本發(fā)明關于一種列印裝置，特別是一種立體列印裝置及其液體容置槽與列印方法。

背景技術：

習知的光固化立體列印裝置中，用于容置光敏樹脂的容置槽底部具有離型膜以及支撐離型膜的平板，而在工件列印的過程中，光敏樹脂會硬化貼合于離型膜上，進而形成工件中的其中一層。為了接續(xù)下一層工件的列印，需要施力將工件向上拉起，以分離工件與離型膜，使未硬化的光敏樹脂再填充在工件與離型膜之間。但是，在習知的立體列印裝置中，離型膜與平板之間會形成封閉區(qū)域，導致工件分離的過程中會產生低壓區(qū)，使得工件與離型膜不易分離。

而上述問題雖可以透過施加更大的拉力來分離工件與離型膜，但是施予更大的拉力常會導致工件無法支撐而毀損或是離型膜過度拉扯而變形。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種立體列印裝置，以使工件易于從離型層分離。

本發(fā)明實施例所提供的液體容置槽，適用于立體列印設備中，以容置液態(tài)光敏材料，液體容置槽包括離型層以及平板。離型層具有一工件成形區(qū)。平板支撐離型層，而且具有對應工件成形區(qū)的第一區(qū)以及位于第一區(qū)旁的第二區(qū)，平板具有至少一流體通道從平板之連接于離型層的表面延伸至平板的另一表面。

本發(fā)明實施例的液體容置槽藉由在平板設置流體通道或是藉由頂高裝置將離型層頂高并藉由馬達將平板傾斜于工件，以利用流體來平衡離型層兩側的壓力，進而消除離型層與平板間的低壓現(xiàn)象。因此，本發(fā)明實施例的液體容置槽及立體列印裝置可以使工件易于與離型層分離，以避免工件受損、離型層變形等問題，而且還可提升立體列印的速度及穩(wěn)定度。

為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1繪示本發(fā)明一實施例的液體容置槽的示意圖；

圖2a繪示將圖1的液體容置槽中的工件從離型膜分離的示意圖；

圖2b繪示將本發(fā)明另一實施例的液體容置槽中的工件從離型膜分

離的示意圖；

圖3a至圖3b繪示本發(fā)明另二實施例的平板的示意圖；

圖4繪示本發(fā)明另一實施例的液體容置槽的示意圖；

圖5繪示圖4實施例的作動示意圖；以及

圖6繪示本發(fā)明一實施例的立體列印裝置的示意圖。

圖7繪示本發(fā)明另一實施例提供一種立體列印裝置的示意圖；

圖7a繪示平板與離型層分離的示意圖；

圖7b繪示將液體容置槽中的工件從離型層分離的示意圖；

圖8繪示本發(fā)明另一實施例的平板與離型層分離的示意圖；

圖9繪示本發(fā)明另一實施例提供一種立體列印裝置的示意圖；

圖9a繪示本發(fā)明另一實施例的平板與離型層分離的示意圖；

圖9b繪示本發(fā)明另一實施例將液體容置槽中的工件從離型層分離

的示意圖；

圖10繪示本發(fā)明另一實施例的平板與離型層分離的示意圖；

具體實施方式

請參閱圖1，本實施例的液體容置槽100適用于立體列印設備中，以容置液態(tài)光敏材料10，液體容置槽100包括離型層110以及平板130。離型層110具有工件成形區(qū)r。此工件成形區(qū)r是立體列印設備提供的成形光束能照射到的區(qū)域。平板130支撐離型層110，而且具有對應工件成形區(qū)r的第一區(qū)r1以及位于第一區(qū)r1旁的第二區(qū)r2，第二區(qū)r2內具有至少一流體通道133從平板130之連接于離型層110的表面134延伸至平板130的另一表面，例如與表面134相對的表面135。

上述之液體容置槽100例如還包括多個側壁120，這些側壁120連接于離型層110的周圍，其中側壁120與離型層110之間形成容置空間121，以容置液態(tài)光敏材料10。此外，離型層110為軟性材質制成的可撓性薄膜，而且可以透光。離型層110例如還具備低表面沾黏之特性。具體而言，離型層110的材質可以為硅膠或聚四氟乙烯，但不以此為限。

第二區(qū)r2例如是環(huán)繞設置于第一區(qū)r1的周圍，在另一實施例中，平板130上的第二區(qū)r2也可以位于第一區(qū)r1的一側。此外，本實施例中，第二區(qū)r2內流體通道133的數(shù)量是以一個為例。在其它實施例中，可以在第二區(qū)r2內設有多個流體通道133。另外，平板130的材質可以為玻璃、塑料、壓克力或其它能提供足夠支撐力的材質。平板130例如是透光平板。流體通道133可以從平板130之表面134沿直線路徑延伸至平板130之與表面134相對的表面135。

請參閱圖2a，照光固化后的液態(tài)光敏材料10在工件成形區(qū)r內形成工件20，此工件20附著于立體列印設備的成形平臺300上。形成工件20后，藉由成形平臺300上提工件20可以使位于平板130的表面135下方的流體f經由流體通道133流進平板130的表面134與離型層110之間，藉此消除離型層110與平板130間的低壓現(xiàn)象，進而平衡離型層110兩側的壓力。而上提工件20所施加的拉力僅需要克服工件20與離型層110之間的黏著力，就可以將工件20從離型層110分離，使液態(tài)光敏材料10填充在工件20與離型層110之間，以便進行下一層列印步驟。因此，本實施例之液體容置槽100可大幅地減少將工件20從離型層110分離所需施加的拉力，以避免工件20受損、離型層110變形等問題。

請參閱圖2b，在另一實施例中，液體容置槽100a更可以包括流體驅動裝置140，例如為一馬達，此流體驅動裝置140連結流體通道133，以驅使流體f進出流體通道133。具體而言，每一層的工件20形成后，流體驅動裝置140驅動流體f進入流體通道133，使流體f流進平板130的表面134與離型層110之間，藉此可以消除離型層110與平板130間的低壓現(xiàn)象，進而平衡離型層110兩側的壓力，以利將工件20從離型層110分離。之后，流體驅動裝置140更可以使平板130的表面134與離型層110之間的流體f經由流體通道133排出，以讓離型層140易于平貼于平板130，避免流體f殘留在平板130的表面134與離型層110之間，以維持后續(xù)列印的精準度。流體f可以為氣體，而氣體種類可以是空氣、氮氣或其它常見使用于制程技術中的各式氣體。此外，流體f也可以視需求替換為液體，例如水。

在其它實施例中，流體通道133a也可以從平板130a之表面134沿蜿蜒路徑延伸至平板130a之與表面134相對的表面135，如圖3a所示。流體通道133b也可以是從平板130b之表面134延伸至平板130b之與表面134相連的表面136，如圖3b所示。

請參閱圖4，本發(fā)明另一實施例提供一種液體容置槽100b，其適用于立體列印設備中，以容置液態(tài)光敏材料10。液體容置槽100b包括離型層110、平板130c以及至少一頂高裝置150。液體容置槽100b還可包括多個側壁120，其中離型層110及側壁120的細部構造與上述實施例相似，在此不再贅述。本實施例之液體容置槽100b與上述液體容置槽100的主要差異在于，支撐離型層110表面112的平板130c不具有上述之流體通道，而頂高裝置150設置于平板130c旁，并且抵頂離型層110的表面112。頂高裝置150用以頂高離型層110，促使離型層110的至少一部分與平板130c分離。

而以圖4為例，頂高裝置150為兩個，而且對稱地設置在平板130c的兩側。頂高裝置150也可以為一個，設置于平板130c一側(未繪示)。頂高裝置150更可以為多個，并且環(huán)繞地設置在平板130c的周圍(未繪示)。頂高裝置150可以如同以上所述設置于平板130c周圍，但不受限于此。

請參閱圖5，液態(tài)光敏材料10照光形成工件20后，頂高裝置150上移抵頂離型層110的表面112，并頂高離型層110并使離型層110與平板130c分離。如此一來，流體f會流入平板130c與離型層110的表面112之間，藉此消除離型層110與平板130cc間的低壓現(xiàn)象，進而平衡離型層110兩側的壓力，使得用來分離工件20與離型層110所施加的拉力可以有效地降低，以避免工件20受損、離型層110變形等問題。此外，頂高裝置150也可以應用至上述平板具有流體通道的各實施例中。

請參閱圖6，本發(fā)明一實施例提供一種立體列印裝置400，其包括光源裝置200、上述的成形平臺300以及上述各實施例所述的液體容置槽其中之一，而圖6是以圖1所示的液體容置槽100為例。液體容置槽100用以容置液態(tài)光敏材料10，光源裝置200配置于液體容置槽100的下方，以提供成形光束i穿過平板130及離型層110而照射工件成形區(qū)r。光源裝置200例如是數(shù)字光源處理(digitallightprocessing,dlp)投影裝置或其它種類的投影裝置(如lcos,lcd)，但不以此為限。成形平臺300與平板130配置于液體容置槽100之離型層110的相對兩側，其中成形平臺300適于朝遠離及接近離型層110的方向移動。

液態(tài)光敏材料10照光后在工件成形區(qū)r內形成工件20，而工件20附著于成形平臺300上。成形平臺300朝遠離離型層110的方向移動以促使工件20上移進而與離型層110分離。工件20與離型層110分離過程中，流體通道133可以消除離型層110與平板130間的低壓現(xiàn)象，進而平衡離型層110兩側之間的壓力。因此，所施加的拉力僅需要克服工件20與離型層110之間的黏著力，就可以分離工件20與離型層110，使液態(tài)光敏材料10填充在工件20與離型層110之間，以便進行后續(xù)列印步驟。

請參閱圖7，本發(fā)明另一實施例提供一種立體列印裝置400a，其包括液體容置槽100以及馬達160。液體容置槽100容置液態(tài)光敏材料10。液體容置槽100包括離型層110、平板130。液體容置槽100還可以包括多個側壁120，其中離型層110、側壁120及平板130的細部構造與圖1至圖3b所示之實施例相似，在此不再贅述。本實施例之立體列印裝置400a與上述立體列印裝置400的主要差異在于，透過支撐離型層110的平板130的流體通道133搭配位于離型層110、側壁120及平板130這三個構件下方的馬達160來達成使工件20易于從離型層110分離的目的。

在本實施例中，馬達160例如是設置在側壁120上，并搭配樞軸162設置在其中之另一側壁120上，但本發(fā)明并不以此為限，在其它的實施例中，馬達160例如是設置在液體容置槽100的平板130的相對兩端的其中一端上，且馬達160的配置位置可視實際情況的需求而設置在不同側的側壁120。

請參閱圖7a與圖7b，圖7a為平板130與離型層110分離的示意圖。圖7b為將液體容置槽100中的工件20從離型層110分離的示意圖。如圖7a所示，照光固化后的液態(tài)光敏材料10在工件成形區(qū)r內形成工件20，此工件20附著于立體列印設備的成形平臺300上。形成工件20后，藉由馬達160對其中之一側壁120進行下拉牽引的動作，而其中之另一側壁120則開始沿著樞軸162并帶動平板130進行轉動，此時，平板130的至少一部分逐漸與離型層110分離而與工件20之間產生間距g1，使得平板130的表面134傾斜于工件20的接觸面201，進而在平板130的表面134與工件20的接觸面201之間具有夾角θ1，使位于平板130的表面135下方的流體f經由流體通道133以及平板130的邊緣流進平板130的表面134與離型層110之間，藉此消除離型層110與平板130間的低壓現(xiàn)象，進而平衡離型層110兩側的壓力。

如圖7b所示，離型層110會產生剪切分力，此時，再藉由成形平臺300上提工件20，剪切分力會使離型層110沿著接觸面201從工件20分離，再使液態(tài)光敏材料10填充在工件20與離型層110之間，以便進行下一層列印步驟。值得一提的是，由于本實施例之立體列印裝置400a是同時透過平板130的流體通道133以及馬達160來達成工件20從離型層110分離，因此，除了可大幅地減少將工件20從離型層110分離所需施加的拉力，以避免工件20受損、離型層110變形等問題外，亦可在上提工件20時，能夠以更快的速度將工件20從離型層110分離，有效減少形成工件20的時間，且對于大面積工件成形的良率也將大幅提升。

在本實施例中，平板130的表面134與工件20的接觸面201之間的夾角θ1范圍例如是介于0度和5度之間，但本發(fā)明并不以此為限，在一實施例中，夾角θ1范圍例如是介于0度和10度之間。在另一實施例中，夾角θ1范圍例如是介于0度和30度之間。在本實施例中，平板130的至少一部分與工件20之間的間距g1范圍例如是介于0公厘和15公厘之間，但本發(fā)明并不以此為限，在一實施例中，間距g1范圍例如是介于0公厘和20公厘之間，在另一實施例中，間距g1范圍例如是介于0公厘和30公厘之間。此外，本實施例之馬達160例如是步進馬達，但本發(fā)明并不以此為限。在一實施例中，也可以透過其它的牽引裝置，例如是音圈馬達、彈簧或是壓電材料來實現(xiàn)與馬達160相同的功效，但本發(fā)明并不以此為限，舉凡能造成平板130的表面134傾斜于工件20接觸面201的組件皆能使用。

請參閱圖8，圖8為本發(fā)明另一實施例之平板130與離型層110分離的示意圖。如圖8所示，照光固化后的液態(tài)光敏材料10在工件成形區(qū)r內形成工件20并附著于成形平臺300上。形成工件20后，藉由成形平臺300上提工件20，此時，平板130逐漸與離型層110分離，使位于平板130的表面135下方的流體f經由流體通道133流進平板130的表面134與離型層110之間，藉此消除離型層110與平板130間的低壓現(xiàn)象，進而平衡離型層110兩側的壓力。

經由在圖8所示之成形平臺300上提工件20而使平板130與離型層110分離后，再藉由馬達160對其中之一側壁120進行下拉牽引的動作，而其中之另一側壁120則開始沿著樞軸162并帶動平板130進行轉動，此時，平板130的表面134逐漸傾斜于工件20的接觸面201而具有夾角θ1，并同時將工件20從離型層110分離，使液態(tài)光敏材料10填充在工件20與離型層110之間，以便進行下一層列印步驟。上述下拉牽引的動作以及工件20從離型層110分離的動作請參考圖7a與圖7b。

請參閱圖9，本發(fā)明另一實施例提供一種立體列印裝置400b，其包括液體容置槽100以及馬達160b。液體容置槽100容置液態(tài)光敏材料10。液體容置槽100包括離型層110、平板130。液體容置槽100還可以包括多個側壁120，其中離型層110、側壁120及平板130的細部構造與圖1至圖3b所示之實施例相似，在此不再贅述。本實施例之立體列印裝置400b與上述立體列印裝置400a的主要差異在于，馬達160b設置于成型平臺300上。此外，本實施例之立體列印裝置400b同樣是透過支撐離型層110的平板130的流體通道133搭配位于成型平臺300上的馬達160b來達成使工件20易于從離型層110分離的目的。

在本實施例中，馬達160b例如是設置于成型平臺300的一端，而樞軸164例如是設置在成型平臺300相對的另一端，但本發(fā)明并不以此為限。

請參閱圖9a與圖9b，圖9a為本發(fā)明另一實施例之平板130與離型層110分離的示意圖。圖9b為本發(fā)明另一實施例之將液體容置槽100中的工件20從離型層110分離的示意圖。如圖9a所示，照光固化后的液態(tài)光敏材料10在工件成形區(qū)r內形成工件20，此工件20附著于成形平臺300上。形成工件20后，藉由馬達160b對成型平臺300的一端進行上拉牽引的動作，而成型平臺300的另一端則開始沿著樞軸164并帶動成型平臺300進行轉動，此時，平板130的至少一部分逐漸與離型層110分離而與工件20之間產生間距g2，使得平板130的表面134傾斜于工件20所具有與離型層110接觸的接觸面201，進而在平板130的表面134與工件20的接觸面201之間具有夾角θ2，使位于平板130的表面135下方的流體f經由流體通道133以及平板130的邊緣流進平板130的表面134與離型層110之間，藉此消除離型層110與平板130間的低壓現(xiàn)象，進而平衡離型層110兩側的壓力。

如圖9b所示，離型層110會產生剪切分力，此時，再藉由成形平臺300上提工件20，就可以將工件20從離型層110分離，再使液態(tài)光敏材料10填充在工件20與離型層110之間，以便進行下一層列印步驟。值得一提的是，由于本實施例之立體列印裝置400b是同時透過平板130的流體通道133以及馬達160b來達成工件20從離型層110分離，因此，除了可大幅地減少將工件20從離型層110分離所需施加的拉力，以避免工件20受損、離型層110變形等問題外，亦可在上提工件20時，能夠以更快的速度將工件20從離型層110分離，有效減少形成工件20的時間，且對于大面積工件成形的良率也將大幅提升。

在本實施例中，平板130的表面134與工件20的接觸面201之間的夾角θ2范圍例如是介于0度和5度之間，但本發(fā)明并不以此為限，在一實施例中，夾角θ2范圍例如是介于0度和10度之間。在另一實施例中，夾角θ2范圍例如是介于0度和30度之間。在本實施例中，平板130的至少一部分與工件20之間的間距g2范圍例如是介于0公厘和15公厘之間，但本發(fā)明并不以此為限，在其它的實施例中，間距g2范圍例如是介于0公厘和20公厘之間，在另一實施例中，間距g2范圍例如是介于0公厘和30公厘之間。此外，本實施例之馬達160b例如是步進馬達，但本發(fā)明并不以此為限。值得一提的是，在其它實施例中，也可以透過其它的牽引裝置，例如是音圈馬達、彈簧或是壓電材料來實現(xiàn)與馬達160b相同的功效，但本發(fā)明并不以此為限，舉凡能造成工件20接觸面201傾斜于平板130的表面134的組件皆能使用。

請參閱圖10，圖10為本發(fā)明另一實施例之平板130與離型層110分離的示意圖。如圖10所示，照光固化后的液態(tài)光敏材料10在工件成形區(qū)r內形成工件20并附著于成形平臺300上。形成工件20后，藉由成形平臺300上提工件20，此時，平板130逐漸與離型層110分離，使位于平板130的表面135下方的流體f經由流體通道133流進平板130的表面134與離型層110之間，藉此消除離型層110與平板130間的低壓現(xiàn)象，進而平衡離型層110兩側的壓力。

經由在圖10所示之形平臺300上提工件20而使平板130與離型層110分離后，再藉由馬達160b對成型平臺300的一端進行上拉牽引的動作，而成型平臺300的另一端則開始沿著樞軸164并帶動成型平臺300進行轉動，此時，附著于成型平臺300上的工件20的接觸面201逐漸傾斜于平板130的表面134而具有夾角θ2，并同時將工件20從離型層110分離，使液態(tài)光敏材料10填充在工件20與離型層110之間，以便進行下一層列印步驟。上述上拉牽引的動作以及工件20從離型層110分離的動作請參考圖9a與圖9b。

需特別說明的是，上述圖7至圖8所示之立體列印裝置400a以及圖9至圖10所示之立體列印裝置400b皆能應用在如圖6所示立體列印裝置400的架構之中。

本發(fā)明一實施例提出一種立體列印方法，用以在立體列印過程中消除離型層及用以支撐離型層的平板之間的低壓區(qū)。此方法包括將流體從低壓區(qū)的局部逐漸導入整個低壓區(qū)。具體而言，可如圖2a所示的藉由平板130的流體通道133將流體f從離型層110與平板130間的低壓區(qū)之連通流體通道133的部分逐漸導入整個低壓區(qū)，及/或，如圖5所示的藉由設置于平板130c旁的至少一個頂高裝置150，抵頂離型層110的表面112，以頂高離型層112，促使流體f從低壓區(qū)的邊緣逐漸導入整個低壓區(qū)內。除此之外，也可如圖7或圖9所示的設置于設置在側壁120(或平板130)上的馬達160或設置在成型平臺300上的馬達160b，使平板130與離型層100之間具有夾角θ1(或夾角θ2)，促使工件20更快從離型層110分離。

綜合以上所述實施例，本發(fā)明實施例透過平板上的流體通道或是透過頂高裝置，消除離型層與平板間的低壓現(xiàn)象，進而有效地降低分離工件所需的拉力，以避免工件受損、離型層變形等問題，而且還可提升立體列印的速度及穩(wěn)定度，且對于大面積工件成形的良率也將大幅提升。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。