本發(fā)明是關于一種三維物件的后處理系統(tǒng)，尤指一種以粉末成型的快速成型裝置完成的三維物件的后處理系統(tǒng)及后處理方法。

背景技術：

快速成型技術(Rapid Prototyping,簡稱RP技術)為依據(jù)建構類似金字塔層層堆疊成型的概念所發(fā)展而成，其主要技術特征是成型的快捷性，能在不需要任何刀具，模具及治具的情況下自動、快速將任意復雜形狀的設計方案快速轉換為三維的實體模型，大大縮短了新產(chǎn)品的研發(fā)周期及減少研發(fā)成本，能夠確保新產(chǎn)品的上市時間和新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，快速成型技術為技術人員之間，以及技術人員與企業(yè)決策者、產(chǎn)品的用戶等非技術人員之間提供了一個更加完整及方便的產(chǎn)品設計交流工具，從而明顯提高了產(chǎn)品在市場上的競爭力和企業(yè)對市場的快速反應能力。

隨著快速成型技術的發(fā)展，能夠產(chǎn)出三維實體模型的快速成型方法也有多元發(fā)展，例如：三維打印(3-D Printing，3-DP)、立體平版印刷(Stereo-Lithography，SLA)、選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering，SLS)、立體制版(Solider Process，SP)、混合沉積建模(Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM)以及薄片疊層法(Laminated Object Manufacturing，LOM)等。其中，三維物件打印作業(yè)尚包含一般的快速成型噴印作業(yè)，其制程主要為先進行成型粉末鋪料、對該鋪料噴印粘結劑、等待粘結劑干燥后去除余料、再次進行鋪料…如此層層堆砌成型出一三維物件。然而，于此制程所采用的成型粉末通常為石膏粉末，當其制成三維物件時，成品非常脆弱且有表面剝落的情形，且由于其屬于多孔性材質(zhì)，故其三維物件亦會產(chǎn)生具有孔隙等問題。為了解決此問題，一般來說，會再對該三維物件進行后處理程序，以使其硬化、增強成品強度。

傳統(tǒng)進行三維物件之后處理程序多采用浸泡、涂抹、噴涂等方式 進行，此等后處理程序通常是為了使三維物件的硬度強化。然而，如前所述，三維物件由于其多孔性材質(zhì)的特點，故其孔隙會具有一定的深度，如欲增強三維物件的結構強度，于理論上，應采取高分子材料以進行后處理程序，但因高分子材料具備高粘度的特性，導致其不易滲入三維物件的孔隙中，是以亦有部分業(yè)者采用低粘度的丙烯酸樹脂以進行浸泡、涂抹、噴涂等后處理作業(yè)，但當其進行浸泡、涂抹、噴涂等后處理作業(yè)時，丙烯酸樹脂附著于三維物件的表面即開始產(chǎn)生硬化的效果，導致其雖具有低粘度的特性，但仍然無法深入三維物件的孔隙深處，因而會導致其表面雖已硬化、但內(nèi)部仍是處于多孔隙的狀態(tài)，如此一來。該三維物件的結構強度及應用性仍是受限。

有鑒于此，如何發(fā)展一種可增強結構強度、更可填補三維物件表面孔隙，使得臟污、霉菌不易附著、滲入其表面的三維物件之后處理系統(tǒng)及后處理方法，實為目前迫切需要解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種三維物件之后處理系統(tǒng)及后處理方法，借由該后處理系統(tǒng)通過物理性的壓力、溫度、超音波震蕩等程序，以使三維物件內(nèi)部的空氣排出，以使后處理劑可滲入填補于三維物件的孔隙中，以增強結構強度、并使臟污、霉菌不易附著、滲入于三維物件的表面上。

為達上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施態(tài)樣為提供一種三維物件之后處理系統(tǒng)，包含：氣密式主容器，具有超音波裝置，氣密式主容器用以供立體成型后的三維物件設置于其內(nèi)；壓縮機，通過第一管線與氣密式主容器相連通；供劑容器，用以儲存并提供后處理劑，并通過第二管線及供劑開關與氣密式主容器相連通；以及升降機構，用以承載供劑容器，以進行垂直升降位移；其中，壓縮機作動，經(jīng)由第一管線對氣密式主容器進行抽氣，使氣密式主容器內(nèi)部壓力趨近于零，再開啟供劑開關，使第二管線與氣密式主容器相連通，并借由升降機構將供劑容器升高，以通過液位差及壓力差使后處理劑經(jīng)由第二管線流至氣密式主容器中，當該后處理劑試劑完全浸泡三維物件，再通過氣密式主容器執(zhí)行超音波震蕩程序，以使三維物件之內(nèi)部空氣排出，以使后處理劑填充附著于三維物件上。

為達上述目的，本發(fā)明的另一較廣義實施態(tài)樣為提供一種三維物 件之后處理方法，至少包含下列步驟：(a)提供氣密式主容器、壓縮機以及供劑容器，壓縮機通過第一管線與氣密式主容器相連通，供劑容器通過第二管線及供劑開關與氣密式主容器相連通；(b)將立體成型后的三維物件設置于氣密式主容器內(nèi)；(c)使壓縮機作動，通過第一管線對氣密式主容器進行抽氣；(d)當氣密式主容器內(nèi)部壓力趨近于零時，開啟供劑開關，使第二管線與氣密式主容器相連通；(e)通過升降機構將供劑容器升高，以通過液位差及壓力差使后處理劑由供劑容器經(jīng)由第二管線流至氣密式主容器中，使后處理試劑完全浸泡三維物件；(f)關閉供劑開關；(g)執(zhí)行超音波震蕩程序，以使三維物件之內(nèi)部空氣排出，以使后處理劑填充附著于三維物件上；以及(h)通過升降機構將供劑容器降低，并開啟供劑開關，通過液位差使處理劑由氣密式主容器經(jīng)由第二管線流至供劑容器中，以完成后處理劑的回收。

【附圖說明】

圖1A為本發(fā)明較佳實施例的三維物件的后處理系統(tǒng)的示意圖。

圖1B為圖1A所示的三維物件的后處理系統(tǒng)的超音波震蕩程序的示意圖。

圖1C為圖1A所示的三維物件的后處理系統(tǒng)的回收后處理劑的示意圖。

圖1D為圖1C所示的三維物件的后處理系統(tǒng)完成后處理劑回收的示意圖。

圖2為本發(fā)明較佳實施例的三維物件的后處理方法的流程圖。

【符號說明】

1：三維物件的后處理系統(tǒng)

2：氣密式主容器

20、50：容置空間

21：插頭

3：三維物件

4：壓縮機

40：第一管線

5：供劑容器

51：第二管線

52：供劑開關

6：后處理劑

7：升降機構

S81-S88：三維物件的后處理方法的步驟

【具體實施方式】

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理解的是本發(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，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上是當作說明之用，而非架構于限制本發(fā)明。

請同時參閱圖1A及圖1B，圖1A為本發(fā)明較佳實施例的三維物件之后處理系統(tǒng)的示意圖，圖1B為圖1A所示的三維物件的后處理系統(tǒng)的超音波震蕩程序的示意圖。如圖所示，本發(fā)明的三維物件的后處理系統(tǒng)1包含氣密式主容器2、壓縮機4、供劑容器5及升降機構7，其中氣密式主容器2用以供立體成型后的三維物件3設置于其內(nèi)；壓縮機4通過第一管線40與氣密式主容器2相連通；供劑容器5用以儲存并提供后處理劑6，并通過第二管線51及供劑開關52與氣密式主容器2相連通；升降機構7用以承載供劑容器5，以進行垂直升降位移；當壓縮機4作動，則可經(jīng)由第一管線40對氣密式主容器2進行抽氣，使氣密式主容器2內(nèi)部壓力趨近于零，再開啟供劑開關52，使第二管線51與氣密式主容器2相連通，并借由升降機構7將供劑容器5升高，以通過液位差及壓力差使后處理劑6經(jīng)由第二管線51流至氣密式主容器2中，當該后處理試劑6完全浸泡三維物件3，再通過氣密式主容器2執(zhí)行超音波震蕩程序，以使三維物件3之內(nèi)部空氣排出，以使后處理劑6填充附著于三維物件3上。

請參閱圖1A及圖1B，如圖所示，氣密式主容器2之內(nèi)部具有容置空間20，用以供立體成型后的三維物件3設置于其中。該氣密式主容器2的材質(zhì)是可為但不限為由可耐化學試劑、耐受至少1大氣壓力的材質(zhì)所構成，且于一些實施例中，該材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)。第一管線40的材質(zhì)并不限制，其可由塑料材質(zhì)或是金屬材質(zhì)所構成，至于第二管線51的材質(zhì)則為由耐化學試劑的材質(zhì)所構成，其較佳者為由金屬材質(zhì)，例如不銹鋼材質(zhì)所構成，但亦不以此為限。供劑容器5 之內(nèi)部亦具有容置空間50，用以供后處理劑6設置于其中，且該供劑容器5的材質(zhì)是可為但不限為由可耐化學試劑的材質(zhì)所構成，例如：不銹鋼材質(zhì)，但不以此為限。

于本實施例中，氣密式主容器2更可包含一超音波裝置(未圖示)、一溫度控制裝置(未圖示)及一電源裝置(未圖示)，但不以此為限，其中，該超音波裝置具有一超音波震動開關(未圖示)，以啟閉該超音波裝置；該溫度控制裝置用以控制氣密式主容器2內(nèi)部的溫度；該電源裝置則可通過一插頭21連接于市電，以用于提供電源，供該超音波裝置及該溫度控制裝置進行運作。

請同時參閱圖1A、圖1B、圖1C、圖1D及圖2，其中圖1C為圖1A所示的三維物件的后處理系統(tǒng)的回收后處理劑的示意圖，圖1D為圖1C所示的三維物件的后處理系統(tǒng)完成后處理劑回收的示意圖，圖2為本發(fā)明較佳實施例的三維物件的后處理方法的流程圖。當欲進行本發(fā)明的三維物件的后處理方法時，首先即如圖1A及圖2的步驟S81所示，先提供氣密式主容器2、壓縮機4以及供劑容器5，且壓縮機4是如前所述，通過第一管線40與氣密式主容器2相連通，供劑容器5則是通過第二管線51及供劑開關52而與氣密式主容器2相連通；其后，如步驟S82所述，將完成立體成型后的三維物件3設置于氣密式主容器2的容置空間20內(nèi)；再如步驟S83所述，將氣密式主容器2的一蓋體(未圖示)蓋上，以確保其內(nèi)部的氣密性，再使壓縮機4作動，通過第一管線40對氣密式主容器2內(nèi)部的容置空間20進行抽氣；接著如步驟S84所述，當氣密式主容器2的容置空間20的內(nèi)部壓力趨近于零時，則開啟供劑開關52，使第二管線52與氣密式主容器2的容置空間相連通；然后，再如圖1B所示、及如圖2的步驟S85所述，通過升降機構7將供劑容器5升高，以通過液位差及壓力差使后處理劑6由供劑容器5內(nèi)部的容置空間50經(jīng)由第二管線51流至氣密式主容器2的容置空間20中，并覆蓋且淹沒于該三維物件3；其后，再如步驟S86所述，關閉該供劑開關52，使后處理劑6不再繼續(xù)流入氣密式主容器2的容置空間20中；并如步驟S87所述，開啟氣密式主容器2的超音波震動開關(未圖示)，以進行超音波震蕩程序，借由超音波震蕩以使三維物件3的內(nèi)部空氣排出，即使其孔隙中的空氣均可通過超音波震蕩而排出，進而可使后處理劑6填充附著于三維物件3的孔隙之中；最后，再 如圖1C所示及如圖2的步驟S88所述，通過升降機構7的帶動以將供劑容器5降低，并再次開啟供劑開關52，通過液位差使氣密式主容器2的容置空間20內(nèi)的后處理劑6經(jīng)由第二管線51而流回至供劑容器5的容置空間50中，待后處理劑6完全回流至供劑容器5內(nèi)后，再如圖1D所示，關閉供劑開關52，并開啟氣密式主容器2的蓋體(未圖示)，使其內(nèi)部壓力與外界壓力相同，如此以完成后處理劑6的回收程序。

于本實施例中，于步驟S86之后，即為關閉供劑開關52之后，更可包含另一子步驟：啟動溫度控制裝置(未圖示)，進而以控制氣密式主容器2的容置空間20之內(nèi)部溫度。以本實施例為例，此步驟主要是對氣密式主容器2的容置空間20內(nèi)的后處理劑6進行加熱，使其加熱至一特定溫度，以增加其反應速率，至于該溫度的范圍則可依據(jù)后處理劑6的種類而任施變化，主要以不超過后處理劑6的沸點為限。并于此加熱步驟后，再施行步驟S87的超音波震蕩程序，且在步驟S87的超音波震蕩程序結束后，再進行另一子步驟：進行靜置及降溫程序，使三維物件3靜置，并使氣密式主容器2的容置空間20之內(nèi)部溫度降至室溫溫度，即為使后處理劑6的溫度降下，最后再如步驟S88所述，進行后處理劑6的回收程序。

于本實施例中，后處理劑6是可為但不限為一丙烯酸脂類、一抗氧化劑及一阻燃劑的混合物，且該丙烯酸脂類是可為但不限為一乙基、一異丙基、一新戊基、一丁基、一辛基、一乙基己基、一甲氧基的至少其中之一，該抗氧化劑為一對苯二酚，該阻燃劑為一磷酸三辛酯(TOP)。其中抗氧化劑的含量是可占后處理劑6的0.5～1％，但不以此為限，用以減緩丙烯酸脂類的反應速度，進而以防止其在三維物件3的表面即產(chǎn)生硬化的情形，且阻燃劑的含量亦可占后處理劑6的0.5～1％，但不以此為限，用以增加丙烯酸脂類使用上的安全性并增加耐候性。

于另一些實施例中，后處理劑6是可由主劑及硬化劑所構成的雙劑混合物，其中該主劑是可為但不限為環(huán)氧樹脂、分散劑及促進劑的混合物，其具備硬化后收縮程度小、抗化學性佳，適合用于填補多孔隙材料的孔洞等優(yōu)點，且該環(huán)氧樹脂為雙酚A型、雙酚F型的至少其中之一。分散劑的含量為占主劑的10～20％，但不以此為限，且分散劑是可為但不限為縮水甘油12-14烷基醚，以用于降 低環(huán)氧樹脂的粘度，使后處理劑6更具微米以下的填縫能力。促進劑的含量為占主劑的5～10％，但不以此為限，其是可為但不限為苯甲醇，用以加速環(huán)氧樹脂于室溫下的交聯(lián)反應。

且于此實施例中，硬化劑可為但不限為脂肪胺類及促進劑的混合物，脂肪胺類可于較低溫度下固化，然若是將的加熱至40～50度C，則可顯著地加快其反應時間，且脂肪胺類是可為但不限為聚醚胺、酚醛類變性胺的至少其中之一，促進劑的含量為占主劑的5～10％，但不以此為限，其是可為但不限為苯甲醇，用以加速主劑與硬化劑的反應。

由此可見，本發(fā)明之后處理劑6的選用時可依據(jù)實際施作情形而任施變化，且依據(jù)后處理劑6的選用，氣密式主容器2更可調(diào)控不同的溫度，以促使后處理劑6的加速反應，再搭配氣密式主容器2內(nèi)物理性的壓力、溫度、超音波震蕩等調(diào)控，以使三維物件3的孔隙中的空氣得以順利排出，并促使后處理劑6可有效滲透、填補、并附著于三維物件3的孔隙中，進而以提升三維物件3的結構強度。

綜上所述，本發(fā)明的三維物件之后處理系統(tǒng)及后處理方法，主要通過升降機構帶動供劑容器升降，進而可通過液位差及壓差而使后處理劑進入氣密式主容器內(nèi)、或是排出于氣密式主容器之外，并通過氣密式主容器內(nèi)部的物理性的壓力、溫度、超音波震蕩等程序，以使三維物件內(nèi)部的空氣排出，并使后處理劑可有效滲入、填補于三維物件的孔隙中，進而可達到增強三維物件的結構強度、并可使臟污、霉菌不易附著、滲入于三維物件的表面上等功效。

本發(fā)明得由熟知此技術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者。