本發(fā)明是有關于一種打印方法，尤其是有關于一種立體打印方法。

背景技術：

自從二十世紀開始，隨著世界經(jīng)濟競爭的日益激烈化和全球化，產(chǎn)品制造商們越來越需要以最短的時間制造出符合人們消費需求的新產(chǎn)品來搶占市場。在一九八零年代末出現(xiàn)一種快速成型(rapidprototyping，簡稱rp)技術就是在這樣的背景下提出并逐步得以發(fā)展的?？焖俪尚图夹g是一種逐層零件制造工藝，快速成型技術突破傳統(tǒng)的材料變形成型和去除材料成型的工藝方法，使用近乎全自動化的工藝從cad文件直接生產(chǎn)所需要的模型或模具，可以顯著地減少產(chǎn)品原型的開發(fā)時間和成本，極大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量；另外，快速成型技術在制造過程中不需要任何傳統(tǒng)意義上的夾治具、刀具或模具即可制造出任何復雜形狀的零部件。因此，快速成型技術在現(xiàn)代制造業(yè)中越來越具有競爭力，有望成為二十一世紀的的主流制造技術。

另一方面，立體打印技術是近似快速成型技術的加法制造技術的一種形式，在加法制造技術中三維物件是通過連續(xù)的切層所創(chuàng)建出來的。立體打印技術相對于其他的加法制造技術而言，具有速度快，價格便宜，高易用性等優(yōu)點。立體打印機臺就是可以「打印」出真實立體物體的一種設備，采用分層加工、 疊加成形，即通過逐層增加材料來生成立體的物件實體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術完全不同。另一方面，稱之為「打印」技術是參照了其技術原理，因為分層加工的過程與習知的「噴墨打印」技術十分相似。

目前典型的立體打印技術有：光固化立體造型(stereolithographyapparatus，sla)、分層物件制作(laminatedobjectmanufacturing，lom)、選擇性激光燒結(selectivelasersintering，sls)和熔融沉積造型(fuseddepositionmodeling，fdm)等，其中各種方法具有其自身的特點和適用范圍。

然而，對于目前的立體打印技術而言，打印立體物件時需要增設許多支撐構件來支持立體物件側向延伸而懸空的構形。但是，支撐構件的形成多半需要額外的成本支出，在無形中增加了立體物件制作時的材料成本，造成打印材料的浪費，同時也耗損了大量的制作時間成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種立體打印方法，以解決先前技術所造成的問題。

根據(jù)本發(fā)明一實施例，其揭露了一種立體打印方法，適用于打印立體物件，立體物件具有本體部以及本體部的側邊延伸出的延伸部，立體打印方法包括以下步驟。獲取關于該立體物件的一立體模型信息。根據(jù)該立體模型信息，獲取關于該立體物件的在x-y平面上的一正投影圖檔及關于該立體物件沿z軸形成的多個切層物件，并產(chǎn)生對應該些切層物件的在x-y平面上的多個二維圖檔。依序地將每一該二維圖檔與該正投影圖檔 根據(jù)彼此對應的邊緣疊加而形成多個打印圖檔，其中每一該打印圖檔定義出一立體成形區(qū)及一堆疊支撐區(qū)。依序堆疊由成形粉末構成的多個成形粉層，并對應地根據(jù)該些打印圖檔，在每一該成形粉層上固化出對應的該立體成形區(qū)而共同地形成該立體物件，同時地，在每一該成形粉層上固化出對應的該堆疊支撐區(qū)的部分邊緣而共同地形成一第一側墻及一第二側墻，其中該第一側墻與該延伸部的外側緣相隔一第一間距且該第二側墻與該本體部鄰近該延伸部的側緣相隔一第二間距，打印出的該立體物件與該第一側墻及該第二側墻彼此不接觸。

在本發(fā)明一實施例中，立體打印方法還包含以下步驟。根據(jù)包含最底層的該切層物件的該二維圖檔的該打印圖檔進行打印時，完整地打印出該打印圖文件的該堆疊支撐區(qū)而形成一第一底壁。

在本發(fā)明一實施例中，該第一底壁具有沿z軸貫穿的至少一穿孔。

在本發(fā)明一實施例中，立體打印方法還包含以下步驟。當該些打印圖檔的其中之一的該立體成形區(qū)與其前一層的該打印圖文件的該堆疊支撐區(qū)的邊緣部分重迭時，完整地打印其前二層的該打印圖文件的該堆疊支撐區(qū)而形成一第二底壁。

在本發(fā)明一實施例中，立體打印方法還包含以下步驟。以具有第一光訊號強度的第一雷射燒結地打印每一該立體成形區(qū)并以具有第二光訊號強度的第二雷射燒結地打印對應的該堆疊支撐區(qū)。

在本發(fā)明一實施例中，該第一光訊號強度大于該第二光訊號強度。

在本發(fā)明一實施例中，該第一雷射或該第二雷射的光束尺 寸為1μm至1mm之間。

在本發(fā)明一實施例中，每一該第一間距的最短直線距離等于每一該第二間距。

在本發(fā)明一實施例中，每一該第一間距或每一該第二間距的最短直線距離為1μm。

在本發(fā)明一實施例中，每一該成形粉層包含一有機粉末或一無機粉末。

本發(fā)明實施例的立體打印方法可根據(jù)打印圖檔的立體成形區(qū)堆疊地打印出立體物件，且在打印立體物件的同時，根據(jù)堆疊支撐區(qū)打印出的第一側墻及第二側墻結合未被固化的成形粉層可用來支撐打印出的立體物件自本體部向外延伸的延伸部。因此，根據(jù)堆疊支撐區(qū)打印出的第一側墻及第二側墻來輔助打印出的立體物件使其順利完整的成形的立體打印方法，可提高立體打印方法在使用上及操作上的便利度。此外，由于本實施例的立體打印方法僅在成形粉層上燒結打印第一側墻及第二側墻，未被固化的成形粉層可在立體物件打印完成后，藉由移除第一側墻及第二側墻而可再次被收集利用于其他的立體物件的立體打印制程上，使得使用本實施例的立體打印方法來制作立體物件可具有較好的使用操作便利性，同時，未被固化的成形粉層還可再次利用，避免了成形粉層的材料浪費，進而可降低打印立體物件所需的生產(chǎn)成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡 單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是繪示依照本發(fā)明一實施例的一種立體打印方法的步驟流程圖。

圖2是繪示依照圖1的立體打印方法所述的立體物件的立體示意圖。

圖3是繪示依照圖1的立體打印方法所述的其中一打印圖檔的示意圖。

圖4是繪示依照圖1的立體打印方法打印立體物件時的一實施例的示意圖。

圖5是繪示依照圖1的立體打印方法打印立體物件時的另一實施例的示意圖。

具體實施方式

有關本發(fā)明之前述及其他技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而并非用來限制本發(fā)明。并且，在下列各實施例中，相同或相似的組件將采用相同或相似的標號。

請參照圖1，其繪示依照本發(fā)明一實施例的一種立體打印方法100的步驟流程圖。如圖1所示，應先了解到，本實施例所述的立體打印方法可適用于立體打印裝置，使其立體裝置可利用讀取關于立體物件的立體模型信息來打印地復制出相同構 形的立體物件，其中立體模型信息可為一數(shù)字立體圖像檔案，其可由計算機主機透過計算機輔助設計(computer-aideddesign，cad)或動畫建模軟件等建構而成，用以供立體打印裝置讀取并依據(jù)此立體模型信息來打印地復制相同構形的立體物件。舉例來說，如圖2所示，本實施例的立體物件200可具有本體部210以及本體部210的側邊延伸出的延伸部220，但不以此為限。

請回到圖1，本實施例的立體打印方法100包括以下步驟。

步驟110：藉由計算機主機透過計算機輔助設計(computer-aideddesign，cad)或動畫建模軟件等建構而獲取關于立體物件的立體模型信息。

步驟120：根據(jù)立體模型信息，獲取關于立體物件的在x-y平面上的正投影圖文件及關于立體物件沿z軸形成的多個切層物件，并產(chǎn)生對應切層物件的在x-y平面上的多個二維圖檔。應了解到，前述的切層物件相對應的堆疊后即為前述的立體物件的構形。

詳細來說，計算機主機分析立體模型信息而取得正投影圖檔及數(shù)個關于切層物件的二維圖文件。應了解到，前述的二維圖文件可為立體物件沿z軸仿真分割為多個切層物件后，對于每一切層物件在x-y平面上所進行的正投影所產(chǎn)生的圖檔。在本實施例中，x-y平面與z軸彼此垂直，也就是說，z軸與x-y平面的法線彼此平行，但不以此為限。

步驟130：依序地將每一二維圖檔與正投影圖檔根據(jù)彼此對應的邊緣疊加而形成多個打印圖檔，其中每一打印圖檔定義出立體成形區(qū)及堆疊支撐區(qū)。應了解到，立體成形區(qū)即為每一二維圖檔中關于對應的切層物件的信息。因此，立體打印裝置可根據(jù)打印圖文件中二維圖文件的信息而復制切層物件，進一步 將對應的切層物件組合而完成立體物件的打印。然而，為了在立體打印過程中，避免立體物件的延伸部懸空，而需要同時地根據(jù)打印圖文件中關于堆疊支撐區(qū)的信息來對應的打印出支撐延伸部的支撐構件。

詳細來說，請參照圖3，其是繪示依照圖1的立體打印方法所述的打印圖檔的其中之一的示意圖。其中，每一打印圖檔300的立體成形區(qū)310即為對應的二維圖檔中關于切層物件的正投影信息，另一方面，打印圖文件300的堆疊支撐區(qū)320為每一打印圖檔中對應正投影圖檔的邊緣扣除立體成形區(qū)310以外的部分322加上用以堆疊形成后述的第一側墻420及第一間距422(請參照圖4)的區(qū)域范圍324。應了解到，本實施例所述的打印圖檔300可為對應圖4中的對應地打印第二個切層物件時立體打印裝置所讀取的打印圖檔300，也就是指自打印平臺向上數(shù)的第二個切層物件的打印圖文件300，但不以此為限。

步驟140：依序堆疊由成形粉末構成的多個成形粉層，并對應地根據(jù)打印圖檔，在每一成形粉層上固化出對應的立體成形區(qū)而共同地形成立體物件，同時地，在每一成形粉層上固化出對應的堆疊支撐區(qū)的部分邊緣而共同地形成第一側墻及第二側墻，其中第一側墻與延伸部的外側緣相隔第一間距且第二側墻與本體部鄰近延伸部的側緣相隔第二間距，打印出的立體物件與第一側墻及第二側墻彼此不接觸。

詳細來說，可同時參照圖4，在立體打印裝置400的打印平臺410上逐層地涂布成形粉末而形成成形粉層402，并逐一地根據(jù)打印圖文件提供的信息，逐一地在每一成形粉層402上固化出對應的立體成形區(qū)而共同地形成立體物件200。在本實施例中，在每一成形粉層上，可使用具有第一光訊號強度的第一 雷射燒結地打印每一立體成形區(qū)并以具有第二光訊號強度的第二雷射燒結地打印對應的堆疊支撐區(qū)，其中第一光訊號強度大于第二光訊號強度，也就是說，本實施例可利用最佳的光訊號強度的雷射來打印立體物件200，同時，以較弱的光訊號強度的雷射來打印用以支撐立體物件200的延伸部210的支撐構件，可節(jié)省整體發(fā)射雷射的能量，而可減少打印所需的成本。應了解到，前述的用以支撐立體物件200的延伸部210的支撐構件可為第一側墻420、第二側墻430以及堆疊地沒有被燒結的成形粉層402。

詳細來說，第一雷射或第二雷射的光束尺寸可為1μm至1mm之間；第一雷射打印出的立體物件的分辨率可為100dpi以上；第一雷射或第二雷射可為二極管雷射、氣態(tài)雷射、光纖雷射、固態(tài)雷射或半導體雷射的其中之一或前組合，但皆不以此為限。另外，第一雷射或第二雷射可以連續(xù)發(fā)射模式(continuouslyfusingmode)或脈沖發(fā)射模式(pulsefusingmode)發(fā)射，但不以此為限。

進一步的說，對應每一打印圖文件的信息，在成形粉層402上固化出對應的立體成形區(qū)而共同地形成立體物件200時，同時地，在成形粉層402上固化出對應的該堆疊支撐區(qū)的部分邊緣(也就是指，包含于堆疊支撐區(qū)內(nèi)用以形成第一側壁420及第二側壁430的部件)，在根據(jù)所有打印圖文件的信息，打印完成所有的切層物件而形成立體物件200時，固化出對應的堆疊支撐區(qū)的部分邊緣的部份會共同地形成第一側墻420及第二側墻430，其中第一側墻420與延伸部220的外側緣相隔第一間距422且第二側墻430與本體部210鄰近延伸部220的側緣相隔第二間距432，應了解到，打印出的立體物件200與第一側墻420 及第二側墻430彼此不接觸，且第一間距422與第二間距432內(nèi)填滿未被固化的成形粉末，使得立體物件200在打印完成后可便于自打印平臺410上取出。在本實施例中，每一第一間距422的最短直線距離可等于每一第二間距432，另外，每一第一間距422或每一第二間距432的最短直線距離也可為1μm，但不皆以此為限。

進一步的說，在根據(jù)包含最底層的切層物件的二維圖文件的打印圖檔進行打印時，也就是指在打印平鋪于打印平臺410上的成形粉層時，可完整地打印出打印圖文件的堆疊支撐區(qū)而形成第一底壁440，可增加支撐立體物件200的延伸部220的整體支撐構件的穩(wěn)固程度及支撐強度。另一方面，在一些實施例中，如圖5所示，第一底壁440還可具有沿z軸貫穿的穿孔442。當立體物件200打印完成后，移除支撐立體物件200的延伸部220的被燒結形成的支撐構件時，未被燒結打印的成形粉末可自穿孔442排出，以利于成形粉末的收集及再次利用。

另外，當打印圖檔的其中之一的立體成形區(qū)與其前一層的打印圖文件的堆疊支撐區(qū)的邊緣部分重迭時，也就是，在第一次打印出具有延伸部220的切層物件前，完整地打印包含其第前二層的切層物件的打印圖文件的堆疊支撐區(qū)而形成第二底壁450，可進一步再增加支撐立體物件200的延伸部220的支撐構件的穩(wěn)固程度與支撐強度，同時，在第一次打印出具有延伸部220的切層物件前，關于此切層物件的前一層的切層物件的打印圖文件的堆疊支撐區(qū)僅燒結的打印出與立體物件200相隔第一間距422而不與立體物件200接觸的第一側墻420的部份，使得包含延伸部220的切層物件中第一個切層物件被打印出時，可完整地被承載于未被燒結成形粉末鋪設形成的成形粉層402 上，使得立體物件200的延伸部220在打印時可穩(wěn)定的承載于支撐構件上，且立體物件200打印完成后還可順利地取下，避免立體物件200與其支撐構件因燒結而不慎黏合所產(chǎn)生無法順利取出成品的問題。

應了解到，每一成形粉層402可包含有機粉末或無機粉末，也就是說，形成成形粉層402的成形粉末可為有機粉末或可為無機粉末，但不以此為限。

由上述本發(fā)明實施例可知，應用本發(fā)明具有以下優(yōu)點。本發(fā)明實施例的立體打印方法可根據(jù)打印圖檔的立體成形區(qū)堆疊地打印出立體物件，且在打印立體物件的同時，根據(jù)堆疊支撐區(qū)打印出的第一側墻及第二側墻結合未被固化的成形粉層可用來支撐打印出的立體物件自本體部向外延伸的延伸部。因此，根據(jù)堆疊支撐區(qū)打印出的第一側墻及第二側墻來輔助打印出的立體物件使其順利完整的成形的立體打印方法，可提高立體打印方法在使用上及操作上的便利度。此外，由于本實施例的立體打印方法僅在成形粉層上燒結打印第一側墻及第二側墻，未被固化的成形粉層可在立體物件打印完成后，藉由移除第一側墻及第二側墻而可再次被收集利用于其他的立體物件的立體打印制程上，使得使用本實施例的立體打印方法來制作立體物件可具有較好的使用操作便利性，同時，未被固化的成形粉層還可再次利用，避免了成形粉層的材料浪費，進而可降低打印立體物件所需的生產(chǎn)成本。

雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當可作各種之更動與潤飾，因此本發(fā)明之保護范圍當視后附之申請專利范圍所界定者為準。