本發(fā)明涉及一種立體結構，尤其涉及一種立體打印成型結構。

背景技術：

近年來，隨著科技的日益發(fā)展，許多利用逐層建構模型等加成式制造技術(additive manufacturing technology)來建造物理三維(three dimensional,3D)模型的不同方法已紛紛被提出。一般而言，加成式制造技術是將利用電腦輔助設計(computer aided design,CAD)等軟件所建構的3D模型的設計數(shù)據(jù)轉換為連續(xù)堆疊的多個薄(準二維)橫截面層。于此同時，許多可以形成多個薄橫截面層的技術手段也逐漸被提出。

舉例來說，立體打印裝置的打印模塊通常可依據(jù)3D模型的設計數(shù)據(jù)所建構的空間坐標XYZ在基座的上方沿著XY平面移動，從而使建構材料形成正確的橫截面層形狀。所沉積的建構材料可隨后自然硬化，或者通過加熱或光源的照射而被固化，從而形成所要的橫截面層。因此，通過打印模塊沿著軸向Z逐層移動，即可使多個橫截面層沿Z軸逐漸堆疊，進而使建構材料在逐層固化的狀態(tài)下形成立體的物件。

以通過光源固化建構材料而形成立體的物件的技術為例，打印模塊適于浸入盛裝在盛槽中的液態(tài)成型材中，而光源模塊在XY平面上照射液態(tài)成型材，以使液態(tài)成型材被固化，并堆疊在打印模塊的移動平臺上。如此，通過立體打印模塊的移動平臺沿著軸向Z逐層移動，即可使液態(tài)成型材逐層固化并堆疊成立體的物件。

然而，由于立體打印出的物件的形狀多元，當欲成型的物件的下半部尺寸小于上半部的尺寸時，在物件成型的過程中可能會發(fā)生支撐性不足而崩塌的狀況。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種立體打印成型結構，其包括可支撐物件的支撐件，支撐 件具有堆疊排列的支撐磚以提升其支撐強度。

本發(fā)明的一種立體打印成型結構，包括物件以及支撐件。支撐件配置于物件的一側以支撐物件。支撐件包括多個支撐磚及填充體。這些支撐磚彼此堆疊，填充體的第一部分填充于這些支撐磚之間，且填充體的第二部分填充于物件與位于物件旁的這些支撐磚之間。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二部分包括相對的兩表面，兩表面分別貼合于物件與對應的這些支撐磚，且兩表面的輪廓分別符合物件的外輪廓。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的支撐磚的硬度大于填充體的硬度。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的物件與這些支撐磚的材質相同。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的這些支撐磚具有多種尺寸。

在本發(fā)明的一實施例中，上述在支撐件的不同區(qū)域中，這些支撐磚具有不同的密度。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的這些支撐磚堆疊出不同水平面的多層結構，相鄰兩層的這些支撐磚可彼此對齊或是交錯排列。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的支撐件位于物件的下方或側面，且物件對水平面的投影位于支撐件對水平面的投影之內。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的立體打印成型結構還包括底板，物件與支撐件配置于底板上。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的底板包括第二硬質層及疊置于第二硬質層上的第二軟質層，物件與支撐件配置在第二軟質層上。

在本發(fā)明的一實施例中，上述的底板包括硬質區(qū)及軟質區(qū)，硬質區(qū)接觸支撐件，軟質區(qū)接觸物件。

基于上述，本發(fā)明的立體打印成型結構通過支撐件來支撐物件，以使物件能夠順利成型。支撐件由這些支撐磚排列而成，填充體的第一部分填充于這些支撐磚之間，且填充體的第二部分填充于物件與位于物件旁的這些支撐磚之間。由于支撐磚的硬度，可使得支撐件的整體強度有效地被提升。此外，由于填充體的材質相對于物件以及支撐磚來得軟，填充體的第二部分設在物件與支撐磚之間，可使支撐件較容易剝離于物件。另外，物件與支撐磚的材質可相同，也就是說，只要確認各層中物件、支撐磚與填充體之間的位置，便可利用光敏感程度不同的兩種材質同時制作出物件與支撐件。支撐磚也可 以依據(jù)需求設計為相同或是不同尺寸，或是在支撐件的不同區(qū)域中將該些支撐磚以不同的密度排列。這些支撐磚堆疊出不同水平面的多層結構，相鄰兩層的這些支撐磚可彼此對齊或是交錯排列。

另外，立體打印成型結構可包括位于物件與支撐件下方的底板。底板可以由疊置的第二硬質層與第二軟質層所組成，第二硬質層可與立體打印裝置的平臺接觸，以提高與平臺之間的附著力；第二軟質層可與物件及支撐件接觸，以使物件與支撐件能夠較容易脫離于平臺。或者，底板也可以是單一層，底板在對應于物件處是軟質區(qū)，以方便物件與平臺分離。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是依照本發(fā)明的一實施例的一種立體打印成型結構的立體示意圖；

圖2是圖1的立體打印成型結構的A-A線段的剖面示意圖；

圖3是圖1的立體打印成型結構的B-B線段的剖面示意圖；

圖4是依照本發(fā)明的另一實施例的一種立體打印成型結構的垂直剖面示意圖。

附圖標記說明：

100、200：立體打印成型結構；

110、210：物件；

120、220：支撐件；

122：填充體；

124：第一部分；

126：第二部分；

128、228a、228b：支撐磚；

140、240：底板；

142：第二硬質層；

144：第二軟質層；

246：硬質區(qū)；

248：軟質區(qū)。

具體實施方式

圖1是依照本發(fā)明的一實施例的一種立體打印成型結構的立體示意圖。圖2是圖1的立體打印成型結構的A-A線段的剖面示意圖。圖3是圖1的立體打印成型結構的B-B線段的剖面示意圖。

請參照圖1至圖3，本實施例的立體打印成型結構100包括物件110以及支撐件120，支撐件120配置于物件110的一側以支撐物件110。在本實施例中，物件110是最后欲得到的成品，由于物件110的形狀多元，在物件110中位于下方的橫截面的面積可能小于位于上方的橫截面的面積，而使得物件110在成型的過程中可能發(fā)生因支撐性不足而崩塌的狀況。為了避免上述問題，在物件110成型的過程之中會一并地成型支撐件120，通過位于物件110下方或是側面的支撐件120來提供物件110向上形成時的支撐性。

由于物件110才是最后欲得到的成品，所以在立體打印成型結構100制作完成之后，會要將支撐件120剝離于物件110，為了方便剝離支撐件120，支撐件120本身的材質會比物件110來得軟。然而，支撐件120仍需具有一定的強度，以提供足夠的支撐效果。

在本實施例中，支撐件120包括多個支撐磚128及填充體122。支撐磚128的硬度大于填充體122的硬度。這些支撐磚128彼此堆疊，填充體122的第一部分124填充于這些支撐磚128之間，且填充體122的第二部分126填充于物件110與位于物件110旁的這些支撐磚128之間。本實施例的支撐件120通過相互堆疊的支撐磚128，有效地提升支撐件120的整體硬度，達到類似建筑里磚頭的效果。此外，由于填充體122的材質相對于物件110以及支撐磚128來得軟，將填充體的第二部分126設在物件110與支撐磚128之間，可使支撐件120能夠較容易地剝離于物件110。

在本實施例中，物件110與這些支撐磚128的材質相同。因此，只要確認立體打印成型結構100在不同Z軸上的各層中物件110、支撐磚128與填充體122之間的位置，便可利用光敏感程度不同的兩種材質同時制作出物件110與支撐件120。更詳細地說，要打印出本實施例的立體打印成型結構100的立體打印裝置可以只需要兩個噴嘴，這兩個噴嘴分別裝載不同光敏感程度的材料。制造者可事先分析出立體打印成型結構100的各層中物件110、支撐磚128與填充體122之間的位置，并將此信息輸入立體打印裝置內。當立 體打印裝置在打印時，便可知道此層中哪些區(qū)塊要噴涂光敏感程度高的材料，另一些區(qū)塊要噴涂光敏感程度低的材料。光敏感程度高的材料在照光之后的硬度大，可制作出物件110以及支撐磚128；光敏感程度低的材料在照光之后的硬度小，可制作出填充體122。

當然，在其他實施例中，物件110與支撐磚128也可以是不同材質，立體打印裝置只要裝配有可分別噴涂出物件110、填充體122與支撐磚128的三個噴嘴即可。

此外，在制造者可視支撐件120所需強度而改變支撐磚128在支撐件120中的密度。更詳細地說，若在打印立體打印成型結構100的其中一個截面時，立體打印裝置(未示出)的各噴嘴的單位移動距離是一個像素。打印時，用來噴涂出支撐磚128的噴嘴在此截面上可以是以間隔一個、兩個或是更多個像素的距離來噴出，在此截面上的其余位置則噴涂填充體122本身的材料，藉此調整支撐磚128在支撐件120中的密度。

此外，在本實施例中，支撐磚128在整個支撐件120中的密度相同，也就是說，在支撐件120中，任兩相近的支撐磚128之間的距離相等。但在其他實施例中，支撐件120的的其中一區(qū)域的支撐磚128的密度可以與另一區(qū)域的支撐磚128的密度不同。另外，如圖2所示，在本實施例中，這些支撐磚128堆疊出不同水平面的多層結構，相鄰兩層的這些支撐磚128是呈彼此對齊排列，但支撐磚128也可呈現(xiàn)其他的排列形式，并不以上述為限制。

在本實施例中，填充體122的第二部分126包括相對的兩表面，兩表面分別貼合于物件110與對應的這些支撐磚128。在本實施例中，第二部分126的兩表面的輪廓分別符合物件110的外輪廓，且第二部分126在不同位置上以垂直于物件110的外輪廓的軸線剖開的厚度相近。需說明的是，制造者可視需求調整填充體122的第二部分126的厚度，以在支撐件較方便剝離于物件110以及支撐件120提供較佳支撐性之間取得平衡。

此外，在本實施例中，立體打印成型結構100還包括底板140，物件110與支撐件120配置于底板140上。一般來說，立體打印成型結構100會成型于立體打印裝置的平臺(未示出)上，底板140包括第二硬質層142及疊置于第二硬質層142上的第二軟質層144。第二硬質層142可與立體打印裝置的平臺接觸，以提高與平臺之間的附著力；第二軟質層144可與物件110及 支撐件120接觸，以使物件110與支撐件120能夠較容易脫離于平臺。

同樣地，在本實施例中，第二硬質層142的材質可與物件110以及支撐磚128的材質相同，第二軟質層144的材質可與填充體122的材質相同，而可使立體打印裝置僅使用兩種噴嘴便可制作出本實施例的立體打印成型結構100。當然，上述元件也可是不同的材料，并不以此為限制。此外，底板140的形式也不以上述為限制。當然，在其他的實施例中，立體打印成型結構100也可以沒有底板140，也就是說，底板140是一個可選擇的元件。

此外，在圖2中，支撐件120位于物件110的下方或側面，且物件110對水平面(在本實施例中，就是平行于底板140的平面)的投影位于支撐件120對水平面的投影之內。更明確地說，在本實施例中，支撐件120在水平面上的尺寸會大于物件110在水平面上的最大尺寸，而提供物件110更好的支撐性。當然，在其他實施例中，支撐件120在水平面上的尺寸也可以等于物件110在水平面上的最大尺寸，同樣地也可以達到良好的支撐效果。

圖4是依照本發(fā)明的另一實施例的一種立體打印成型結構的垂直剖面示意圖。請參照圖4，圖4的立體打印成型結構與圖2的立體打印成型結構的主要差異在于，在本實施例中，支撐磚228a、228b具有不同的尺寸，且在支撐件220的不同區(qū)域中，這些支撐磚228a、228b具有不同的密度。此外，相鄰的上下兩層的這些支撐磚228a是呈彼此交錯排列，且相鄰的上下兩層的這些支撐磚228b是呈彼此對齊排列。另外，在本實施例中，底板240只有單一層，且底板240包括硬質區(qū)246及軟質區(qū)248，硬質區(qū)246接觸支撐件220，軟質區(qū)248接觸物件210，此配置也可以方便物件210與平臺分離。

綜上所述，本發(fā)明的立體打印成型結構通過支撐件來支撐物件，以使物件能夠順利成型。支撐件由這些支撐磚排列而成，填充體的第一部分填充于這些支撐磚之間，且填充體的第二部分填充于物件與位于物件旁的這些支撐磚之間。由于支撐磚的硬度大，可使得支撐件的整體強度有效地被提升。此外，由于填充體的材質相對于物件以及支撐磚來得軟，填充體的第二部分設在物件與支撐磚之間，可使支撐件較容易剝離于物件。另外，物件與支撐磚的材質可相同，也就是說，只要確認各層中物件、支撐磚與填充體之間的位置，便可利用光敏感程度不同的兩種材質同時制作出物件與支撐件。支撐磚也可以依據(jù)需求設計為相同或是不同尺寸，或是在支撐件的不同區(qū)域中將該 些支撐磚以不同的密度排列。這些支撐磚堆疊出不同水平面的多層結構，相鄰兩層的這些支撐磚可彼此對齊或是交錯排列。

另外，立體打印成型結構可包括位于物件與支撐件下方的底板。底板可以由疊置的第二硬質層與第二軟質層所組成，第二硬質層可與立體打印裝置的平臺接觸，以提高與平臺之間的附著力；第二軟質層可與物件及支撐件接觸，以使物件與支撐件能夠較容易脫離于平臺。或者，底板也可以是單一層，底板在對應于物件處是軟質區(qū)，以方便物件與平臺分離。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。