立体打印装置及其喷头的坐标偏差补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种打印装置，且特别是有关于一种立体打印装置及其喷头的坐标偏差补偿方法。
【背景技术】
[0002]随着计算机辅助制造(Computer-Aided Manufacturing,简称CAM)的进步,制造业发展了立体打印技术，能很迅速的将设计原始构想制造出来。立体打印技术实际上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping,简称RP)技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成立体物体。立体打印技术能无限制几何形状，而且越复杂的零件越显示RP技术的卓越性，还可大大地节省人力与加工时间，在时间最短的要求下，将3D计算机辅助设计(Computer-Aided Design,简称CAD)软件所设计的数字立体模型真实地呈现出来，不但摸得到，也可真实地感受得到它的几何曲线，还可以试验零件的装配性、甚至进行可能的功能试验。
[0003]目前利用上述快速成型法形成立体物品的立体打印装置，多是利用馈料机构将热熔性成型材传送至喷头，再经由馈料加热构造与喷头将其加热熔融并逐层涂布在平台上而形成立体物体。为了增加立体打印装置的实用度与立体打印物体的多样性，业界逐渐开始研发具有多个喷头的打印头模块，这些喷头可将不同颜色或不同材质的成型材交替地涂布在平台上。然而，对于具有多喷头的打印头模块而言，可能因为工厂的组装误差或使用上的种种因素而导致这些喷头从预定位置偏移，并因此造成这些喷头之间的相对位置产生偏移误差。此多喷头间的偏移误差会造成相异成型材之间的接合处发生错位、重叠等接合不顺的现象发生。如此，将导致打印出来的立体物体与实际预期产生落差，因而降低立体打印装置的打印品质及打印良率。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种立体打印装置及其喷头的坐标偏差补偿方法，可针对喷头间的偏移误差进行相对应的补偿与校正，藉此提升立体打印装置的打印品质。
[0005]本发明提出一种喷头的坐标偏差补偿方法，此方法适用包括平台、第一喷头与第二喷头的立体打印装置。此第一喷头用以馈送第一成型材而此第二喷头经用以馈送第二成型材，所述喷头的坐标偏差补偿方法包括下列步骤。选取一校正模型，此校正模型关联于多个补偿参数，各补偿参数对应于一基准打印坐标下的第一喷头及第二喷头之间的偏移值。依据一校正模型，控制第一喷头与第二喷头在平台上打印出测试立体物件。此测试立体物件包括分别对应至多个补偿参数的多个关联结构，各关联结构包括第一子结构与第二子结构，且第一子结构是由第一成型材所建构而第二子结构由第二成型材所建构。依据每一关联结构中第一子结构与第二子结构之间的关联程度，选取这些关联结构其中之一所对应的多个补偿参数其中之一。利用依据测试立体物件所选取出来的这些补偿参数其中之一对第一喷头或第二喷头的基准打印坐标进行补偿。
[0006]在本发明的一实施例中，在上述的依据校正模型，控制第一喷头与第二喷头在平台上打印出测试立体物件的步骤之前，所述方法还包括:依据校正模型，控制第一喷头在平台上打印测试立体物件的平面底板。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的依据校正模型，控制第一喷头与第二喷头在平台上打印出测试立体物件的步骤包括:控制第一喷头将第一成型材逐层堆叠在平台上方，以形成各关联结构的第一子结构。控制第二喷头将第二成型材逐层堆叠在平台上方，以形成各关联结构的第二子结构。此第一子结构包括多个第一切层物件，且此第二子结构包括多个第二切层物件。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的第一切层物件的数量与第二切层物件的数量大于等于10层。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的各补偿参数包括对应至第一方向的第一向量补偿参数以及对应至第二方向的第二向量补偿参数，且第一方向与第二方向分别与平台的法线方向垂直。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的第一子结构投影在平台上的第一截面图案与第二子结构投影在平台上的第二截面图案相同，且第二子结构沿平台的法线方向而堆叠在第一子结构的上方。
[0011]在本发明的一实施例中，上述的依据关联结构中第一子结构与第二子结构之间的关联程度，选取关联结构其中之一所对应的补偿参数其中之一的步骤包括:基于各关联结构中第二子结构堆叠在第一子结构上方的覆盖率，决定各关联结构中第一子结构与第二子结构之间的关联程度，其中覆盖率越大则关联程度越高。依据各关联结构的关联程度，从这些关联结构中挑选具有最高的关联程度的最佳关联结构。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的第一子结构投影在平台上的第一截面图案与第二子结构投影在平台上的第二截面图案不相同，且第一子结构相邻于第二子结构且各自堆叠在平台的承载面上。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的依据关联结构中第一子结构与第二子结构之间的关联程度，选取关联结构其中之一所对应的补偿参数其中之一的步骤包括:基于第一子结构的第一基准点与第二子结构的第二基准点之间的测试距离，决定各关联结构中第一子结构与第二子结构之间的关联程度，其中测试距离越短则关联程度越高。依据各关联结构的关联程度，从这些关联结构中挑选具有最高的关联程度的最佳关联结构。
[0014]从另一观点来看，本发明提出一种立体打印装置，其包括平台、打印模块以及耦接打印模块的控制器。平台包括一承载面，打印模块设置在此平台上并包括第一喷头、第二喷头以及基座。第一喷头经配置以馈送第一成型材，第二喷头经配置以馈送第二成型材。此基座承载第一喷头与第二喷头，并经配置以沿着基准面移动以及沿着基准面的法线方向移动。控制器接收校正模型，此校正模型关联于多个补偿参数，各补偿参数对应于基准打印坐标下的第一喷头及第二喷头之间的偏移值。控制器依据校正模型控制打印模块在平台上打印测试立体物件。此测试立体物件包括分别对应至多个补偿参数的多个关联结构，且各关联结构包括第一子结构与第二子结构。并且，控制器控制第一喷头将第一成型材逐层堆叠在平台上方以形成各关联结构的第一子结构，并控制第二喷头将第二成型材逐层堆叠在平台上方以形成各关联结构的第二子结构。再者，这些补偿参数中的一最佳补偿参数是基于各关联结构中第一子结构与第二子结构之间的关联程度而决定。当控制器获取此最佳补偿参数，控制器由依据该测试立体物件所选取的最佳补偿参数对第一喷头或第二喷头的打印坐标进行校正。
[0015]基于上述，在本发明的实施范例中，先依据预定的校正模型打印出测试立体物件，此立体物件包括多个关联结构。这些关联结构分别由相异的成型材所构成，且不同的成型材分别由不同的喷头馈出并涂布在平台上方。各关联结构依据校正模型具有不同的预设关联程度并且各自对应至不同的补偿参数值。藉此，通过观察多个关联结构的实际关联程度，可据以得知相异喷头间的偏移状态，并获取符合现状的补偿参数来对相异喷头的打印坐标进行校正与补偿。
[0016]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0017]下面的附图是本发明的说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
[0018]图1是本发明的一实施例所示出的立体打印装置的工作情境的方块示意图；
[0019]图2是本发明一实施例所示出的立体打印装置的示意图；
[0020]图3A是图2的实施例所TJK出的未具有偏移误差的打印I旲块的上视TJK意图；
[0021]图3B是图2的实施例所示出的具有偏移误差的打印模块的上视示意图；
[0022]图4是本发明一实施例所示出的测试立体物件的范例示意图；
[0023]图5A是本发明一实施例所示出的测试立体物件的上视示意图；
[0024]图5B为本发明一实施例所示出的决定关联结构的关联程度的示意图；
[0025]图6A是本发明一实施例所示出的测试立体物件的上视示意图；
[0026]图6B是本发明一实施例所示出的测试立体物件的侧视示意图；