打印頭模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種打印頭模塊，且特別是有關(guān)于一種具有擦拭器(wiper)的打印頭模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)輔助制造(computer-aided manufacturing,簡稱CAM)的進(jìn)步，已在制造行業(yè)中開發(fā)三維(3-D)打印技術(shù)，進(jìn)而根據(jù)原始設(shè)計(jì)概念迅速地制造產(chǎn)品。實(shí)際上，三維打印是一系列快速成型(rapid prototyping,簡稱RP)技術(shù)的總稱，且其基本原理和概念是層壓式制造，其中快速成型機(jī)用于通過掃描而在X-Y平面中形成工件的橫截面形狀，在Z坐標(biāo)上以單層厚度為單位間隙性地上疊，且最終形成三維物體。三維打印技術(shù)可無限制地適用于任何幾何形狀，且RP技術(shù)對于復(fù)雜的部件而言，尤其能產(chǎn)生優(yōu)異的輸出產(chǎn)品，而明顯地節(jié)省了工作和處理時間。因此，數(shù)字三維打印技術(shù)能夠根據(jù)最短的時間要求呈現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer-aided design,簡稱CAD)軟件設(shè)計(jì)的數(shù)字三維模型的物體，以讓用戶觸摸并實(shí)際感覺模型的幾何結(jié)構(gòu)，乃至對模型進(jìn)行一些可能的功能測試。
[0003]當(dāng)打印頭模塊裝設(shè)有多個打印頭時，在三維打印處理期間，打印頭交替地操作。然而，在打印頭從一個轉(zhuǎn)換到另一個時，通常在剛完成打印任務(wù)的打印頭的噴嘴尖端上仍遺留殘余的塑形材料。因此，這些打印頭的噴嘴尖端上遺留的殘余的塑形材料可能滴落在打印表面上，這在打印物體上導(dǎo)致污染問題。因此，降低以多個打印頭進(jìn)行的三維打印處理的打印品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種打印頭模塊，打印頭模塊包含擦拭器單元，其用于擦除打印頭的噴嘴尖端上遺留的殘余的塑形材料，且在打印頭未進(jìn)行操作時覆蓋打印頭的噴嘴。
[0005]本發(fā)明的一種打印頭模塊，經(jīng)組態(tài)以在基座的承載表面上以塑形材料逐層地形成三維(3-D)物體。打印頭模塊包含支架、多個打印頭、樞軸和擦拭器單元。支架包含多個通孔。打印頭相互平行地對齊，且分別設(shè)置在通孔中，每一個打印頭包括用于擠出塑形材料的噴嘴。連接到支架的樞軸用于將打印頭旋轉(zhuǎn)到用于噴涂塑形材料的目標(biāo)位置，通孔圍繞樞軸而設(shè)置，以使得設(shè)置在通孔中的打印頭圍繞樞軸。擦拭器單元包含固持器、多個擦拭器和擦拭器開啟部。固持器連接到樞軸，以隨著支架和打印頭而旋轉(zhuǎn)。固持器包含分別位于噴嘴下方，且對應(yīng)于噴嘴的多個開口。擦拭器可旋轉(zhuǎn)地連接到固持器且對應(yīng)開口設(shè)置。每一個擦拭器用于在暴露對應(yīng)開口的開啟位置與用于覆蓋對應(yīng)開口的阻擋位置之間旋轉(zhuǎn)。擦拭器開啟部設(shè)置在目標(biāo)位置處，以干涉旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)位置的擦拭器，以驅(qū)動對應(yīng)的擦拭器旋轉(zhuǎn)到開啟位置，使得對應(yīng)的打印頭通過開口而擠出塑形材料。當(dāng)對應(yīng)的擦拭器通過目標(biāo)位置時，擦拭器開啟部釋放干涉，以使得對應(yīng)的擦拭器旋轉(zhuǎn)回阻擋位置，并且從噴嘴的尖端擦除殘余的塑形材料。
[0006]基于上述，打印頭模塊的擦拭器單元對應(yīng)地設(shè)置在多個打印頭下方，以便擦除且收集未處于使用中的打印頭的噴嘴的尖端上遺留的殘余的塑形材料，以便在打印處理期間避免殘余的塑形材料從未處于使用中的打印頭的噴嘴滴落。因此，通過擦拭器單元的配置，可擦除且收集噴嘴尖端上遺留的殘余的塑形材料，且可覆蓋未處于使用中的打印頭的噴嘴尖端，以防止基座的表面和打印物體的污染，且提高三維打印物體的打印品質(zhì)。此外，由于擦拭器單元的配置，還可簡化噴嘴尖端的清潔和維護(hù)的過程。
[0007]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的打印頭模塊的示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的擦拭器單元的示意圖；
[0010]圖3為圖2的擦拭器單元的透視圖；
[0011]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例的打印頭模塊的打印頭的部分透視圖。
[0012]附圖標(biāo)記說明:
[0013]30:塑形材料；100:打印頭模塊；
[0014]110:支架；112:通孔；
[0015]114:對準(zhǔn)固持器；116:支撐件；
[0016]120:打印頭；122:容置筒；
[0017]124:噴嘴；126:抵靠部；
[0018]130:樞軸；140:擦拭器單元；
[0019]142:固持器；144:擦拭器；
[0020]144a:延伸部；144b:平坦部；
[0021]145:扭轉(zhuǎn)元件；146:擦拭器開啟部；
[0022]147:開口；148:承載部；
[0023]150:線性馬達(dá)；160:控制單元；
[0024]180:第一檢測單元；182:第二檢測單元；
[0025]190:第一活塞；192:第二活塞；
[0026]200:基座；h1:初始位置；
[0027]h2:打印位置；L1:目標(biāo)位置；
[0028]P1:阻擋位置；P2:開啟位置。
【具體實(shí)施方式】
[0029]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合附圖各實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如:“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而并非用來限制本發(fā)明。并且，在下列各實(shí)施例中，相同或相似的元件將采用相同或相似的標(biāo)號。
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的打印頭模塊的示意圖。參看圖1，在本實(shí)施例中，打印頭模塊100適用于根據(jù)數(shù)字三維(3-D)模型信息而在基座200上打印三維物體的三維打印裝置。三維打印裝置可包含打印頭模塊100和基座200。在本實(shí)施例中，三維打印裝置經(jīng)組態(tài)以讀取數(shù)字三維模型信息。其中，數(shù)字三維模型信息可為數(shù)字三維圖像檔，所述數(shù)字三維圖像檔是由計(jì)算機(jī)主機(jī)使用(例如)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)或動畫造型軟件來建立的。
[0031]此外，打印頭模塊100可移動地設(shè)置在基座200上方，且經(jīng)組態(tài)以沿著滑軌前后滑動，基座200也可相對于打印頭模塊100而移動。三維打印裝置經(jīng)組態(tài)以讀取并處理數(shù)字三維模型信息，其中數(shù)字三維模型信息控制相對于基座200的打印頭模塊100移動。因此，打印頭模塊100可根據(jù)數(shù)字三維模型信息而沿著滑軌移動，且打印頭模塊100經(jīng)組態(tài)以在移動期間在基座200上逐層地噴涂塑形材料30，進(jìn)而形成多個層壓材料層。層壓材料層相互堆疊以形成三維物體。
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的擦拭器單元的示意圖，請參考圖1和圖2，打印頭模塊100包含支架110、多個打印頭120、樞軸130、擦拭器單元140、擦拭器開啟部146和控制單元160。支架110可包含對應(yīng)于打印頭120的多個通孔112，和多個對準(zhǔn)固持器114。打印頭120相互平行地對齊排列，且每一個打印頭中可包含用于從打印頭120擠出塑形材料30的噴嘴124。樞軸130連接到支架110，且用于將其中一個打印頭120旋轉(zhuǎn)到適于噴涂塑形材料30的目標(biāo)位置L1?？刂茊卧?60耦接到樞軸130以控制支架110的旋轉(zhuǎn)，以便將其中一個打印頭120旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)位置L1。擦拭器單元140包含固持器142和擦拭器144。固持器142連接到樞軸130以隨著支架110和打印頭120而旋轉(zhuǎn)。固持器142包含分別位于噴嘴124下方，且對應(yīng)噴嘴124的多個開口 147。擦拭器144可旋轉(zhuǎn)地連接到固持器142，且對應(yīng)開口 147而設(shè)置。如圖2所示，每一個擦拭器144適于在對應(yīng)暴露開口 147的開啟位置P2，以及對應(yīng)覆蓋開口 147的阻擋位置P1之間旋轉(zhuǎn)。打印頭模塊100還可包含支撐件116。支撐件116連接在上述滑軌與擦拭器開啟部146之間以支撐擦拭器開啟部146。擦拭器開啟部146通過支撐件116而設(shè)置在目標(biāo)位置L1處，以干涉旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)位置L1的擦拭器144，并用以驅(qū)動對應(yīng)的擦拭器144旋轉(zhuǎn)到開啟位置P2，以使對應(yīng)的打印頭120通過開口 147而擠出塑形材料30。當(dāng)對應(yīng)的擦拭器144持續(xù)旋轉(zhuǎn)直到通過目標(biāo)位置L1時，擦拭器開啟部146釋放其對對應(yīng)的擦拭器144的干涉，以使得對應(yīng)的擦拭器144旋轉(zhuǎn)回阻擋位置P1，以從噴嘴124的尖端擦除殘余的塑形材料30?？刂茊卧?60控制樞軸130使支架110旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動其中一個打印頭120及對應(yīng)的擦拭器144旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)位置L1。
[0033]圖3為圖2的擦拭器單元的透視圖。請參考圖1至圖3，在本實(shí)施例中，以四個示出在圖示中，并且用來擠出塑形材料30的打印頭120作說明。然而，本發(fā)明不限制打印頭模塊的打印頭的數(shù)目。在本實(shí)施例中，打印頭模塊100還包含線性馬達(dá)150及多個扭轉(zhuǎn)元件145。在打印處理中，當(dāng)從線性馬達(dá)150施加推力時，位于目標(biāo)位置L1處的打印頭120中所含有的塑形材料30被擠出或壓出。扭轉(zhuǎn)元件145經(jīng)組態(tài)以將擦拭器144分別連接至固持器142。因此，通過來自擦拭器開啟部146的結(jié)構(gòu)干涉和對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)元件145的連接，位于前述打印頭120下方的擦拭器144從阻擋位置P1旋轉(zhuǎn)到開啟位置P2，而暴露對應(yīng)的開口147。因此，可通過所暴露出的開口 147擠出塑形材料30。在本實(shí)施例中，扭轉(zhuǎn)元件145可例如是一扭轉(zhuǎn)彈簧。
[0034]在完成前述打印頭120的打印任務(wù)后，控制單元160控制樞軸130使支架110旋轉(zhuǎn)，以便將下一打印頭120轉(zhuǎn)換到目標(biāo)位置L1以進(jìn)行隨后的打印任務(wù)。設(shè)置在打印頭120下方且通過固持器142連接到樞軸130的擦拭器單元140對應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)對應(yīng)于先前使用的打印頭120的擦拭器144旋轉(zhuǎn)直到通過目標(biāo)位置L1時，擦拭器開啟部146釋放其對對應(yīng)的擦拭器144的干涉，以使得對應(yīng)的擦拭器144旋轉(zhuǎn)回阻擋位置P1，以從先前使用的打印頭120的噴嘴124的尖端擦除殘余的塑形材料30，且先前使用的打印頭120的噴嘴124由對應(yīng)的擦拭器144覆蓋。
[0035]具體來說，如圖2所示，每一個擦拭器144中還包括延伸部14