TWI556946B - 立體列印裝置及其列印頭控制方法 - Google Patents

立體列印裝置及其列印頭控制方法 Download PDF

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Description

立體列印裝置及其列印頭控制方法
本發明是有關於一種列印裝置及控制列印頭的方法，且特別是有關於一種立體列印裝置及其列印頭控制方法。
近年來，隨著科技的日益發展，許多利用逐層建構模型等加成式製造技術(additive manufacturing technology)來建造物理三維(three dimensional,3D)模型的不同方法已紛紛被提出。一般而言，加成式製造技術是將利用電腦輔助設計(computer aided design,CAD)等軟體所建構的3D模型的設計資料轉換為連續堆疊的多個薄(准二維)橫截面層。基此，立體列印裝置的列印模組通常可依據3D模型的設計資料所建構的空間座標XYZ在列印平台的上方沿著XY平面移動，從而使建構材料形成正確的橫截面層形狀。接著，藉由列印模組沿著Z軸向逐層移動，即可使多個橫截面層沿Z軸逐漸堆疊，進而使建構材料在逐層固化的狀態下形成立體物件。
目前利用上述快速成型法形成立體物品的立體列印裝 置，多是利用列印頭將成型材加熱熔融並逐層塗佈於列印平台上而形成立體物體。一般來說，列印頭於XY平面上移動所花的時間可讓剛形成於列印平台上的成型材固化或硬化至一定程度，好讓高溫熔融狀態的成型材可在逐層固化的狀態下形成立體物件。承上述，倘若一單層物件的橫截面積過小，由於列印頭不需花時間作明顯的移動，因此可能造成列印途中單層物件的成型固化時間不足。換言之，在列印小範圍的單層物件時，列印頭可能將高溫熔融狀態的成型材覆蓋於列印平台上未固化至一定程度的成型材上，此舉將導致列印出來的立體物體與實際預期產生落差，因而降低立體列印裝置的列印品質及列印良率。
有鑑於此，本發明提供一種立體列印裝置及其列印頭控制方法，可提高立體列印裝置於列印具有小橫截面積的立體物件的列印品質。
本發明提出一種列印頭控制方法，用以控制一立體列印裝置上一列印頭的移動路徑，所述方法包括下列步驟。依據一立體模型資訊控制列印頭，從而將一單層物件成型於承載面上。判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。若單層物件的截面參數符合小範圍條件，依據單層物件的位置資訊控制列印頭往遠離單層物件的第一方向移動。之後，控制列印頭往靠近單層物件的第二方向移動。
在本發明的一實施例中，上述的截面參數包括單層物件的總列印時間，而判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件的步驟包括：依據總列印時間是否小於或等於時間門檻值，來判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。
在本發明的一實施例中，上述的截面參數包括單層物件的總截面積，而該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件的步驟包括：依據總截面積是否小於或等於面積門檻值，來判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。
在本發明的一實施例中，上述的截面參數包括對應至單層物件之列印頭的移動距離，而判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件的步驟包括：依據移動距離是否小於或等於長度門檻值，來判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。
在本發明的一實施例中，上述的依據單層物件的位置資訊，控制列印頭往遠離單層物件的第一方向移動的步驟包括：決定單層物件的一參考點。依據此參考點的位置決定第一方向，並控制列印頭往第一方向移動預設距離，致使列印頭的移動範圍不超出承載面上方。
在本發明的一實施例中，上述的第一方向與第二方向互為相反方向。
從另一觀點來看，本發明提出一種立體列印裝置，包括平台、列印頭以及控制單元。平台包括一承載面，而列印頭設置於此平台上方。列印頭經配置以沿著一移動平面移動以及沿著此 移動平面的法線方向移動。控制單元耦接平台與列印頭。控制單元依據立體模型資訊控制列印頭，從而將單層物件成型於承載面上，並判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。若單層物件的截面參數符合小範圍條件，控制單元依據單層物件的位置資訊，控制列印頭往遠離單層物件的第一方向移動，以及控制列印頭往靠近單層物件的第二方向移動。
基於上述，本發明的實施例中，藉由偵測單層物件的截面參數來判斷此單層物件的列印範圍是否屬於小範圍。當偵測到具有小截面積的單層物件時，為了讓具有小截面積的單層物件擁有足夠的固化時間，列印頭將往遠離此單層物件的方向移動。於列印頭往遠離此單層物件的方向移動一預設距離後，列印頭將移動回可列印下一層單層物件的位置上。如此一來，透過移動列印頭，可讓具有小截面積的單層物件有足夠的時間固化至一定程度，以避免成型材在固化不完全的狀態下持續的逐層疊加。藉此，可避免列印出來的立體物體與實際預期產生落差，並提昇立體列印裝置的列印品質。
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。
100‧‧‧立體列印裝置
200‧‧‧電腦主機
110‧‧‧列印頭
120、180‧‧‧平台
121‧‧‧承載面
130‧‧‧控制單元
30‧‧‧立體物體
701‧‧‧外區塊
702‧‧‧內區塊
721‧‧‧左部份
722‧‧‧右部份
790‧‧‧中心分隔線
703‧‧‧分隔線
Q‧‧‧中心點
B‧‧‧定界框
S、M‧‧‧參考點
L1‧‧‧單層物件
793‧‧‧垂直分隔線
792‧‧‧水平分隔線
Q1‧‧‧第一象限區塊
Q2‧‧‧第二象限區塊
Q3‧‧‧第三象限區塊
Q4‧‧‧第四象限區塊
S1、S2、S3、S4、S5‧‧‧投影位置
P1、P2、P3、P4、P5‧‧‧位置
771、772、773、774、775、776、777、170‧‧‧第一方向
S401、S402、S403、S404、S405、S501、S502、S503、S504、S505、S5031、S5032、S901、S902、S903、S904、S905‧‧‧步驟
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明 的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1是依照本發明的一實施例所繪示的立體列印裝置的工作情境的方塊示意圖。
圖2是依照本發明的一實施例所繪示的立體列印裝置的方塊示意圖。
圖3是依照本發明的一實施例所繪示的立體列印裝置的示意圖。
圖4是依照本發明一實施例所繪示的列印頭控制方法的流程圖。
圖5是依照本發明另一實施例所繪示的列印頭控制方法的流程圖。
圖6是依照本發明一實施例所繪示之單層物件於XY平面上的橫截面的範例示意圖。
圖7A是依照本發明一實施例所繪示之列印頭控制方法的範例。
圖7B是依照本發明一實施例所繪示之列印頭控制方法的範例。
圖8是依照本發明的一實施例所繪示的立體列印裝置的示意圖。
圖9是依照本發明再一實施例所繪示的列印頭控制方法的流程圖。
現將詳細參考本示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。
圖1是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的工作情境的方塊示意圖。請參照圖1，本實施例的立體列印裝置100適於依據一立體模型資訊列印出一立體物體。進一步來說，電腦主機200為具有運算功能的裝置，例如是筆記型電腦、平板電腦或桌上型電腦等計算機裝置，本發明並不對電腦主機200的種類加以限制。電腦主機200可編輯與處理一立體物體的立體模型並傳送相關的立體模型資訊至立體列印裝置100，使立體列印裝置100可依據立體模型資訊列印出立體的物件。在本實施例中，立體模型資訊可為一立體數位圖像檔案，其可例如由一電腦主機200透過電腦輔助設計(computer-aided design,CAD)或動畫建模軟體等建構而成，並將此數位立體模型資訊切割為多個橫截面資訊，使立體列印裝置100可依據此數位立體模型資訊的橫截面資訊依序獲取出多個的單層物件，所述單層物件堆疊而形成立體物體。
圖2是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的方塊示意圖。圖3是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的示意圖。請同時參照圖2以及圖3，在本實施例中，立體列印 裝置100包括列印頭110、平台120及控制單元130。在此同時提供直角座標系以便於描述相關構件及其運動狀態。平台120包括一承載面121。列印頭110設置於平台120上方，列印頭110經配置以沿著XY平面移動以及沿著XY平面的法線方向(Z軸向)移動，以於承載面121上逐層列印各個單層物件而逐漸形成立體物體30。
進一步來說，在本實施例中，形成立體物體30的成型材可為適用於熔絲製造式(Fused Filament Fabrication,FFF)或熔化壓模式(Melted and Extrusion Modeling)等製作方法的各種適合材料。舉例來說，成型材可為適用於熔絲製造的熱熔性線材，並例如透過列印頭110對成型材進行加熱，以將傳送至列印頭110的成型材熔融成呈現熔融狀態的流體材料，再經由列印頭110將高溫熔融狀態的成型材擠出。基此，熔融狀態的成型材將逐層地於承載面121上固化而形成立體物體30。
再者，控制單元130耦接列印頭110以及平台120，可用以讀取立體模型資訊，並依據立體模型資訊來控制立體列印裝置100的整體運作而列印出立體物體30。舉例來說，控制單元130可依據立體數位模型資訊而控制列印頭110的移動路徑。控制單元130例如是中央處理器、晶片組、微處理器、嵌入式控制器等具有運算功能的設備，在此不限制。
圖4是依照本發明一實施例所繪示之列印頭控制方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖2以及圖3的立體列印裝置， 以下即搭配立體列印裝置100中的各構件說明本實施例列印頭控制方法的詳細步驟。
請參照圖4，於步驟S401，控制單元130依據一立體模型資訊控制列印頭110，從而將單層物件成型於承載面121上。也就是說，控制單元130從電腦主機200接收立體模型資訊，並據以控制立體列印裝置100的各部件而列印出一單層物件。換言之，立體列印裝置100所列印的立體物體可視為由多個單層物件所構成，且各個單層物件因立體物體的外型而具有對應的橫截面。控制單元130依據立體模型資訊控制列印頭110的移動路徑來列印這些單層物件，並逐層由下往上(沿Z軸向)堆疊於承載面121上而形成立體物體。
於步驟S402，控制單元130判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。具體來說，控制單元130判斷列印頭110於列印這些單層物件時是否僅於移動平面(XY平面)上進行小範圍的移動。舉例來說，於立體列印裝置100列印一細長柱狀物的過程中，列印頭110於XY平面上的位置不會有明顯的改變。於是，控制單元130可依據各個單層物件的截面參數而得知列印頭110於列印細長柱狀物的這些單層物件時僅於XY平面上進行小範圍的移動。
於本實施例中，單層物件的截面參數包括單層物件的總列印時間。也就是說，此總列印時間為列印頭110列印整個單層物件所需花費的時間。可以知道的是，倘若列印頭110於列印此 單層物件時僅於XY平面上進行小範圍的移動，此單層物件的總列印時間也就相對的較短。相反地，倘若列印頭110於列印此單層物件時需於XY平面上進行大範圍的移動，此單層物件的總列印時間也就相對的較長。藉此，控制單元130可依據總列印時間是否小於或等於時間門檻值，來判斷單層物件的截面參數是否符合該小範圍條件。也就是說，控制單元130可依據單層物件的總列印時間而得知列印頭110是否於承載面121上方進行小範圍移動的列印。
需特別說明的是，本發明並不限於利用總列印時間來判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。於另一實施例中，單層物件的截面參數包括單層物件的總截面積。具體來說，此總截面積可視為單層物件於XY平面上的涵蓋範圍。基此，倘若列印頭110於列印此單層物件時僅於XY平面上進行小範圍的移動，此單層物件的橫截面積也就相對的較小。相反地，倘若列印頭110於列印此單層物件時需於XY平面上進行大範圍的移動，此單層物件的總截面積也就相對的較大。藉此，控制單元130可依據總截面積是否小於或等於面積門檻值，來判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。也就是說，控制單元130可依據單層物件的總截面積而得知列印頭110是否於承載面121上方進行小範圍移動的列印。
於另一實施例中，單層物件的截面參數包括對應至單層物件之列印頭110的移動距離。換言之，此移動距離代表列印頭 110於列印單層物件時之移動路徑的長度。基此，倘若列印頭110於列印此單層物件時僅於XY平面上進行小範圍的移動，此移動距離也就相對的較短。相反地，倘若列印頭110於列印此單層物件時需於XY平面上進行大範圍的移動，此移動距離也就相對的較大。藉此，控制單元130可依據列印頭110的移動距離是否小於或等於長度門檻值，來判斷單層物件的截面參數是否符合該小範圍條件。也就是說，控制單元130可依據列印頭110於列印單層物件的移動路徑長度而得知列印頭110是否於承載面121上方進行小範圍移動的列印。
接著，若單層物件的截面參數不符合小範圍條件，於步驟S405，控制單元130依據立體模型資訊控制列印頭110繼續列印另一單層物件。相反地，若單層物件的截面參數符合小範圍條件，於步驟S403，控制單元130依據單層物件的位置資訊，控制列印頭110往遠離單層物件的第一方向移動。具體來說，藉由控制列印頭110往第一方向移動所花費的時間，可讓單層物件的成型材有足夠的時間固化至一定程度，以避免因持續疊加未固化至一定程度的成型材而產生立體物體不如預期的狀況發生。也就是說，在列印頭110往Z軸的下一個位置移動並列印另一單層物件前，承載面121上的成型材皆已經固化至一定程度。
之後，於步驟S404，控制單元130控制列印頭110往靠近單層物件的第二方向移動。於本實施例中，第一方向與第二方向可互為相反方向。也就是說，在控制單元130控制列印頭110 往第一方向移動至一第一位置之後，控制單元130將控制列印頭110沿第一方向的反方向從上述第一位置移動回單層物件的上方，以便於列印頭110可於此單層物件上方繼續堆疊另一單層物件。但本發明並不以此為限，控制單元130可視實際用狀況或依據立體模型資訊來決定第二方向，以控制列印頭110沿第一方向移動後再往第二方向移動。
為了更詳細說明本發明，以下將列舉另一實施例來說明當立體列印裝置於進行小範圍列印時，控制單元將如何控制列印頭的移動路徑。圖5是依照本發明另一實施例所繪示之列印頭控制方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖2以及圖3的立體列印裝置，以下即搭配立體列印裝置100中的各構件說明本實施例列印頭控制方法的詳細步驟。
請參照圖5，於步驟S501，控制單元130依據一立體模型資訊控制列印頭110，從而將單層物件成型於承載面121上。於步驟S502，控制單元130判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。若步驟S502判斷為否，於步驟S505，控制單元130依據立體模型資訊控制列印頭110繼續列印另一單層物件。上述步驟S501、步驟S502以及步驟S505與圖4所示之實施例的步驟S401、步驟S402以及步驟S405相似或相同，於此不再贅述。
另一方面，若單層物件的截面參數符合小範圍條件，於步驟S503，控制單元130依據單層物件的位置資訊，控制列印頭110往遠離單層物件的第一方向移動。之後，於步驟S504，控制 單元130控制列印頭110往靠近單層物件的第二方向移動。
詳細來說，於本實施例中，步驟S503可包括子步驟S5031以及子步驟S5032。為了決定列印頭110的移動路徑，於步驟S5031，控制單元130先決定單層物件的參考點。舉例來說，圖6是依照本發明一實施例所繪示之單層物件於XY平面上的橫截面的範例示意圖。請參照圖6，控制單元130可將單層物件L1於XY平面上的定界框B(bounding box)的中心點S作為單層物件L1的參考點，並以此參考點S的位置代表單層物件L1的位置，以進一步決定移動列印頭110的方式。然而，本發明並不以此為限，於其他實施例中，控制單元130也可以其他方式來決定單層物件的參考點。舉例來說，控制單元130也可選擇單層物件L1於Y軸上具有最大座標值的邊緣點M作為單層物件L1的參考點。
之後，於步驟S5032，控制單元130依據參考點的位置決定第一方向，並控制列印頭110往第一方向移動預設距離，致使列印頭110的移動範圍不超出承載面121上方。預設距離為一預設值，可視實際應用情況而定，本發明並不以此為限。舉例來說，當承載面121的長寬皆為20公分，預設距離例如為5公分。
值得一提的是，雖然小範圍列印的單層物件因為列印頭110移動一段預設距離而有足夠時間固化，但又為了避免因大幅移動列印頭110而延長整體的列印時間，預設距離可視成型材的所需的固化時間而定。換言之，預設距離可視成型材的種類而定。再者，於本實施例中，為了控制列印頭110的移動範圍不超出承 載面121的上方，控制單元130可依據單層物件於XY平面上的位置來決定用以移動列印頭110的第一方向。
舉例來說，圖7A是依照本發明一實施例所繪示之列印頭控制方法的範例。於本範例中，控制單元假設是將單層物件於XY平面上的定界框的中心點作為單層物件的參考點。請參照圖7A，承載面121依據分隔線703而區分為內區塊702以及外區塊701，且內區塊702依據中心分隔線790而區分為左部份721與右部份722。於本範例中，控制單元130藉由判斷單層物件的參考點投影於承載面121上的投影位置位於承載面121的內區塊702或外區塊701之內，而據以決定用以移動列印頭110的第一方向。
詳細來說，若參考點的投影位置位於外區塊701之內，控制單元130控制列印頭110於XY平面上往承載面121的中心點Q移動一段預設距離。若參考點的投影位置位於內區塊702之內，控制單元130控制列印頭110於XY平面上沿第一水平方向或第二水平方向移動一段預設距離。
具體來說，於圖7A所示的範例中，倘若單層物件位於位置P1處，此單層物件的參考點將投影於承載面121上的投影位置S1，且控制單元130判定投影位置S1位於內區塊702之內。因此，當控制單元130控制列印頭110列印完位於位置P1處的單層物件後，控制單元130控制列印頭110於XY平面上沿第一水平方向771移動一段預設距離。
倘若單層物件位於位置P2處，此單層物件的參考點將投 影於承載面121上的投影位置S2，且控制單元130將判定投影位置S2位於內區塊702之內。因此，當控制單元130控制列印頭110列印完位於位置P2處的單層物件後，控制單元130控制列印頭110於XY平面上沿第二水平方向772移動一段預設距離。
進一步來說，若參考點的投影位置位於內區塊702的左部份721之內，控制單元130控制列印頭110於XY平面上沿第一水平方向771往中心分隔線790移動一段預設距離。若參考點的投影位置位於內區塊702的右部份722之內，控制單元130控制列印頭110於XY平面上沿第二水平方向772往中心分隔線790移動一段預設距離。如圖7A所示，第一水平方向771與第二水平方772向互為相反方向，其中第一水平方向771為+X軸方向而第二水平方向772為-X軸方向。
另一方面，倘若單層物件位於位置P3處，此單層物件的參考點將投影於承載面121上的投影位置S3，且控制單元130將判定投影位置S3位於外區塊701之內。因此，當控制單元130控制列印頭110列印完位於位置P3處的單層物件後，控制單元130控制列印頭110於XY平面上往承載面121的中心點Q移動一段預設距離。換言之，控制單元130控制列印頭於XY平面上沿第一方向773移動一段預設距離。
倘若單層物件位於位置P4處，此單層物件的參考點將投影於承載面121上的投影位置S4，且控制單元130將判定投影位置S4位於外區塊701之內。因此，當控制單元130控制列印頭110 列印完位於位置P4處的單層物件後，控制單元130控制列印頭110於XY平面上往承載面121的中心點Q移動一段預設距離。換言之，控制單元130控制列印頭於XY平面上沿第一方向774移動一段預設距離。然而，本發明控制列印頭的移動方式並不僅限於圖7A所示的範例。
舉例來說，圖7B是依照本發明一實施例所繪示之列印頭控制方法的範例。於本範例中，控制單元130假設是將單層物件於XY平面上的定界框的中心點作為單層物件的參考點。請參照圖7B，於本範例中，承載面121依據水平分隔線792與垂直分隔線793而區分為第一象限區塊Qu1、第二象限區塊Qu2、第三象限區塊Qu3以及第四象限區塊Qu4。控制單元130先判斷單層物件的參考點投影於承載面121上的投影位置位於承載面121的第一象限區塊Qu1、第二象限區塊Qu2、第三象限區塊Qu3或第四象限區塊Qu4之內，再據以決定用以移動列印頭110的第一方向。
具體來說，於圖7B所示的範例中，倘若單層物件位於位置P5處，此單層物件的參考點將投影於承載面121上的投影位置S5，且控制單元130將判定投影位置S5位於第一象限區塊Qu1之內。因此，當控制單元130控制列印頭110列印完位於位置P5處的單層物件後，控制單元130控制列印頭110往第二象限區塊Qu2、第三象限區塊Qu3或第四象限區塊Qu4移動一段預設距離。
換言之，控制單元130可沿第一方向777將列印頭110往第二象限區塊Qu2的方向移動一段預設距離。控制單元130也 可沿第一方向776將列印頭110往第三象限區塊Qu3的方向移動一預設距離。控制單元130也可沿第一方向775將列印頭110往第四象限區塊Qu4的方向移動一預設距離。
值得一提的是，立體列印裝置100通常利用兩個或兩個以上的馬達來控制列印頭110於XY平面上移動。舉例來說，立體列印裝置100可利用兩個馬達來分別控制列印頭110於X軸向與Y軸向上的移動。因此，於一實施例中，若控制單元130將上述第一方向設定為單一軸向上的方向，例如±X軸方向或±Y軸方向，控制單元130僅需要驅動此單一軸向所對應馬達而達到省電的功效，更可降低馬達因過度使用故障的情形發生。具體來說，於圖7B所示的範例中，控制列印頭110從第一象限區塊Qu1往第二象限區塊Qu2移動的第一方向有不同的實施態樣，但基於避免驅動過多的馬達，可將第一方向777設定為水平方向(-X軸向)。
值得一提的是，上述實施例係將列印頭的移動範圍限制於承載面上方，但於另一實施例中，控制單元也可將列印頭從承載面上方移動至另一平台處。圖8是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的示意圖。請參照圖8，與圖3所示之實施例相同，本實施例的立體列印裝置100包括列印頭110、平台120及控制單元130。此外，本實施例之立體列印裝置100更包括另一平台180，平台180設置於平台120的一側。於本實施例中，平台180例如是立體列印裝置100的維護平台(maintain station)。
一般來說，當列印頭於開始列印立體物體之前，列印頭 可於維護平台處等待控制單元下達有關列印立體物體的任何指令。具體而言，列印頭可移動至維護平台處來進行清潔列印頭的內部構件(像是熔融噴頭或是饋料滾輪)的程序。
圖9是依照本發明再一實施例所繪示之列印頭控制方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖8的立體列印裝置，以下即搭配立體列印裝置100中的各構件說明本實施例列印頭控制方法的詳細步驟。
請參照圖9，於步驟S901，控制單元130依據一立體模型資訊控制列印頭110，從而將單層物件成型於承載面121上。於步驟S902，控制單元130判斷單層物件的截面參數是否符合小範圍條件。若步驟S902判斷為否，於步驟S905，控制單元130依據立體模型資訊控制列印頭110繼續列印另一單層物件。上述步驟S901、步驟S902以及步驟S905與圖4所示之實施例的步驟S401、步驟S402以及步驟S405相似或相同，於此不再贅述。
與前述實施例不同的是，若步驟S902判斷為是，於步驟S903，控制單元130控制列印頭110於移動平面上從承載面112上方移動至平台180處。也就是說，控制列印頭110往遠離單層物件的第一方向170移動的步驟可以是控制列印頭110移動至平台180處，而第一方向170為朝向另一平台180的方向。接著，於步驟S904，控制單元130控制列印頭110於移動平面上從另一平台180移動回承載面112上方，以繼續列印立體物體的另一單層物件。
簡單來說，藉由將列印頭110移動至平台180所花費的時間，可以讓具有小橫截面的單層物件固化至一定程度，進而避免未固化至一定程度的單層物件持續堆疊而產生形變。此外，當列印頭110移動至平台180時，也可另外執行像是清潔列印頭的程序，以避免部分饋料殘留在列印頭的噴嘴上造成堵塞現象，而可有效提昇小範圍列印品質。
綜上所述，在本發明的上述實施例中，在立體列印裝置列印完具有小截面積的單層物件之後，列印頭將先往遠離此單層物件的方向移動一段預設距離，再移動回可列印另一單層物件的位置上。如此一來，基於移動列印頭所花費的時間，可讓具有小截面積的單層物件擁有額外的固化時間而固化至一定程度，以避免成型材在固化不完全的狀態下持續的逐層疊加，從而提昇立體列印裝置的列印品質。此外，本發明的實施例可基於單層物件的位置來決定列印頭的移動路徑，以控制列印頭的移動範圍不超出承載面的上方。如此，可有效地控制列印頭確實地移動一段預設距離並可同時避免列印時間過長的問題發生。
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。
S401~S405‧‧‧一實施例之列印頭控制方法的各步驟

Claims (18)

  1. 一種列印頭控制方法，用以控制一立體列印裝置上一列印頭的移動路徑，所述方法包括：依據一立體模型資訊控制該列印頭，從而將一單層物件成型於一承載面上；判斷該單層物件的一截面參數是否符合一小範圍條件；若該單層物件的該截面參數符合該小範圍條件，依據該單層物件的一位置資訊，控制該列印頭往遠離該單層物件的一第一方向移動；以及控制該列印頭往靠近該單層物件的一第二方向移動，其中依據該單層物件的該位置資訊，控制該列印頭往遠離該單層物件的該第一方向移動的步驟包括：決定該單層物件的一參考點；以及依據該參考點的位置決定該第一方向，並控制該列印頭往該第一方向移動一預設距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭控制方法，其中該截面參數包括該單層物件的一總列印時間，而判斷該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件的步驟包括：依據該總列印時間是否小於或等於一時間門檻值，來判斷該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭控制方法，其中該截面參數包括該單層物件的一總截面積，而判斷該單層物件的該截 面參數是否符合該小範圍條件的步驟包括：依據該總截面積是否小於或等於一面積門檻值，來判斷該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭控制方法，其中該截面參數包括對應至該單層物件之該列印頭的一移動距離，而判斷該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件的步驟包括：依據該移動距離是否小於或等於一長度門檻值，來判斷該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭控制方法，其中依據該參考點的位置決定該第一方向，並控制該列印頭往該第一方向移動該預設距離的步驟包括：判斷該參考點投影於該承載面上的一投影位置位於該承載面的一內區塊或一外區塊之內；若該參考點的該投影位置位於該外區塊之內，控制該列印頭於一移動平面上往該承載面的一中心點移動該預設距離；以及若該參考點的該投影位置位於該內區塊之內，控制該列印頭於該移動平面上沿一第一水平方向或一第二水平方向移動該預設距離，其中該第一水平方向與一第二水平方向互為相反方向。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的列印頭控制方法，其中該內區塊依據一中心分隔線而區分為一左部份與一右部份，而若該參考點的該投影位置位於該內區塊之內，控制該列印頭於該移動平面上往該第一水平方向或該第二水平方向移動該預設距離的步驟 包括：若該投影位置位於該內區塊的該左部份之內，控制該列印頭於該移動平面上沿該第一水平方向往該中心分隔線移動該預設距離；以及若該投影位置位於該內區塊的該右部份之內，控制該列印頭於該移動平面上沿該第二水平方向往該中心分隔線移動該預設距離。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭控制方法，其中該承載面依據一水平分隔線與一垂直分隔線而區分為一第一象限區塊、一第二象限區塊、一第三象限區塊以及一第四象限區塊，而依據該參考點的位置決定該第一方向，並控制該列印頭往該第一方向移動一預設距離的步驟包括：判斷該參考點投影於該承載面上的一投影位置位於該第一象限區塊、該第二象限區塊、該第三象限區塊或該第四象限區塊之內；以及若該投影位置位於該第一象限區塊之內，控制該列印頭往該第二象限區塊、該第三象限區塊或該第四象限區塊移動該預設距離。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭控制方法，其中依據該單層物件的該位置資訊，控制該列印頭往遠離該單層物件的該第一方向移動的步驟包括：控制該列印頭於一移動平面上從該承載面上方移動至另一平 台，其中該第一方向為朝向該另一平台的方向，其中控制該列印頭往靠近該單層物件的該第二方向移動的步驟包括：控制該列印頭於該移動平面上從該另一平台移動回該承載面上方。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的列印頭控制方法，其中該第一方向與該第二方向互為相反方向。
  10. 一種立體列印裝置，包括：一平台，包括一承載面；一列印頭，設置於該平台上方，該列印頭經配置以沿著一移動平面移動以及沿著該移動平面的一法線方向移動；以及一控制單元，耦接該平台與該列印頭，該控制單元依據一立體模型資訊控制該列印頭，從而將一單層物件成型於該承載面上，並判斷該單層物件的一截面參數是否符合一小範圍條件，其中，若該單層物件的該截面參數符合該小範圍條件，該控制單元依據該單層物件的一位置資訊，控制該列印頭往遠離該單層物件的一第一方向移動，以及控制該列印頭往靠近該單層物件的一第二方向移動，其中該控制單元決定該單層物件的一參考點，且該控制單元依據該參考點的位置決定該第一方向，並控制該列印頭往該第一方向移動一預設距離。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印裝置，其中該截 面參數包括該單層物件的一總列印時間，且該控制單元依據該總列印時間是否小於或等於一時間門檻值，來判斷該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印裝置，其中該截面參數包括該單層物件的一總截面積，而該控制單元依據該總截面積是否小於或等於一面積門檻值，來判斷該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印裝置，其中該截面參數包括對應至該單層物件之該列印頭的一移動距離，而該控制單元依據該移動距離是否小於或等於一長度門檻值，來判斷該單層物件的該截面參數是否符合該小範圍條件。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印裝置，其中該控制單元判斷該參考點投影於該承載面上的一投影位置位於該承載面的一內區塊或一外區塊之內，其中，若該參考點的該投影位置位於該外區塊之內，該控制單元控制該列印頭於一移動平面上往該承載面的一中心點移動該預設距離，其中，若該參考點的該投影位置位於該內區塊之內，該控制單元控制該列印頭於該移動平面上沿一第一水平方向或一第二水平方向移動該預設距離，且該第一水平方向與一第二水平方向互為相反方向。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的立體列印裝置，其中該內 區塊依據一中心分隔線而區分為一左部份與一右部份，其中，若該投影位置位於該內區塊的該左部份之內，該控制單元控制該列印頭於該移動平面上沿該第一水平方向往該中心分隔線移動該預設距離，其中，若該投影位置位於該內區塊的該右部份之內，該控制單元控制該列印頭於該移動平面上沿該第二水平方向往該中心分隔線移動該預設距離。
  16. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印裝置，其中該承載面依據一水平分隔線與一垂直分隔線而區分為一第一象限區塊、一第二象限區塊、一第三象限區塊以及一第四象限區塊，其中，該控制單元判斷該參考點投影於該承載面上的一投影位置位於該第一象限區塊、該第二象限區塊、該第三象限區塊或該第四象限區塊之內，若該投影位置位於該第一象限區塊之內，該控制單元控制該列印頭往該第二象限區塊、該第三象限區塊或該第四象限區塊移動該預設距離。
  17. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印裝置，其中該立體列印裝置更包括另一平台，該另一平台設置於該平台的一側，其中若該單層物件的該截面參數符合該小範圍條件，該控制單元控制該列印頭於一移動平面上從該承載面上方移動至該另一平台，並控制該列印頭於該移動平面上從該另一平台移動回該承載面上方，其中該第一方向為朝向該另一平台的方向。
  18. 如申請專利範圍第10項所述的立體列印裝置，其中該第 一方向與該第二方向互為相反方向。
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