CN105082532A - 用于三维打印机的成型装置及三维打印机 - Google Patents

用于三维打印机的成型装置及三维打印机 Download PDF

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Abstract

一种用于三维打印机的成型装置，该三维打印机具有一升降机构，该升降机构带动该成型装置移动。该成型装置包含一成型机构及一夹持机构。成型机构包括一万向接头、一穿设于万向接头的轴杆，及一连接于轴杆底端的成型平台。夹持机构包括一具有一第一臂部及一第二臂部的夹持臂。第一臂部及第二臂部可调整地相配合共同夹置万向接头，以固持并带动成型机构往上移动且使成型平台在移动过程中保持其平行度。

Description

用于三维打印机的成型装置及三维打印机
技术领域
本发明涉及一种成型装置，特别是涉及一种用于三维打印机的成型装置及三维打印机。
背景技术
在3D打印(3Dprinting)的技术中，立体光固成型法(Stereolithography,SLA)为3D打印的其中一种方式。而利用SLA的3D打印机是于盛料容器内放入光敏树脂，借由该光敏树脂接收相应的光波长而达固化成型。
目前的3D打印机包含一盛料容器、一激光器、一扫描仪，及一成型机构。该激光器位置低于该盛料容器，用于发射一激光束至该扫描仪。而该扫描仪位于该盛料容器的正下方，将该激光束反射至该盛料容器的底壁并照射于该光敏树脂，以执行该光敏树脂的固化制作编程。该成型机构包括一成型平台，该成型平台可穿伸入该盛料容器内，并可相对于该底壁上下移动，借以拉伸该光敏树脂固化后的一制品。
但在SLA的3D打印技术中，该成型平台与该盛料容器的平行度及两者之间的相对位置对于成型的精密度非常重要，因此需要有一套便于调整平行度及高度的结构。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于三维打印机的成型装置及三维打印机，能精确地调整成型平台。
本发明的目的在于，提供一种用于三维打印机的成型装置及三维打印机，能精密地自动调整成型平台与盛料容器的平行度及两者之间的相对位置。
于是，本发明用于三维打印机的成型装置的一种实施态样，包含一万向接头、一轴杆，及一夹持机构。该轴杆一端穿设于该万向接头，另一端连接一成型平台。该夹持机构一端连接该三维打印机的一升降机构，另一端延伸出一夹持臂。该夹持臂具有一第一臂部及一第二臂部，该第一臂部及该第二臂部配合调整夹置该万向接头。
本发明的一种实施态样中，还包含一盛料容器，该盛料容器用于盛装具光固化性之液体并包括一底壁，该成型平台可容置于该盛料容器并能平贴于该底壁，用于供该液体固化成型，而该夹持机构能固持并带动该成型平台往上移动且使该成型平台在移动过程中与该底壁保持平行。
于本发明实施态样中，其中，该夹持机构还包括一扣合单元，该扣合单元具有一设置于该第一臂部的第一扣合部，及一设置于该第二臂部的第二扣合部，该第一扣合部与该第二扣合部相扣合，能使该第一臂部与该第二臂部将该万向接头夹置固定。
于本发明实施态样中，其中，该第一扣合部与该第二扣合部其中之一是一扣环，其中另一是一凸柱。
于本发明实施态样中，其中，该夹持机构的夹持臂具有一第一臂段，及一第二臂段，该第一臂段具有该第一臂部、一第一磁性吸附部，及一位于该第一臂部与该第一磁性吸附部之间的第一枢接部，而该第二臂段具有该第二臂部、一与该第一磁性吸附部相间隔的第二磁性吸附部，及一位于该第二臂部及该第二磁性吸附部之间并与该第一枢接部相枢接的第二枢接部，且该夹持机构还包括一电磁单元，及一弹性单元，该电磁单元介于该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部之间，而该弹性单元的两端分别连接于该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部，当该电磁单元通电时，该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部分别磁性吸附于该电磁单元，并共同压缩该弹性元件；而当该电磁单元未通电时，该弹性元件借弹性回复力分别推抵该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部，使该第一臂部及该第二臂部相配合夹置固定该万向接头。
于是，本发明三维打印机，包含一机架、一盛料容器、一升降机构、一夹持机构、一成型机构、一激光器，及一扫描仪。该盛料容器装设于该机架上，并用于盛装具光固化性的液体。该升降机构设置于该机架的一侧。该夹持机构一端连接该升降机构，另一端延伸出一夹持臂。该成型机构包括一万向接头、一穿设于该万向接头的轴杆，及一连接于该轴杆底端的成型平台。该万向接头设置于该夹持臂内，借该万向接头搭配该夹持臂调整夹置该成型机构。该激光器用于发射一激光束。该扫描仪用于将该激光束反射至该盛料容器并照射于该液体。
于本发明实施态样中，该盛料容器包括一底壁，该成型机构的成型平台可容置于该盛料容器并能平贴于该底壁，用于供该液体固化成型，而该夹持机构能固持并带动该成型机构往上移动且使该成型平台在移动过程中与该底壁保持平行。
于本发明实施态样中，该夹持机构的夹持臂还包括一第一臂部及一第二臂部，该夹持机构还包括一扣合单元，该扣合单元具有一设置于该第一臂部的第一扣合部，及一设置于该第二臂部的第二扣合部，该第一扣合部与该第二扣合部相扣合，能使该第一臂部与该第二臂部将该万向接头夹置固定。
于本发明实施态样中，该第一扣合部与该第二扣合部其中之一是一扣环，其中另一是一凸柱。
于本发明实施态样中，该夹持机构的夹持臂具有一第一臂段，及一第二臂段，该第一臂段具有该第一臂部、一第一磁性吸附部，及一位于该第一臂部与该第一磁性吸附部之间的第一枢接部，而该第二臂段具有该第二臂部、一与该第一磁性吸附部相间隔的第二磁性吸附部，及一位于该第二臂部及该第二磁性吸附部之间并与该第一枢接部相枢接的第二枢接部，且该夹持机构还包括一电磁单元，及一弹性单元，该电磁单元介于该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部之间，而该弹性单元的两端分别连接于该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部，当该电磁单元通电时，该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部分别磁性吸附于该电磁单元，并共同压缩该弹性元件；而当该电磁单元未通电时，该弹性元件借弹性回复力分别推抵该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部，使该第一臂部及该第二臂部相配合夹置固定该成型机构的万向接头。
于本发明实施态样中，该三维打印机还包含一外壳，该外壳包括一壳体及一上盖，该壳体界定一存取口，该上盖可掀合地盖合于该存取口，且该壳体与该上盖共同界定一内部空间，该内部空间供该盛料容器、该成型机构、该夹持机构、该激光器，及该扫描仪设置其中。
于本发明实施态样中，该三维打印机还包含一设置于该外壳的内部空间且撑立固定该盛料容器的机架。
本发明的有益效果在于：通过该成型平台可容置于该盛料容器内并能平贴于该底壁且无缝隙，用于供该液体固化成型，接着借由该第一臂部及第二臂部可调整地相配合共同夹置该成型机构的万向接头，以固持当下的角度及高度并带动该成型机构往上移动，使该成型平台在移动过程中与该底壁保持平行，达到精密地自动调整该成型平台与该盛料容器的平行度及两者之间的相对位置。
附图说明
图1是一侧视图，说明本发明三维打印机的一第一较佳实施例；
图2是一侧视图，说明该第一较佳实施例的一上盖盖合于一存取口；
图3是一侧视示意图，说明该第一较佳实施例的一成型平台平贴于一盛料容器的底壁；
图4是一局部剖面俯视示意图，说明该第一较佳实施例的一夹持机构，及一电磁单元于通电状态；
图5是一局部剖面俯视示意图，说明该第一较佳实施例的该夹持机构，及该电磁单元于未通电状态；
图6是一局部俯视剖视示意图，说明本发明三维打印机的一第二较佳实施例；及
图7是一局部俯视剖视示意图，说明该第二较佳实施例的一扣合单元。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
下列较佳实施例的说明是参考说明书附图，用于例示本发明可用于实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考说明书附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。
在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
参阅图1与图2，本发明三维打印机的第一较佳实施例包含一外壳1、一机架2、一升降机构3、一盛料容器4、一成型机构5、一夹持机构6、一激光器7，及一扫描仪8。
该外壳1包括一壳体11及一上盖12。该壳体11界定一存取口14，该上盖12可掀合地盖合于该存取口14，且该壳体11与该上盖12相配合共同界定一内部空间13。该上盖12可相对于该壳体11在一开盖位置(如图1所示)及一关闭位置(如图2所示)间移动。该内部空间13供该机架2、该升降机构3、该盛料容器4、该成型机构5、该夹持机构6、该激光器7，及该扫描仪8设置其中。且该机架2撑立固定该盛料容器4。当该上盖12在该开盖位置时，用户可将该盛料容器4由该存取口14取出，以方便清洗或添加具光固化性的液体(图未示)；而当在该关闭位置时，该盛料容器4置于该机架2上，使用者可进行打印。
该升降机构3包括一升降臂31，及一升降单元32(如图4所示)。该升降臂31固设于该机架2且向上延伸，而该升降单元32可移动地设置于该升降臂31，并能带动该夹持机构6沿着该升降臂31上升与下降。
该盛料容器4包括一具透光性的底壁41，及一由该底壁41周沿延伸的围绕壁42，该底壁41及围绕壁42相配合围绕界定一具有一开口44的容室43，该容室43用于盛装具光固化性的液体。
参阅图3、图4与图5，该成型机构5设置于该盛料容器4上方，并包括一万向接头51、一轴杆52，及一成型平台53。该轴杆52穿设于该万向接头51且可随该万向接头51自由地转动，而该成型平台53连接于该轴杆52底端，并可容置于该盛料容器4且能平贴于该底壁41(如图1所示)，用于供该液体固化成型。
该夹持机构6连接于该升降单元32，并包括一夹持臂61、一电磁单元62，及一弹性元件63。该夹持臂61具有一第一臂段611，及一与第一臂段611相对的第二臂段612。该第一臂段611具有一第一臂部613、一第一磁性吸附部614，及一第一枢接部615。该第一枢接部615位于该第一臂部613与该第一磁性吸附部614之间；而该第二臂段612具有一第二臂部616、一第二磁性吸附部617，及一第二枢接部618。该第二磁性吸附部617与该第一磁性吸附部614相间隔设置，而该第二枢接部618位于该第二臂部616及该第二磁性吸附部617之间并与该第一枢接部615相枢接。该第一臂部613及该第二臂部616可调整地相配合共同夹置该成型机构5的万向接头51，以固持并带动该成型机构5往上移动且使该成型平台53在移动过程中与该底壁41(如图1所示)保持平行。
该电磁单元62介于该第一磁性吸附部614及该第二磁性吸附部617之间，并以电流控制是否产生磁力，用于吸附可被磁吸的该第一磁性吸附部614及该第二磁性吸附部617。而该弹性元件63的两端则分别连接于该第一磁性吸附部614及该第二磁性吸附部617。当该电磁单元62通电时，该第一磁性吸附部614及该第二磁性吸附部617分别磁性吸附于该电磁单元62，并共同压缩该弹性元件63，使该第一臂部613及该第二臂部616稍微松开该万向接头51，以利于该轴杆52在水平方向上做调整；而当该电磁单元62未通电时，该弹性元件63借弹性回复力分别推抵该第一磁性吸附部614及该第二磁性吸附部617，使该第一臂部613及该第二臂部616相配合夹置固定该万向接头51，以固持当下的角度及高度。
在本实施例中，该电磁单元62为一电磁铁，但亦可为其他电磁元件，并不以本实施例揭露为限，而该弹性元件63为一弹簧，但同样地亦可为其他具伸缩性的元件，并不在此限。
以下说明该三维打印机调整该成型平台53与该盛料容器4的平行度及高度的运作方式。
参阅图1至图5，首先，对该电磁单元62通电，该第一磁性吸附部614与该第二磁性吸附部617随即磁性吸附于该电磁单元62，同时压缩该弹性元件63，并借由该第一枢接部615与该第二枢接部618相枢转，使该第一臂部613及该第二臂部616松开该万向接头51。接着该升降单元32沿着该升降臂31下降至该成型平台53接触于该盛料容器4的底壁41，并通过该轴杆52与万向接头51的多自由度转动，使该成型平台53能平贴于该底壁41且无缝隙。然后不再对该电磁单元62通电，使该弹性元件63借由弹性回复力将该第一磁性吸附部614及该第二磁性吸附部617相互撑开，以带动该第一臂部613及该第二臂部616共同夹置固定该万向接头51，使该成型平台53定位于当下的平行度与高度。最后该升降单元32沿着该升降臂31上升，以带动该夹持机构6及该成型机构5往上移动且使该成型平台53在移动过程中与该底壁41保持平行，如此可使该成型平台53的各个水平位置在拉伸过程中能同步位移，以利于该扫描仪8沿各截面逐点扫描。
由上述的该盛料容器4、该成型机构5，及该夹持机构6相配合，就构成一种用于三维打印机的成型装置。
参阅图1、图6与图7，本发明三维打印机的第二较佳实施例与第一较佳实施例大致相同，惟，在第二较佳实施例中，该夹持机构6的夹持臂61是包括一主体部60、一第一臂部613，及一第二臂部616。该主体部60连接于该升降单元32，该第一臂部613及该第二臂部616分别由该主体部60同向并相间隔延伸，且该第一臂部613及该第二臂部616可调整地相配合共同夹置该成型机构5的万向接头51，以固持并带动该成型机构5往上移动，使该成型平台53在移动过程中与该底壁41保持平行。此外，该夹持机构6还包括一扣合单元64。该扣合单元64具有一第一扣合部641，及一第二扣合部642。该第一扣合部641设置于该第一臂部613，而该第二扣合部642设置于该第二臂部616，该第一扣合部641与该第二扣合部642相扣合，能使该第一臂部613与该第二臂部616将该万向接头51夹置固定。
在本实施例中，该第一扣合部641是一扣环，而该第二扣合部642是一凸柱，借该第一扣合部641套住且扣合该第二扣合部642，能使该第一臂部613与该第二臂部616将该万向接头51夹置固定。当然，该第一扣合部641也可以是一扣环，而该第二扣合部642则是一凸柱，如此亦可达成将该第一臂部613与该第二臂部616扣合在一起的目的。
综上所述，通过该轴杆52的多自由度转动，使该成型平台53能平贴于该底壁41且无缝隙，再借由该第一臂部613及第二臂部616可调整地相配合共同夹置该成型机构5的万向接头51，以固持并带动该成型机构5往上移动且使该成型平台53在移动过程中与该底壁41保持平行，达到精密地自动调整该成型平台53与该盛料容器4的平行度及两者之间的相对位置，故确实能达成本发明的目的。
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种用于三维打印机的成型装置，该三维打印机具有一升降机构，该升降机构带动该成型装置移动；其特征在于：该成型装置包含：
一万向接头；
一轴杆，一端穿设于该万向接头，另一端连接一成型平台；及
一夹持机构，其一端连接该升降机构，另一端延伸出一夹持臂，该夹持臂具有一第一臂部及一第二臂部，该第一臂部及该第二臂部配合调整夹置该万向接头。
2.根据权利要求1所述的用于三维打印机的成型装置，其特征在于：该夹持机构还包括一扣合单元，该扣合单元具有一设置于该第一臂部的第一扣合部，及一设置于该第二臂部的第二扣合部，该第一扣合部与该第二扣合部相扣合，能使该第一臂部与该第二臂部将该万向接头夹置固定。
3.根据权利要求2所述的用于三维打印机的成型装置，其特征在于：该第一扣合部与该第二扣合部其中之一是一扣环，其中另一是一凸柱。
4.根据权利要求1所述的用于三维打印机的成型装置，其特征在于：该夹持机构的夹持臂具有一第一臂段，及一第二臂段，该第一臂段具有该第一臂部、一第一磁性吸附部，及一位于该第一臂部与该第一磁性吸附部之间的第一枢接部，而该第二臂段具有该第二臂部、一与该第一磁性吸附部相间隔的第二磁性吸附部，及一位于该第二臂部及该第二磁性吸附部之间并与该第一枢接部相枢接的第二枢接部，且该夹持机构还包括一电磁单元，及一弹性单元，该电磁单元介于该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部之间，而该弹性单元的两端分别连接于该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部，当该电磁单元通电时，该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部分别磁性吸附于该电磁单元，并共同压缩该弹性元件；而当该电磁单元未通电时，该弹性元件借弹性回复力分别推抵该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部，使该第一臂部及该第二臂部相配合夹置固定该万向接头。
5.一种三维打印机，其特征在于：该三维打印机包含：
一机架；
一盛料容器，装设于该机架上，该盛料容器用于盛装具光固化性的液体；
一升降机构，设置于该机架的一侧；
一夹持机构，其一端连接该升降机构，另一端延伸出一夹持臂；
一成型机构，包括一万向接头、一穿设于该万向接头的轴杆，及一连接于该轴杆底端的成型平台，该万向接头设置于该夹持臂内，借该万向接头搭配该夹持臂调整夹置该成型机构；
一激光器，用于发射一激光束；及
一扫描仪，用于将该激光束反射至该盛料容器并照射于该液体。
6.根据权利要求5所述的三维打印机，其特征在于：该盛料容器包括一底壁，该成型机构的成型平台可容置于该盛料容器并能平贴于该底壁，用于供该液体固化成型，而该夹持机构能固持并带动该成型机构往上移动且使该成型平台在移动过程中与该底壁保持平行。
7.根据权利要求5所述的三维打印机，其特征在于：该夹持机构的夹持臂还包括一第一臂部及一第二臂部，该夹持机构还包括一扣合单元，该扣合单元具有一设置于该第一臂部的第一扣合部，及一设置于该第二臂部的第二扣合部，该第一扣合部与该第二扣合部相扣合，能使该第一臂部与该第二臂部将该成型机构的万向接头夹置固定。
8.根据权利要求7所述的三维打印机，其特征在于：该第一扣合部与该第二扣合部其中之一是一扣环，其中另一是一凸柱。
9.根据权利要求5所述的三维打印机，其特征在于：该夹持机构的夹持臂具有一第一臂段，及一第二臂段，该第一臂段具有该第一臂部、一第一磁性吸附部，及一位于该第一臂部与该第一磁性吸附部之间的第一枢接部，而该第二臂段具有该第二臂部、一与该第一磁性吸附部相间隔的第二磁性吸附部，及一位于该第二臂部及该第二磁性吸附部之间并与该第一枢接部相枢接的第二枢接部，且该夹持机构还包括一电磁单元，及一弹性单元，该电磁单元介于该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部之间，而该弹性单元的两端分别连接于该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部，当该电磁单元通电时，该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部分别磁性吸附于该电磁单元，并共同压缩该弹性元件；而当该电磁单元未通电时，该弹性元件借弹性回复力分别推抵该第一磁性吸附部及该第二磁性吸附部，使该第一臂部及该第二臂部相配合夹置固定该成型机构的万向接头。
10.根据权利要求5所述的三维打印机，其特征在于：该三维打印机还包含一外壳，该外壳包括一壳体及一上盖，该壳体界定一存取口，该上盖可掀合地盖合于该存取口。
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