CN104416901B - 线材熔接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线材熔接装置，包括第一本体、第二本体及加热单元。第一本体包括第一表面。第二本体枢接于第一本体，以相对第一本体旋转而与第一本体呈现展开或闭阖状态，且第二本体具有第二表面，以在第一本体与第二本体呈闭阖状态时，第二表面与第一表面共同定义出密合的容置沟槽，用以容置彼此对接的独立两线材。第一表面、第二表面与容置沟槽各配置导热区域，且在第一本体与第二本体呈闭阖状态时，导热区域彼此接触。加热单元配置在第一本体或第二本体上，并接触导热区域的其中之一，以加热熔融两线材的对接点，以将两线材熔接成熔接线材。
Description
技术领域
本发明是有关于一种熔接装置，且特别是有关于一种线材熔接装置。
背景技术
随着电脑辅助制造（Computer-Aided Manufacturing,CAM）的进步，制造业发展了快速成型技术（Rapid Prototyping,RP），能很迅速的将设计原始构想制造出来。立体打印即属于快速成形技术的一种，它是一种以数字立体模型为基础，通过将熔融状态的建造材料逐层堆叠累积的方式来构造立体物体的技术，也就是所谓的熔融沉积法（Fused Deposition Modeling，FDM）。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成的零部件，意味着“立体打印”这项技术的普及。
目前的立体打印装置通常是利用由建造材料所构成的固态线材经过加热后，使建造材料呈现熔融状态，再经由立体打印装置的打印头挤出，以将熔融的建造材料逐层由下往上堆叠在立体打印装置的基座上而形成立体物体。然而，若在立体打印的过程中，固态线材使用完毕，则会造成打印的终止，而须换上新的固态线材再重新打印。因此，目前的立体打印设备在使用上仍旧十分地不便。
发明内容
本发明提供一种线材熔接装置，其可将线材与另一线材进行熔接以形成新的线材。
本发明的一种线材熔接装置包括第一本体以及第二本体。第一本体具有第一表面。第二本体枢接于第一本体，以相对第一本体旋转而与第一本体呈现展开或闭阖状态。第二本体具有第二表面，以在第一本体与第二本体呈闭阖状态时第二表面与第一表面定义出密合的容置沟槽，用以容置彼此对接的独立两线材。第一表面、第二表面与容置沟槽各配置导热区域，且在第一本体与第二本体呈闭阖状态时，导热区域彼此接触。加热单元配置在第一本体或第二本体上，并接触导热区域的其中之一，以加热熔融两线材的对接点，以将两线材熔接成熔接线材。
在本发明的一实施例中，上述的线材熔接装置还包括加热控制界面，用以电性连接该加热单元，以控制该加热单元对该些导热区域进行加热的开关切换及温度调整。
在本发明的一实施例中，上述的线材熔接装置还包括第一隔热元件，配置在第一表面与位于第一表面的导热区域之间，并分别暴露导热区域面向第二表面的导热面。
在本发明的一实施例中，上述的线材熔接装置还包括第二隔热元件，配置在第二表面与位于第二表面的导热区域之间，并分别暴露导热区域面向第一表面的导热面。
在本发明的一实施例中，上述的线材熔接装置还包括裁切件，设置于第二表面。各线材适于承放在第一表面上，以在第一本体与第二本体由展开状态旋转至闭阖状态时裁切各线材，以在各线材上形成裁切面。各裁切面适于彼此接触而拼合成对接点。
在本发明的一实施例中，上述的裁切件的裁切侧面为非平面表面。
在本发明的一实施例中，上述的裁切件的裁切侧面呈波浪状或锯齿状。
在本发明的一实施例中，上述的容置沟槽沿着第二本体的长轴横跨第二表面。
在本发明的一实施例中，上述的第二本体还包括与第一本体枢接的枢接端以及与枢接端相对的自由端。裁切件设置于枢接端。
在本发明的一实施例中，上述的第一本体还包括让位凹槽，对应裁切件设置。在第一本体与第二本体呈闭阖状态时，让位凹槽适于容置裁切件。
在本发明的一实施例中，上述的裁切件可拆卸地设置在第二表面上。
基于上述，本发明的线材熔接装置包括彼此枢接的第一本体以及第二本体，使第二本体适于相对第一本体旋转而呈展开状态以及闭阖状态。第一本体以及第二本体各具有导热区域，并适于通过加热单元对其进行加热。如此，即可将待熔接的两线材彼此对接而设置在第一本体的容置沟槽内，并将第二本体相对第一本体旋转至闭阖状态而对两线材的对接点进行加热熔融，以将两线材熔接成新的熔接线材。如此配置，本发明的线材熔接装置可应用于任何适用的场合，以对任两待熔接的线材进行熔接。
为让本发明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为依照本发明的一实施例的一种线材熔接装置呈展开状态的示意图；
图2为图1的线材熔接装置呈闭阖状态的示意图；
图3为图1的两线材熔接成熔接线材的示意图；
图4为依照本发明的一实施例的一种线材熔接装置呈展开状态的示意图；
图5为图4的线材熔接装置呈展开状态的侧视示意图；
图6为图4的裁切件的示意图；
图7为依照本发明的另一实施例的裁切件的示意图；
图8为图4的线材熔接装置呈闭阖状态的示意图。
附图标记说明：
10：熔接线材；
12、14：线材；
16：对接点；
100：线材熔接装置；
110：第一本体；
112：第一表面；
114：第一导热区域；
116：让位凹槽；
120：第二本体；
120a：枢接端；
120b：自由端；
122：第二表面；
124：第二导热区域；
126：容置沟槽；
130：加热控制界面；
142：第一隔热元件；
144：第二隔热元件；
150：裁切件；
152：裁切侧面；
160：加热单元；
D1：旋转方向；
M1：力臂；
S：容置空间；
θ：锐角。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的各实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列各实施例中，采用相同的标号来表示相同或近似的元件。
图1为依照本发明的一实施例的一种线材熔接装置呈展开状态的示意图。图2为图1的线材熔接装置呈闭阖状态的示意图。在此须说明的是，为了更清楚线材熔接装置100的内部构造，图2中的第二本体120以透视的方式呈现。请同时参照图1以及图2，在本实施例中，线材熔接装置100包括第一本体110、第二本体120以及加热单元160。第一本体110具有第一表面112及第一导热区域114。第一本体110可如图1所示地暴露第一导热区域114的导热面。第二本体120枢接于第一本体110，以沿旋转方向D1相对第一本体110旋转，而使第二本体120可与第一本体110呈现如图1所示的展开状态以及如图2所示的闭阖状态。第二本体120如图1所示包括第二表面122以及第二导热区域124。第二导热区域124与第一导热区域114的设置位置对应，且第二本体120暴露第二导热区域124的导热面。也就是说，第一表面112及第二表面122各配置导热区域114、124以在第二本体120与第一本体110呈现如图2所示的闭阖状态时，导热区域114、124彼此接触。并且，第一表面112及第二表面如图1所示分别具有沟槽，沟槽分别通过导热区域114、124，以在第一本体110与第二本体120呈现如图2所示的闭阖状态时共同定义出密合的容置沟槽126，用以容置彼此对接的独立两线材12、14，且容置沟槽126通过导热区域114、124。在本实施例中，加热单元160可配置在第一本体110或第二本体120上，并接触导热区域114、124的其中之一。在本实施例中，加热单元160可为任何能将电能转换成热能的加热元件，以对导热区域114、124的其中之一进行加热，并藉由导热区域114、124的彼此接触而将热能传导至导热区域114、124的其中之另一。
图3为图1的两线材熔接成熔接线材的示意图。请同时参照图1至图3，在本实施例中，容置沟槽126可如图1所示沿着第二本体120的长轴横跨第二表面122并通过第二导热区域124，以在第一本体110与第二本体120呈如图2所示的闭阖状态时定义出密合的容置空间S。容置空间S适于容置如图1所示的彼此对接的独立两线材12、14。在此须说明的是，图1所示的线材12、14为各自独立且分开的两线材，其各自的端点仅相互接触而不具接着力。如此，上述独立且分开的两线材12、14以彼此对接的方式置放于容置沟槽126后，便可将第二本体120往第一本体110的方向旋转，以使第一本体110与第二本体120呈现如图2所示的闭阖状态而使两线材12、14位于密合的容置空间S内。此时，加热单元160通过第一导热区域114及第二导热区域124对两线材12、14的对接点16进行加热，以将两线材12、14熔接成如图3所示的熔接线材10。
在本实施例中，线材12、14可为立体打印装置（three-dimensional printer,3-D printer）的供料线。一般而言，立体打印装置的供料线可为由积层材料所组成的固态线材，并可例如通过加热单元对供料线进行加热，使积层材料呈现熔融状态而经由立体打印装置的打印头挤出，并将其逐层堆叠在立体打印装置的基座上而形成立体物体。线材12、14的其中之一可例如为立体打印装置正在使用中的供料线，而线材12、14的其中之另一则可为待替换的新供料线。本实施例的线材熔接装置100可将上述两供料线的各自两端点对接后置放于容置沟槽126，再将第二本体120往第一本体110的方向旋转至呈现如图2所示的闭阖状态，以通过加热单元160的加热以及第一导热区域114及第二导热区域124的热传导对两供料线的对接点16进行加热熔融，以将正在使用中的供料线以及待替换的新供料线熔接成连续的供料线，以供立体打印装置使用。当然，任何所属技术领域中具有通常知识者应了解，本实施例仅用以举例说明而并不局限于此。在本发明的其他实施例中，线材12、14亦可为任意两待熔接的线材，通过本实施例的线材熔接装置100将其熔接成新的熔接线材。
在本实施例中，线材熔接装置100还可包括如图2所示的加热控制界面130，用以电性连接加热单元160，以控制加热单元160对第一导热区域114以及第二导热区域124进行加热的开关切换及温度调整。举例而言，加热控制界面130可例如为按压式开关，两线材12、14以彼此对接的方式置放于容置沟槽126后，使用者可将第二本体120往第一本体110的方向旋转至第一本体110与第二本体120呈现闭阖状态，此时，使用者可再按压此加热开关130，以控制加热单元160对第一导热区域114及第二导热区域124开始进行加热而熔融两线材12、14的对接点16，使两线材12、14熔接成新的熔接线材10。当然，任何所属技术领域中具有通常知识者应了解，本实施例仅用以举例说明而并不局限于此。在本发明的其他实施例中，加热控制界面130可为推进式开关或其他任意形式的开关，只要其电性连接至加热单元160，使其能控制加热单元160对导热区域114、124开始以及停止加热或进行温度调整即为本发明所欲保护的范围。
除此之外，在本实施例中，线材熔接装置100还可包括第一隔热元件142以及第二隔热元件144。第一隔热元件142如图1所示配置在第一表面112与位于第一表面112的第一导热区域114之间，并暴露于第一导热区域114面向第二表面122的导热面。第二隔热元件144如图2所示配置在第二表面112与位于第二表面122的第二导热区域124之间，并如图1所示暴露于第二导热区域124面向第一表面122的导热面。也就是说，隔热元件142、144分别包覆导热区域114、124，并位于导热区域114、124与本体110、120之间，以降低导热区域114、124所产生的热对本体110、120所造成的伤害。
图4为依照本发明的一实施例的一种线材熔接装置呈展开状态的示意图。图5为图4的线材熔接装置呈展开状态的侧视示意图。请参照图4，在本实施例中，线材熔接装置100还可如图4所示包括裁切件150，设置于第二表面122。待熔接的线材12、14适于在进行加热熔接之前，先分别承放在第一表面112上。如此配置，裁切件150可在第二本体120沿旋转方向D1旋转至闭阖状态时，分别裁切各线材12、14，以在各线材12、14上形成裁切面。之后，即可将线材12、14的各裁切面彼此接触而拼合成如图1所示对接点16。在此须说明的是，图4以及图5仅绘示线材熔接装置100裁切线材12的示意图。如此，两线材12、14的裁切面可彼此吻合而适于完全接触，进而可增进两线材12、14熔接后的接合力。在本实施例中，第二本体120如图5所示还可包括与第一本体110枢接的枢接端120a以及与枢接端120a相对的自由端120b，而裁切件150则可设置于枢接端120a。如此，在第二本体120如图5所示沿旋转方向D1旋转以裁切线材12、14时，由于裁切件150设置于远离自由端120b的枢接端120a，因而可具有较长的力臂M1，让使用者能通过杠杆原理而轻易地裁切线材12、14。
图6为图4的裁切件的示意图。图7是依照本发明的另一实施例的裁切件的示意图。请同时参照图4、图6以及图7，承上述，裁切件150可如图6所示为刀片，其裁切侧面152（也就是刀片的相对两侧面）可为平面，且裁切件150的长轴与容置沟槽126的长轴可如图6所示夹锐角θ而不彼此垂直，使裁切后的各线材12、14的裁切面呈斜面，以增加各线材12、14彼此对接时的接触面积，进而可增加线材12、14熔接之后彼此之间的接合力。此外，在如图7所示的实施例中，裁切件150的裁切侧面152也可为非平面表面，也就是说，裁切件150的裁切侧面并非如图6所示的为平面。更具体来说，裁切件150的裁切侧面可如图7所示而呈波浪状或锯齿状，以使各线材12、14的裁切面呈波浪状或锯齿状的斜面，以进一步增加线材12、14熔接之后彼此间的接合力。
图8为图4的线材熔接装置呈闭阖状态的示意图。请同时参照图4以及图8，在本实施例中，第一本体110还包括让位凹槽116，对应裁切件150设置。在第一本体110与第二本体120呈闭阖状态时，裁切件150可位于让位凹槽116内。如此，在第二本体120如图4所示地沿旋转方向D1旋转时，裁切件150随着第二本体120往第一本体110靠近，以裁切线材12、14，并在裁切线材12、14后位于第一本体110的让位凹槽116内，使第一本体110与第二本体120可呈完全闭阖的状态。此外，本实施例的裁切件150可拆卸地设置在第二表面122上。如此，在利用裁切件150分别裁切待熔接的两线材12、14后，即可将裁切件150自线材熔接装置100上移除。接着，便可将裁切后的两线材12、14的裁切面以对接的方式置放在容置沟槽126上，再将第二本体120往第一本体110的方向旋转至如图8所示的闭阖状态，以利用第一导热区域114及第二导热区域124共同加热两线材12、14的裁切面相接触的对接点16，以将两线材12、14熔接成例如为图3所示的熔接线材10。
综上所述，本发明的线材熔接装置包括彼此枢接的第一本体以及第二本体，使第二本体适于相对第一本体旋转而呈展开状态以及闭阖状态，其中，第一本体以及第二本体各具有导热区域，并适于通过加热单元对其进行加热。如此，即可将待熔接的两线材彼此对接而设置在第一本体的容置沟槽内，并将第二本体相对第一本体旋转至闭阖状态而对两线材的对接点进行加热熔融，以将两线材熔接成新的熔接线材。
本发明可应用于熔接立体打印装置的供料线，以将正在使用中的供料线与待替换的新供料线进行熔接。如此，若在立体打印的过程中发现供料线即将用完，即可利用本发明的线材熔接装置将正在使用中的供料线与待替换的新供料线熔接成连续的供料线，以供立体打印装置继续使用，而无须中止打印来更换供料线甚至在更换供料线后重新进行打印。当然，本发明也可应用于任何适用的场合，以对任两待熔接的线材进行熔接。此外，本发明的线材熔接装置还可包括可拆卸的裁切件，以在待熔接的线材进行熔接之前，先分别对其进行裁切，以使两线材的接触面可彼此吻合而完全接触，以增进两线材熔接后的接合力。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种线材熔接装置，其特征在于，包括：
第一本体，具有第一表面；
第二本体，枢接于该第一本体，以相对该第一本体旋转而与该第一本体呈现展开状态或闭阖状态，且该第二本体具有第二表面，以在该第一本体与该第二本体呈该闭阖状态时该第二表面与该第一表面共同定义出密合的容置沟槽，用以容置彼此对接的独立两线材，该第一表面及该第二表面各配置导热区域，该容置沟槽通过该些导热区域，且在该第一本体与该第二本体呈该闭阖状态时，该些导热区域彼此接触；
加热单元，配置在该第一本体或该第二本体上，并接触该些导热区域的其中之一，以加热熔融该两线材的对接点而将该两线材熔接成熔接线材；以及
裁切件，设置于该第二表面，各该线材适于承放在该第一表面上，以在该第一本体与该第二本体由该展开状态旋转至该闭阖状态时裁切各该线材，以在各该线材上形成裁切面，各该裁切面适于彼此接触而拼合成该对接点。
2.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，还包括加热控制界面，用以电性连接该加热单元，用以控制该加热单元对该些导热区域进行加热的开关切换及温度调整。
3.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，还包括第一隔热元件，配置在该第一表面与位于该第一表面的导热区域之间，并分别暴露该导热区域面向该第二表面的导热面。
4.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，还包括第二隔热元件，配置在该第二表面与位于该第二表面的导热区域之间，并分别暴露该导热区域面向该第一表面的导热面。
5.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，该容置沟槽沿着该第二本体的长轴横跨该第二表面。
6.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，该裁切件的裁切侧面为非平面表面。
7.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，该裁切件的裁切侧面呈波浪状或锯齿状。
8.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，该第二本体还包括与该第一本体枢接的枢接端以及与该枢接端相对的自由端，该裁切件设置于该枢接端。
9.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，该第一本体还包括让位凹槽，对应该裁切件设置，在该第一本体与该第二本体呈该闭阖状态时，该让位凹槽适于容置该裁切件。
10.根据权利要求1所述的线材熔接装置，其特征在于，该裁切件可拆卸地设置在该第二表面上。
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