圖，說明該3D成型裝置的一 3D成型模塊；
[0020]圖3是一側(cè)視示意圖，說明該3D成型裝置的使用；
[0021]圖4是一類似圖3的視圖，說明該3D成型裝置的使用；
[0022]圖5是一類似圖3的視圖，說明該3D成型裝置的使用；
[0023]圖6是一立體圖，說明本發(fā)明中3D成型模塊的第二較佳實(shí)施例；
[0024]圖7是一立體圖，說明本發(fā)明中3D成型模塊的第三較佳實(shí)施例 '及
[0025]圖8是一局部剖視示意圖，說明本發(fā)明中3D成型模塊的第四較佳實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)注意在以下的說明內(nèi)容中，類似的元件是以相同的編號(hào)來表示。
[0027]參閱圖1及圖2，為本發(fā)明3D成型裝置100的第一較佳實(shí)施例。該3D成型裝置100適用于將粉末燒結(jié)成型,并包含一機(jī)臺(tái)主體1、一升降成型臺(tái)2、一 3D成型模塊3、一模塊驅(qū)動(dòng)單元4,及一鋪粉模塊5。機(jī)臺(tái)主體I包括一形成于頂端的成型槽11以供粉末鋪設(shè)。成型槽11具有一向上連通外部的槽口 111。升降成型臺(tái)2位于機(jī)臺(tái)主體I的成型槽11內(nèi)，并可相對(duì)機(jī)臺(tái)主體I上下位移地設(shè)裝于機(jī)臺(tái)主體I。3D成型模塊3及鋪粉模塊5裝設(shè)在機(jī)臺(tái)主體1，并可于成型槽11的槽口 111上方沿一第一方向X相對(duì)機(jī)臺(tái)主體I往復(fù)移動(dòng)。模塊驅(qū)動(dòng)單元4連接3D成型模塊3、鋪粉模塊5與機(jī)臺(tái)主體1，并用以驅(qū)動(dòng)3D成型模塊3及鋪粉模塊5沿第一方向X相對(duì)機(jī)臺(tái)主體I往復(fù)位移。鋪粉模塊5用以在成型槽11內(nèi)鋪設(shè)粉末。
[0028]3D成型模塊3包含一可沿第一方向X移動(dòng)地裝設(shè)于機(jī)臺(tái)主體I的活動(dòng)基座31，及裝設(shè)于活動(dòng)基座31的一刮料機(jī)構(gòu)32、一成型機(jī)構(gòu)33、一燒結(jié)機(jī)構(gòu)34、一上色機(jī)構(gòu)35及一噴頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36。刮料機(jī)構(gòu)32在本實(shí)施例中具體為一裝設(shè)于活動(dòng)基座31外側(cè)的刮刀，并于活動(dòng)基座31沿第一方向X移動(dòng)時(shí)被帶動(dòng)以刮平該等粉末鋪設(shè)成的粉末層。成型機(jī)構(gòu)33在本實(shí)施例中為一長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)槽口 111的滾輪而可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝設(shè)于活動(dòng)基座31，并沿第一方向X與刮料機(jī)構(gòu)32彼此間隔并排,且軸心L沿一垂直第一方向X的第二方向Y橫向延伸。燒結(jié)機(jī)構(gòu)34位于刮料機(jī)構(gòu)32與成型機(jī)構(gòu)33間，并用以選擇性地?zé)Y(jié)成型槽內(nèi)的粉末，在本實(shí)施例中燒結(jié)機(jī)構(gòu)34為一熱轉(zhuǎn)印頭(Thermal Print Head，TPH)。上色機(jī)構(gòu)35于本實(shí)施例中采用具有多種顏色墨水的彩色噴頭(Inkjet Print Head),并位于刮料機(jī)構(gòu)32與成型機(jī)構(gòu)33間而可沿第二方向Y往復(fù)移動(dòng)地裝設(shè)于活動(dòng)基座31以選擇性地對(duì)燒結(jié)機(jī)構(gòu)燒結(jié)后的粉末噴墨上色。噴頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36連接上色機(jī)構(gòu)35與活動(dòng)基座31，并用以驅(qū)動(dòng)上色機(jī)構(gòu)35沿第二方向Y相對(duì)活動(dòng)基座31往復(fù)移動(dòng)以進(jìn)行噴墨。在本較佳實(shí)施例中，噴頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36具體包括了滑軌及伺服馬達(dá)(圖未示)，然而在實(shí)際應(yīng)用上噴頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36的態(tài)樣并不以滑軌及伺服馬達(dá)為限，只要能驅(qū)動(dòng)上色機(jī)構(gòu)35沿