TW201522087A - 列印頭模組 - Google Patents

Abstract

一種列印頭模組，包括一底座、一馬達及一列印頭。底座滑動設置於滑軌上並包括一容置槽及至少一第一卡合部。馬達耦接底座，以驅動底座沿著滑軌滑動。列印頭具有一供料管道、一出料噴嘴以及與該第一卡合部結構配合的至少一第二卡合部，該供料管道連接該出料噴嘴，使該列印頭可拆卸地設置於容置槽內時，第二卡合部與第一卡合部相互卡合而將列印頭固定於底座上。

Description

列印頭模組

本發明是有關於一種列印頭模組，且特別是有關於一種立體列印裝置的列印頭模組。

隨著電腦輔助製造(Computer-Aided Manufacturing,CAM)的進步，製造業發展了立體列印技術，能很迅速的將設計原始構想製造出來。立體列印技術實際上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping,RP)技術的統稱，其基本原理都是疊層製造，由快速原型機在X-Y平面內通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z座標間斷地作層面厚度的位移，最終形成立體物體。立體列印技術能無限制幾何形狀，而且越複雜的零件越顯示RP技術的卓越性，更可大大地節省人力與加工時間，在時間最短的要求下，將3D電腦輔助設計(Computer-Aided Design,CAD)軟體所設計的數位立體模型真實地呈現出來，不但摸得到，亦可真實地感受得到它的幾何曲線，更可以試驗零件的裝配性、甚至進行可能的功能試驗。

然而，目前利用上述快速成型法形成立體物品的立體列 印裝置，其列印頭通常是直接固設在適於沿著滑軌滑動的底座上，使列印頭可沿著滑軌來回滑動以噴塗熱熔性材料於立體列印裝置的基座上。然而，如此配置，由於列印頭是固設於可滑動的底座上，導致列印頭較難甚至無法獨立拆卸，因而難以對列印頭進行清洗、更換或維修。因此，目前的立體列印設備在維護上仍舊十分地不便，更耗費人力資源。

本發明提供一種列印頭模組，其列印頭可輕易與底座拆裝。

本發明的立體列印裝置包括一基座、一滑軌及一列印頭模組。基座具有一承載面。滑軌設置於基座上方。列印頭模組包括一底座、一馬達及一列印頭。底座滑動設置於滑軌上並包括一容置槽及至少一第一卡合部。馬達耦接底座，以驅動底座沿著滑軌滑動。列印頭可拆卸地設置於容置槽內，並包括與第一卡合部結構配合的至少一第二卡合部。當列印頭設置於容置槽內時，第二卡合部與第一卡合部相互卡合而將列印頭固定於底座上。

本發明的列印頭模組適於沿著一滑軌滑動。列印頭模組包括一底座、一馬達及一列印頭。底座滑動設置於滑軌上並包括一容置槽及至少一第一卡合部。馬達耦接底座，以驅動底座沿著滑軌滑動。列印頭可拆卸地設置於容置槽內，並包括與第一卡合部結構配合的至少一第二卡合部。當列印頭設置於容置槽內時， 第二卡合部與第一卡合部相互卡合而將列印頭固定於底座上。

在本發明的一實施例中，上述的第一卡合部包括一卡合口。第二卡合部包括一彈片，設置於列印頭的一側面。彈片具有對應卡合口的一突出部以及連接突出部的一按壓部。突出部適於穿過卡合口以與卡合口卡合。當按壓部受按壓時，按壓部帶動突出部往靠近側面的方向移動而使突出部與卡合口分離。

在本發明的一實施例中，上述的列印頭更包括一外殼以及一本體。外殼罩覆本體，且第二卡合部固設於外殼上。

在本發明的一實施例中，上述的列印頭更包括一供料管道以及出料噴嘴。供料管道連接出料噴嘴。

在本發明的一實施例中，上述的列印頭模組更包括至少一供料源以及一加熱單元。供料源連接至供料管道，以提供一熱熔性材料。熱熔性材料經由供料管道傳送至出料噴嘴。加熱單元耦接列印頭並經配置以加熱出料噴嘴內的熱熔性材料，以將熱熔性材料熔融成一熔融基材。列印頭將熔融基材逐層成形於承載面上而列印形成一立體物體。

在本發明的一實施例中，上述的列印頭更包括一溫度感測單元，耦接於出料噴嘴，以感測出料噴嘴的溫度。

在本發明的一實施例中，上述的列印頭更包括一隔熱管，設置於供料管道內。

在本發明的一實施例中，上述的列印頭模組更包括一風扇，設置於列印頭上。風扇的一出風口面向供料管道。

在本發明的一實施例中，上述的列印頭模組更包括一散熱塊，套設於供料管道上並連接風扇。

在本發明的一實施例中，上述的底座更包括多個滑動貫孔。滑軌穿過滑動貫孔，使底座適於沿著滑軌滑動。

基於上述，本發明分別於可滑動的底座以及列印頭上設置互相結構配合的第一卡合部以及第二卡合部，使列印頭在放置於底座的容置槽內時，第一卡合部與第二卡合部即彼此卡合，以將列印頭固定於底座上，且此卡合關係可輕易脫離。如此，本發明的立體列印裝置以及列印頭模組可在對其列印頭進行清洗、更換或維修時，輕易地將列印頭拆卸及組裝，進而增加立體列印裝置以及列印頭模組的維護以及使用上的便利度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧立體列印裝置

20‧‧‧立體物體

100‧‧‧列印頭模組

110‧‧‧底座

116‧‧‧滑動貫孔

112‧‧‧容置槽

114‧‧‧第一卡合部、卡合口

120‧‧‧馬達

130‧‧‧列印頭

132‧‧‧第二卡合部、彈片

132a‧‧‧按壓部

132b‧‧‧突出部

134‧‧‧外殼

134a‧‧‧側面

135‧‧‧本體

136‧‧‧溫度感測單元

137‧‧‧隔熱管

138‧‧‧供料管道

139‧‧‧出料噴嘴

140‧‧‧供料源

150‧‧‧加熱單元

160‧‧‧風扇

170‧‧‧散熱塊

200‧‧‧基座

210‧‧‧承載面

300‧‧‧滑軌

D1‧‧‧組裝方向

圖1是依照本發明的一實施例的一種立體列印裝置的示意圖。

圖2是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的部分構件分解示意圖。

圖3是圖2的列印頭模組組裝完成的示意圖。

圖4是依照本發明的一實施例的一種第二卡合部的示意圖。

圖5是依照本發明的一實施例的一種第一卡合部與第二卡合部卡合的剖面示意圖。

圖6是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的部分構件示意圖。

圖7是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的剖面示意圖。

圖8是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的風扇與散熱塊的組裝示意圖。

圖9是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的列印頭與散熱塊的組裝示意圖。

圖1是依照本發明的一實施例的一種立體列印裝置的示意圖。請參照圖1，在本實施例中，立體列印裝置10包括一列印頭模組100、一基座200以及一滑軌300。基座200具有一承載面210，用以承載列印頭模組100所提供的熱熔性材料。滑軌300設置於基座200上方。在本實施例中，滑軌300的一延伸方向平行於承載面210，列印頭模組100經配置以沿著滑軌300來回滑動，而基座200亦可例如平行且相對於列印頭模組100移動。詳細而言，立體列印裝置10可包括一控制單元，其耦接列印頭模組100並用以讀取與處理一數位立體模型資訊。如此，控制單元可依據此數位立體模型資訊控制列印頭模組100沿著滑軌300移動，而 列印頭模組100則可在移動的過程中將熱熔性材料逐層成形於承載面210上而堆疊形成立體物體20。

圖2是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的部分構件分解示意圖。圖3是圖2的列印頭模組組裝完成的示意圖。請同時參照圖2以及圖3，在本實施例中，列印頭模組100包括一底座110、一馬達120及一列印頭130。底座110滑動設置於如圖1所示的滑軌300上。在本實施例中，底座110的底部包括多個滑動貫孔116，套設於滑軌300上，亦即，滑軌300穿過滑動貫孔116而使底座110能沿著滑軌300來回滑動。底座110更包括一容置槽112及至少一第一卡合部114(繪示為兩個)。馬達120耦接底座110，以驅動底座110沿著滑軌300滑動。在本實施例中，立體列印裝置10的控制單元可依據數位立體模型資訊控制馬達120驅動底座110沿著滑軌300滑動，進而控制整個列印頭模組100的移動。列印頭130可拆卸地設置於容置槽112內，並包括與第一卡合部114結構配合的至少一第二卡合部132(繪示為兩個)。當列印頭130沿一組裝方向D1設置於容置槽112內時，第二卡合部132即可自動與第一卡合部114相互卡合，以將列印頭130固定於底座110上。

圖4是依照本發明的一實施例的一種第二卡合部的示意圖。圖5是依照本發明的一實施例的一種第一卡合部與第二卡合部卡合的剖面示意圖。請同時參照圖3至圖5，具體而言，第一卡合部114如圖3所示可為一卡合口114。第二卡合部132則可如圖 4所示為一彈片132，其設置於列印頭130的側面134a。在本實施例中，列印頭130更可如圖3所示包括一外殼134以及一本體135。圖4即為外殼134的示意圖。外殼134罩覆本體135，而第二卡合部132則可固設於外殼134上。彈片132具有對應卡合口114的一突出部132b以及連接突出部132b的一按壓部132a。

如此配置，當列印頭130沿組裝方向D1設置於容置槽112內時，容置槽112的內壁先觸碰到突出部132b的底部，以將突出部132b往靠近側面134a的方向推擠，而突出部132b在通過卡合口114時即復位至初始位置，使突出部132b穿過卡合口114而與卡合口114卡合。如此，即可在列印頭130設置於容置槽112內時使第二卡合部132自動與第一卡合部114卡合，以將列印頭130固定於底座110上。而當使用者欲將列印頭130自底座110脫離時，只需對按壓部132a往靠近側面134a的方向按壓，按壓部132a即可帶動突出部132b往靠近側面134a的方向移動而使突出部132b脫離與卡合口114之間的結構干涉，此時，使用者即可輕易將列印頭130自底座110拆卸下來。

圖6是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的部分構件示意圖。圖7是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的剖面示意圖。請同時參照圖6以及圖7，更詳細而言，列印頭130可包括一供料管道138以及一出料噴嘴139。供料管道138連接出料噴嘴139。此外，列印頭模組100更可包括至少一供料源140以及一加熱單元150。供料源140連接至供料管道138，以提供熱 熔性材料，而熱熔性材料可經由供料管道138傳送至出料噴嘴139。在本實施例中，供料源140可為由熱熔性材料所組成的固態線材，其配置於供料管道138內，並可經由供料管道138傳送至出料噴嘴139。加熱單元150可對傳送至出料噴嘴139的熱熔性材料進行加熱，使熱熔性材料呈現熔融狀態而形成一熔融基材，並經由列印頭130擠出而逐層由下往上堆疊於承載面122上，以形成多個熔融基材層，熔融基材層彼此堆疊而形成立體物體20。在本實施例中，熱熔性材料可例如為聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)或ABS樹脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene,ABS)等熱熔性高分子材料。

除此之外，列印頭130更可包括一溫度感測單元136，耦接出料噴嘴139，以感測出料噴嘴139的溫度。在本實施例中，立體列印裝置10的控制單元可透過溫度感測元件136以獲得出料噴嘴139的溫度，並據以控制出料噴嘴139的溫度於一特定範圍內。在此須說明的是，出料噴嘴139的溫度可控制在實質上高於熱熔性材料的熔點溫度，以將熱熔性材料熔融成熔融基材。

在本實施例中，列印頭130更可如圖7所示包括一隔熱管137，設置於供料管道138內。隔熱管137具有一通孔，適於容置供料源140。本實施例的出料噴嘴139可為一金屬噴嘴，使加熱單元150所產生的熱能迅速傳導至整個出料噴嘴139。而隔熱管137設置於供料管道138內則可用以隔絕出料噴嘴139的高溫，以避免供料管道138的溫度過高而使其內的熱熔性材料太快軟化熔 融。

圖8是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的風扇與散熱塊的組裝示意圖。圖9是依照本發明的一實施例的一種列印頭模組的列印頭與散熱塊的組裝示意圖。請同時參照圖8以及圖9，除上述的配置外，列印頭模組100更可包括一風扇160以及一散熱塊170，以進一步對供料管道138進行散熱。風扇160可設置於列印頭130上，且風扇160的出風口面向供料管道138，以提供冷卻氣流至供料管道138。散熱塊170則可套設於供料管道138上，以直接將供料管道138的熱傳導至散熱塊170。並且，散熱塊170可連接至風扇160，使風扇160可提供冷卻氣流至散熱塊170以對其進行散熱。在本實施例中，風扇160可如圖8所示具有多個插銷，其分別與列印頭130的外殼134以及散熱塊170卡合，以固定列印頭130、散熱塊170以及風扇160三者間的連接關係。如此，供料管道138即可透過風扇160所提供的冷卻氣流而降溫，亦可將熱能傳導至散熱塊170，並透過風扇160對其進行冷卻，因而能降低供料管道138的溫度，以避免供料管道138內的熱熔性材料太快軟化熔融。

綜上所述，本發明分別於可滑動的底座以及列印頭上設置互相結構配合的第一卡合部以及第二卡合部，使列印頭在放置於底座的容置槽內時，第一卡合部與第二卡合部即自動彼此卡合而將列印頭固定於底座上，並可透過按壓第二卡合部的按壓部來解除第一卡合部與第二卡合部之間的結構干涉，以使列印頭可輕 易自底座脫離。如此，本發明的立體列印裝置以及列印頭模組可在對其列印頭進行清洗、更換或維修時，輕易地將列印頭拆裝，進而增加立體列印裝置以及列印頭模組的使用以及維護上的便利度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

116‧‧‧滑動貫孔

112‧‧‧容置槽

114‧‧‧第一卡合部、卡合口

120‧‧‧馬達

130‧‧‧列印頭

132‧‧‧第二卡合部、彈片

132a‧‧‧按壓部

132b‧‧‧突出部

160‧‧‧風扇

D1‧‧‧組裝方向

Claims (9)

1. 一種列印頭模組，適於沿著一滑軌滑動，以於一基座之承載面上成形一立體物件，該列印頭模組包括：一底座，滑動設置於該滑軌上，並包括一容置槽以及至少一第一卡合部；一馬達，耦接該底座，以驅動該底座沿著該滑軌滑動；以及一列印頭，具有一供料管道、一出料噴嘴以及與該第一卡合部結構配合的至少一第二卡合部，該供料管道連接該出料噴嘴，使該列印頭可拆卸地設置於該容置槽內，並藉第二卡合部與該第一卡合部相互卡合而將該列印頭固定於該底座上。
2. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭模組，其中該第一卡合部包括一卡合口，該第二卡合部包括一彈片，設置於該列印頭的一側面，該彈片具有對應該卡合口的一突出部以及連接該突出部的一按壓部，該突出部適於穿過該卡合口以與該卡合口卡合，當該按壓部受按壓時，該按壓部帶動該突出部往靠近該側面的方向移動而使該突出部與該卡合口分離。
3. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭模組，其中該列印頭更包括一外殼以及一本體，該外殼罩覆該本體，且該第二卡合部固設於該外殼上。
4. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭模組，其中該列印頭模組更包括：至少一供料源，連接至該供料管道，以提供一熱熔性材料， 該熱熔性材料經由該供料管道傳送至該出料噴嘴；以及一加熱單元，耦接該列印頭並經配置以加熱該出料噴嘴內的該熱熔性材料，以將該熱熔性材料熔融成一熔融基材而由該出料噴嘴擠出。
5. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭模組，其中該列印頭更包括一溫度感測單元，耦接於該出料噴嘴，以感測該出料噴嘴的溫度。
6. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭模組，其中該列印頭更包括一隔熱管，設置於該供料管道內。
7. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭模組，其中該列印頭模組更包括一風扇，設置於該列印頭上，該風扇的一出風口面向該供料管道。
8. 如申請專利範圍第7項所述的列印頭模組，其中該列印頭模組更包括一散熱塊，套設於該供料管道上並連接該風扇。
9. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭模組，其中該底座更包括多個滑動貫孔，該滑軌穿過該些滑動貫孔，使該底座適於沿著該滑軌滑動。