自動(dòng)化3d成型的操作系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，包含建構(gòu)平臺，設(shè)有建構(gòu)腔室，建構(gòu)腔室中具有建構(gòu)材料；升降機(jī)構(gòu)，可將該建構(gòu)腔室推送上升或下降；建構(gòu)位移平臺；噴印模塊，噴印模塊上組配多個(gè)噴墨頭結(jié)構(gòu)，可噴印至建構(gòu)腔室上的建構(gòu)材料以完成3D實(shí)體模型；自動(dòng)化操作系統(tǒng)，包括自動(dòng)輸送裝置，自動(dòng)輸送裝置架構(gòu)于建構(gòu)腔室底部的升降機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，供承載輸送建構(gòu)腔室進(jìn)入升降機(jī)構(gòu)上方，以進(jìn)行3D實(shí)體模型的成型作業(yè)。
【專利說明】
自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種操作系統(tǒng)，尤指一種自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前RP技術(shù)發(fā)展出利用噴印技術(shù)結(jié)合載具精密定位技術(shù)的方式來生產(chǎn)3D的實(shí)體模型，其生產(chǎn)方式為先將一層粉末鋪設(shè)于載具上方并利用噴墨打印技術(shù)于部分粉末上噴印高粘度膠合劑，使膠合劑與粉末沾粘并固化，一直重復(fù)上述制程層層堆砌即可完成3D的實(shí)體模型。
[0003]已知通常以一般掃描往復(fù)噴印技術(shù)所采用的打印模塊I應(yīng)用于RP技術(shù)上。舉例來說，其如圖1所示，該一般掃描往復(fù)噴印技術(shù)所采用的打印模塊I設(shè)置于一主機(jī)體(未圖式)，以進(jìn)行噴印作業(yè)。該打印模塊I包括噴印平臺10、承載座12及至少一噴墨頭結(jié)構(gòu)11，該噴印平臺10包括架體101以及跨設(shè)于該架體101的傳動(dòng)軸102，承載座12穿設(shè)于該傳動(dòng)軸102上，且該至少一噴墨頭結(jié)構(gòu)11對應(yīng)設(shè)置于該承載座12上，故該承載座12及設(shè)置于其上的該至少一噴墨頭結(jié)構(gòu)11可相對于該噴印平臺10的該傳動(dòng)軸102以進(jìn)行X軸方向的往復(fù)式作動(dòng)。
[0004]當(dāng)該打印模塊I進(jìn)行RP技術(shù)的噴印作業(yè)時(shí)，透過該噴印平臺10帶著該承載座12及設(shè)置于其上的該至少一噴墨頭結(jié)構(gòu)11進(jìn)行一 X軸方向的往復(fù)式作動(dòng)，并再透過該噴墨頭結(jié)構(gòu)11在該承載座12上可沿該傳動(dòng)軸102以進(jìn)行左右移動(dòng)的Y軸方向的往復(fù)式作動(dòng)，如此透過X軸及Y軸方向交互進(jìn)行的往復(fù)式作動(dòng)，可將該噴墨頭結(jié)構(gòu)11所容置的高粘度膠合劑噴涂在建構(gòu)載具(未圖示)所鋪設(shè)的建構(gòu)材料(未圖示)上，并一直重復(fù)上述制程以實(shí)施層層堆砌的作業(yè)，進(jìn)而可完成3D對象的實(shí)體模型(未圖標(biāo))。
[0005]上述已知一般掃描往復(fù)噴印技術(shù)所采用打印模塊I的噴印技術(shù)應(yīng)用于RP技術(shù)上來生產(chǎn)3D的實(shí)體模型，然由前述的說明即可獲知，此方式在成型速度上仍需要以多軸(即X軸、Y軸)相互位移到建構(gòu)載具所鋪設(shè)建構(gòu)材料上以實(shí)施噴印作業(yè)，即使每分鐘可打印2?4層，但在成型較大尺寸的對象時(shí)，此不停相互交錯(cuò)的位移時(shí)間，則需耗費(fèi)數(shù)個(gè)鐘頭、甚至于更久時(shí)間才能成型完成。
[0006]此外，上述已知一般掃描往復(fù)噴印技術(shù)所采用打印模塊I的噴印技術(shù)應(yīng)用于RP技術(shù)上來生產(chǎn)3D的實(shí)體模型，該RP技術(shù)實(shí)施裝置上，往往建構(gòu)腔室的體積尺寸大小會(huì)考慮到打印模塊I的噴墨頭結(jié)構(gòu)11所能掃描往復(fù)的最佳精度行程，因此欲要成型3D的實(shí)體模型的建構(gòu)腔室體積大小也會(huì)受到限制。
[0007]是以，就目前快速成型裝置產(chǎn)業(yè)而言，其所面臨的技術(shù)瓶頸即為成型速度問題，要如何去改善該多個(gè)問題，是目前產(chǎn)業(yè)上急需去解決的主要課題。
[0008]因此在此產(chǎn)業(yè)上RP技術(shù)發(fā)展出一種頁寬噴印的快速成型裝置，俾解決已知采用一般掃描往復(fù)噴印技術(shù)以進(jìn)行快速成型作業(yè)時(shí)會(huì)導(dǎo)致的成型速度慢及3D的實(shí)體模型體積大小受到限制的問題，以及采用適當(dāng)尺寸需求的頁寬噴印模塊來配置獲得大體積尺寸的建構(gòu)腔室設(shè)計(jì)來完成實(shí)施較大尺寸的3D實(shí)體模型的成型。
[0009]然，目前快速成型裝置配置大體積尺寸的建構(gòu)腔室設(shè)計(jì)來完成實(shí)施較大尺寸的3D實(shí)體模型的成型，但成型完的3D實(shí)體模型要如何在大體積尺寸的建構(gòu)腔室中取出，也是目前產(chǎn)業(yè)上急需去解決的另一個(gè)主要課題。
[0010]有鑒于此，如何發(fā)展一種成型速度快且作業(yè)簡便的成型裝置，實(shí)為目前迫切需要解決的問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0011]本發(fā)明的主要目的在于提供一種自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，俾解決已知在大體積尺寸的建構(gòu)腔室中取出3D實(shí)體模型受到作業(yè)限制的問題，采用自動(dòng)循環(huán)輸送建構(gòu)腔室的自動(dòng)化操作系統(tǒng)，來完成成型速度快且自動(dòng)快速取成型物循環(huán)作業(yè)的快速成型裝置。
[0012]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實(shí)施態(tài)樣為一種自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，包含:一建構(gòu)平臺，設(shè)有一建構(gòu)腔室，建構(gòu)腔室中具有建構(gòu)材料；一升降機(jī)構(gòu)，可將該建構(gòu)腔室推送上升或下降；一建構(gòu)位移平臺；一噴印模塊，該噴印模塊上組配該多個(gè)噴墨頭結(jié)構(gòu)，可噴印至建構(gòu)腔室上建構(gòu)材料以完成3D實(shí)體模型；一自動(dòng)化操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括一自動(dòng)輸送裝置，該自動(dòng)輸送裝置架構(gòu)該建構(gòu)腔室底部的該升降機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，供承載輸送該建構(gòu)腔室進(jìn)入該升降機(jī)構(gòu)上方，以進(jìn)行3D實(shí)體模型成型作業(yè)。
【【附圖說明】】
[0013]圖1是為已知噴印模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2A是為本發(fā)明較佳實(shí)施例的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2B是為本發(fā)明較佳實(shí)施例的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)的俯視圖。
[0016]圖2C是為本發(fā)明較佳實(shí)施例的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)的剖面圖。
[0017]圖3是為本發(fā)明較佳實(shí)施例的的頁寬噴印模塊及建構(gòu)腔室的相對位置的上視示意圖。
[0018]圖4是為本發(fā)明較佳實(shí)施例的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)輸送的示意圖。
[0019]圖5是為本發(fā)明較佳實(shí)施例的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)與各工作站間的連接關(guān)系示意圖。
【主要附圖標(biāo)記說明】
[0020]1:打印模塊
[0021]10、202:噴印平臺
[0022]102:傳動(dòng)軸
[0023]11,201:噴墨頭結(jié)構(gòu)
[0024]12:承載座
[0025]2:快速成型裝置
[0026]20:噴印模塊
[0027]21:建構(gòu)位移平臺
[0028]211:鋪料推送組件
[0029]212:驅(qū)動(dòng)位移機(jī)構(gòu)
[0030]22:建構(gòu)平臺
[0031]221:供料容器
[0032]222:建構(gòu)腔室
[0033]224:升降機(jī)構(gòu)
[0034]23:自動(dòng)化操作系統(tǒng)
[0035]231:自動(dòng)輸送裝置
[0036]2311:軌道
[0037]3:粉末清理回收站
[0038]4:結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理站
[0039]5:外型色彩后處理站
[0040]X:X 軸
[0041]S:建構(gòu)腔室的寬度
[0042]W:打印寬度
[0043]Y:Y 軸
[0044]Z:Ζ 軸
【【具體實(shí)施方式】】
[0045]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖式在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用于限制本發(fā)明。
[0046]如圖2Α、圖2Β、圖2C、圖3、圖4及圖5所示，本發(fā)明提供一種自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，該快速成型裝置2主要包括噴印模塊20、建構(gòu)位移平臺21、建構(gòu)平臺22及自動(dòng)化操作系統(tǒng)23等組件。
[0047]該噴印模塊20架構(gòu)于該建構(gòu)位移平臺21上，該噴印模塊20可借由該建構(gòu)位移平臺21的帶動(dòng)，而位移至該建構(gòu)平臺22的上方。至于該建構(gòu)位移平臺21，主要借由一驅(qū)動(dòng)位移機(jī)構(gòu)212的帶動(dòng)，進(jìn)而使其可相對于該建構(gòu)平臺22進(jìn)行X軸方向的水平位移，以及該建構(gòu)平臺22中架構(gòu)一供料容器221及一建構(gòu)腔室222，該供料容器221用以供建構(gòu)材料暫存，并可借由該建構(gòu)位移平臺21位移至該供料容器221時(shí)，透過該供料容器221下方設(shè)置的升降機(jī)構(gòu)(未圖示)推送一定需求量的建構(gòu)材料至最上層，并與該建構(gòu)平臺22保持一水平推移堆積量，再由架構(gòu)于該建構(gòu)位移平臺21上的一鋪料推送組件211將該供料容器221最上層的建構(gòu)材料推送滾壓至鄰接的該建構(gòu)腔室222中，其后再由該噴印模塊20于建構(gòu)材料上進(jìn)行噴印作業(yè)，以層層堆砌出一立體對象。
[0048]當(dāng)然，上述噴印模塊20可為一般掃描往復(fù)噴印技術(shù)所采用的打印模塊?；蚴窍鄬τ谝话銙呙柰鶑?fù)噴印技術(shù)無需要掃描往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)施噴印的頁寬噴印模塊。如圖4所示，該噴印模塊20包括至少一噴印平臺202及多個(gè)噴墨頭結(jié)構(gòu)201，且該噴印平臺202上組配該多個(gè)噴墨頭結(jié)構(gòu)201以形成至少一頁寬噴印單元，再如圖3所示，該頁寬噴印單元形成一打印寬度W橫跨大于或等于建構(gòu)腔室222的寬度S，相對噴印模塊20 —次噴印可完全涵蓋建構(gòu)腔室222的寬度S，無需如一般掃描往復(fù)實(shí)施噴印節(jié)省許多噴印時(shí)間。
[0049]由上述所知，本發(fā)明實(shí)施例為提供一種頁寬打印模塊20，相對可以實(shí)施較大尺寸的3D實(shí)體模型的成型，其建構(gòu)腔室222不會(huì)受到已知打印模塊I的噴墨頭結(jié)構(gòu)11所能掃描往復(fù)的最佳精度行程的影響，可以設(shè)計(jì)到無限大。當(dāng)然，提供一種建構(gòu)腔室222的體積不可能無限大，本發(fā)明就以最佳建構(gòu)腔室222體積尺寸來搭配適當(dāng)尺寸需求的頁寬噴印模塊20設(shè)計(jì)，以完成可成型實(shí)施大型尺寸的3D實(shí)體模型的快速成型裝置2。
[0050]而本發(fā)明快速成型裝置2配置大體積尺寸的建構(gòu)腔室222設(shè)計(jì)來完成實(shí)施較大尺寸的3D實(shí)體模型的成型，但成型完的3D實(shí)體模型要如何在大體積尺寸的建構(gòu)腔室222中取出，乃利用一種自動(dòng)化操作系統(tǒng)23來完成，以下就本發(fā)明自動(dòng)化操作系統(tǒng)23最佳實(shí)施例來說明:
[0051]請同時(shí)參閱圖2A及圖4，本發(fā)明快速成型裝置2主要在該建構(gòu)平臺22中所架構(gòu)該建構(gòu)腔室222底部推送上升或下降的升降機(jī)構(gòu)224中橫架一自動(dòng)化操作系統(tǒng)23，該自動(dòng)化操作系統(tǒng)23可將成型完的3D實(shí)體模型承載于該建構(gòu)腔室222中輸送至下一個(gè)工作站去進(jìn)行粉末清理回收處理、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理作業(yè)以及外型色彩后處理作業(yè)等工作，并將空的建構(gòu)腔室222輸送至升降機(jī)構(gòu)224上方，繼續(xù)以快速成型裝置2進(jìn)行下一個(gè)3D實(shí)體模型的成型作業(yè)，達(dá)成一種成型速度快且可自動(dòng)快速取成型物循環(huán)作業(yè)的成型裝置。
[0052]上述自動(dòng)化操作系統(tǒng)23主要包括一自動(dòng)輸送裝置231，可橫架于快速成型裝置2兩側(cè)，可進(jìn)一步連接粉末清理回收處理站3、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理站4以及連接外型色彩后處理站5等等(如圖5所示)，最后再連接至快速成型裝置2上以進(jìn)行循環(huán)輸送作業(yè)。如此，將成型完成的3D實(shí)體模型承載于該建構(gòu)腔室222中輸送至下一個(gè)工作站去進(jìn)行粉末清理回收處理作業(yè)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理作業(yè)以及外型色彩后處理作業(yè)等工作，并將無承載建構(gòu)材料的建構(gòu)腔室222輸送至升降機(jī)構(gòu)224上方，繼續(xù)以快速成型裝置2進(jìn)行下一個(gè)3D實(shí)體模型的成型作業(yè)，達(dá)成一種成型速度快且自動(dòng)快速取成型物循環(huán)作業(yè)的成型裝置。
[0053]如圖4所示，該自動(dòng)輸送裝置231在本實(shí)施例上為包括有一輸送軌道2311，但不限于此，當(dāng)然也可以其它輸送帶方式等等。該輸送軌道2311架構(gòu)于該建構(gòu)腔室222底部推送上升或下降的升降機(jī)構(gòu)224的兩側(cè)，且該自動(dòng)輸送裝置231也包括有一檢測定位輸送機(jī)構(gòu)(未圖示)，可控制該建構(gòu)腔室222承載于該輸送軌道2311上檢測定點(diǎn)定位而停止，以后續(xù)受控制進(jìn)入工作站上進(jìn)行承載3D實(shí)體模型成型作業(yè)、粉末清理回收處理、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理作業(yè)以及外型色彩后處理作業(yè)等工作。
[0054]又以圖4為例，該建構(gòu)腔室222承載于該快速成型裝置2的左側(cè)輸送軌道2311上，受檢測定位輸送機(jī)構(gòu)(未圖示)檢測定點(diǎn)定位而停止，進(jìn)而受控制進(jìn)入承載于升降機(jī)構(gòu)224上，如此升降機(jī)構(gòu)224將該建構(gòu)腔室222推送上升或下降去承載完成3D實(shí)體模型成型作業(yè)；再者，該完成3D實(shí)體模型成型作業(yè)的建構(gòu)腔室222也可以利用升降機(jī)構(gòu)224推送下降至該輸送軌道2311同一水平位置上，再受到檢測定位輸送機(jī)構(gòu)(未圖示)控制推送至該快速成型裝置2的右側(cè)輸送軌道2311上繼續(xù)輸送至下一個(gè)工作站進(jìn)行后續(xù)處理作業(yè)。
[0055]以圖4及圖5所示為例，該完成3D實(shí)體模型成型作業(yè)的建構(gòu)腔室222承載于該輸送軌道2311上，同樣受到檢測定位輸送機(jī)構(gòu)(未圖示)控制推送至粉末清理回收站3上進(jìn)行處理作業(yè)，或者至結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理站4上進(jìn)行處理作業(yè)，或者至外型色彩后處理站5上進(jìn)行處理作業(yè)，而處理完成空的建構(gòu)腔室222也可以利用該輸送軌道2311輸送至該快速成型裝置2的升降機(jī)構(gòu)224上方，以繼續(xù)將該建構(gòu)腔室222推送上升或下降去承載完成3D實(shí)體模型成型作業(yè)，如此作業(yè)方式可達(dá)成自動(dòng)快速取成型物循環(huán)作業(yè)的快速成型裝置。
[0056]綜上所述，本發(fā)明提供一種自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，俾解決已知在大體積尺寸的建構(gòu)腔室中取出3D實(shí)體模型受到作業(yè)限制的問題，采用自動(dòng)循環(huán)輸送建構(gòu)腔室的自動(dòng)化操作系統(tǒng)，來完成成型速度快且自動(dòng)快速取成型物循環(huán)作業(yè)。
[0057]本發(fā)明得由熟知此技術(shù)的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利范圍所欲保護(hù)者。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，包含: 一建構(gòu)平臺，設(shè)有一建構(gòu)腔室，該建構(gòu)腔室中具有一建構(gòu)材料； 一升降機(jī)構(gòu)，可將該建構(gòu)腔室推送上升或下降； 一建構(gòu)位移平臺； 一噴印模塊，該噴印模塊上組配多個(gè)噴墨頭結(jié)構(gòu)，可噴印至該建構(gòu)腔室上的該建構(gòu)材料以完成一 3D實(shí)體模型； 一自動(dòng)化操作系統(tǒng)，包括一自動(dòng)輸送裝置，該自動(dòng)輸送裝置架構(gòu)于該建構(gòu)腔室底部的該升降機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，供承載輸送該建構(gòu)腔室進(jìn)入該升降機(jī)構(gòu)上方，以進(jìn)行3D實(shí)體模型成型作業(yè)。2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該建構(gòu)位移平臺架構(gòu)于該建構(gòu)平臺上，以進(jìn)行相對位移，并將該建構(gòu)材料推送至該建構(gòu)腔室內(nèi)。3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該噴印模塊架構(gòu)于該建構(gòu)位移平臺上，并連動(dòng)于該建構(gòu)位移平臺進(jìn)行往復(fù)位移。4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該噴印模塊包括至少一噴印平臺及該多個(gè)噴墨頭結(jié)構(gòu)，且該噴印平臺上組配該多個(gè)噴墨頭結(jié)構(gòu)以形成至少一頁寬噴印單元。5.如權(quán)利要求4所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，每一該頁寬噴印單元形成一打印寬度橫跨大于或等于該建構(gòu)腔室的寬度。6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該自動(dòng)化操作系統(tǒng)的該自動(dòng)輸送裝置為一輸送軌道。7.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該自動(dòng)化操作系統(tǒng)更進(jìn)一步包括一檢測定位輸送機(jī)構(gòu)，而該檢測定位輸送機(jī)構(gòu)可控制及推送該建構(gòu)腔室，以使其承載于該輸送軌道上檢測定點(diǎn)定位而停止，并進(jìn)入該升降機(jī)構(gòu)上方，以進(jìn)行3D實(shí)體模型成型作業(yè)。8.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該自動(dòng)化操作系統(tǒng)更進(jìn)一步包括一粉末清理回收處理站，使該自動(dòng)輸送裝置可承載輸送該建構(gòu)腔室至該粉末清理回收處理站后，將該建構(gòu)腔室中3D實(shí)體模型與剩余建構(gòu)材料分離并回收該建構(gòu)材料。9.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該自動(dòng)化操作系統(tǒng)更進(jìn)一步包括一結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理站，使該自動(dòng)輸送裝置可承載輸送該3D實(shí)體模型至該結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理站，使該3D實(shí)體模型可進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后處理。10.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該自動(dòng)化操作系統(tǒng)更進(jìn)一步包括一外型色彩后處理站，使該自動(dòng)輸送裝置可承載輸送該3D實(shí)體模型至該外型色彩后處理站，使該3D實(shí)體模型可進(jìn)行外型色彩后處理。11.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化3D成型的操作系統(tǒng)，其特征在于，該自動(dòng)化操作系統(tǒng)的自動(dòng)輸送裝置供承載輸送該建構(gòu)腔室，離開該噴印模塊處后，將該建構(gòu)腔室中的該3D實(shí)體模型與剩余的該建構(gòu)材料分離并回收該建構(gòu)材料，該建構(gòu)腔室再借由該自動(dòng)輸送裝置循環(huán)運(yùn)回至該噴印模塊處，該建構(gòu)腔室接受噴印以完成新的3D實(shí)體模型，達(dá)成自動(dòng)化3D成型作業(yè)。
【文檔編號】B29C67/00GK106032062SQ201510114492
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月16日
【發(fā)明人】莫皓然, 韓永隆, 黃啟峰
【申請人】研能科技股份有限公司