立体打印方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种立体打印方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的日益发展，许多利用逐层建构模型等加成式制造技术(additivemanufacturing technology)来建造物理三维(three-dimens1nal,简称 3-D)模型的不同方法已纷纷被提出。一般而言，加成式制造技术是将利用电脑辅助设计(computer-aideddesign,简称CAD)等软体建构的3-D模型的设计数据转换为连续堆叠的多个薄(准二维)横截面层。
[0003]目前已发展出许多可以形成多个薄横截面层的方式。举例来说，打印头通常可依据3-D模型的设计数据建构的X-Y-Z坐标在基座上方沿着X-Y坐标移动，从而将建构材料喷涂出正确的横截面层形状。所沉积的材料可随后自然硬化或通过例如强光源而被固化，从而形成所要的横截面层，并在逐层固化的状态下进而形成立体物件。成型的技术随着材料性质而异，举例来说，可利用熔化或软化可塑性材料的方法来制造打印的“墨水”，例如:选择性激光烧结(selective laser sintering,简称SLS)和熔融沉积式(fuseddeposit1n modeling,简称FDM),还有一些技术是用液体材料作为打印的“墨水”的，例如:立体平板印刷(stereolithography,简称SLA)、分层实体制造(laminated objectmanufacturing,简称L0M)。打印机通过读取档案中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品
[0004]在现有立体打印过程中，无论以前述何种成型方式进行立体打印，当所欲成型的立体物件存在悬空部时，即立体物件于该处相对于基底存在空间。因此，现有技术均需同步地在悬空部与基底之间立体打印出支撑结构，以避免悬空部造成立体物件在结构上应力集中的情形，甚至因而造成变形。当完成立体打印之后，将前述支撑结构从立体物件上移除。
[0005]据此，前述支撑结构仅作为立体物件的支撑之用，一旦成型完毕后便需将其移除而无法再利用。如此一来，一旦悬空部所占比例较多时，相对地便需要较多的支撑结构，进而造成材料的浪费，同时也因此而提高成型的时间，并因此降低立体打印的效率。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种立体打印方法，具有节省材料、降低处理时间的效果。
[0007]本发明的立体打印方法，用以在基板上形成立体物件。立体打印方法包括:提供包含至少一支撑件的数据库。从数据库取出至少一支撑件并配置支撑件于基板。在基板与支撑件上立体打印出立体物件。立体物件具有相对于基板的至少一悬空部。支撑件填置于悬空部与基板之间。
[0008]在本发明的一实施例中，立体打印方法还包括:建立立体物件的图像模型，并计算图像模型的悬空部相对于基板的高度。从数据库搜寻支撑件，且所搜寻的支撑件的高度小于或等于悬空部相对于基板的高度。
[0009]在本发明的一实施例中，立体打印方法还包括:计算悬空部在基板上的正投影轮廓。从数据库选择支撑件，以使所选的支撑件在基板上的正投影轮廓逼近或符合悬空部在基板上的正投影轮廓，且支撑件在基板上的正投影面积小于或等于悬空部在基板上的正投影面积。
[0010]在本发明的一实施例中，立体打印方法还包括:从数据库选择多个支撑件，以使所选的这些支撑件在基板上的正投影轮廓逼近或符合悬空部在基板上的正投影轮廓，且这些支撑件在基板上的正投影面积和小于或等于悬空部在基板上的正投影面积。
[0011]在本发明的一实施例中，上述的支撑件为柱状体。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的支撑件与立体物件为相同材质。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的悬空部相对于基板的高度大于支撑件的高度，立体打印方法还包括:在支撑件上立体打印出悬空部与耗材部，其中耗材部可移除地连接在悬空部与支撑件之间。
[0014]在本发明的一实施例中，立体打印方法还包括:在支撑件与耗材部之间立体打印出拆解结构，且通过拆解结构而分离耗材部与支撑件。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的拆解结构为立体式骑缝线结构。
[0016]在本发明的一实施例中，立体打印方法还包括:回收支撑件至数据库。
[0017]基于上述，在本发明的上述实施例中，通过多种不同规格及形式的支撑件所构成的数据库，因而得以让立体打印过程中所需的支撑结构均能从数据库中搜寻取得，因而得以减少材料的浪费并缩短处理时间与提高处理效率，同时也让完成立体打印后的立体物件能降低后续处理处理的复杂度也减少对于环境的污染。
[0018]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】
[0019]图1是依照本发明一种立体打印方法的流程图；
[0020]图2是依据图1的立体打印方法而形成的立体物件的示意图；
[0021]图3是图2的局部放大图；
[0022]图4是本发明另一实施例的一种立体打印方法形成立体物件的局部放大图；
[0023]图5是图2的立体物件与支撑件在基板上的正投影视图；
[0024]图6是本发明另一实施例的立体物件与支撑件在基板上的正投影视图。
[0025]附图标记说明:
[0026]100:基板；
[0027]200:立体物件；
[0028]210:悬空部；
[0029]300:拆解结构；
[0030]Dl、D2、Plb、Plc:正投影轮廓；
[0031]Π:邻接面；
[0032]f2:轮廓；
[0033]L1、L2:高度；
[0034]Pl、Pla:支撑件；
[0035]P2、P2a:耗材部；
[0036]S1:支撑空间；
[0037]S105 ?S200:步骤。
【具体实施方式】
[0038]图1是依照本发明一种立体打印方法的流程图。图2是依据图1的立体打印方法而形成的立体物件的示意图。请同时参考图1与图2，在本实施例中，立体打印方法用以在基板100上成型出立体物件200，且在此不限立体打印的手段，其可以现有熔融沉积式(fused deposit1n modeling,简称 FDM)、立体平版印刷(stereolithography,简称 SLA)等上述已知的立体打印技术而达成。但是，如图2所示，当所形成的立体物件200具有悬空部210时，无论以前述何种立体打印技术，其均需在悬空部210处提供足够的支撑结构，以避免立体物件200成型之后，其悬空部210因无任何支撑结构而因应力集中导致变形。在此需说明的是，本案所述悬空部210是指立体物件200并未直接与基板100直接接触的部分。
[0039]换句话说，在以目前立体打印技术成型出立体物件200的过程中，对于立体物件200的悬空部210仍需同步打印出足以支撑悬空部210的结构，而后再从立体物件200上移除这些支撑结构方能得到所需的立体物件200。因此，一旦立体物件200的悬空部210的区域较多或较广时，则所需同步打印出的支撑结构也随之增加，因而对物料造成浪费且提高处理时间与成本。
[0040]据此，本发明对前述状况提供改善的手段。请再参考图1，在本实施例的步骤S105中，先行提供数据库，且该数据库用以收集并存放不同规格且呈柱状体的支撑件。数据库内的支撑件存放有新建立的支撑件或在形成立体物件后所回收的支撑件，在此不限建立数据库的手段，且可随着使用时间或次数而逐渐扩充其数据库中支撑件的形式与数量。
[0041]接着，在步骤SllO中，操作者需先在电脑辅助设计(CAD)或电脑动画软件建立出立体物件200的图像模型，再将建成的三维图像模型“分割”成逐层的截面，从而在后续步骤中指导立体打印装置(未示出)在基板100上进行逐层打印。此外，上述数据库同步于电脑辅助设计或电脑动画软件。
[0042]在此以图2为例而同时描述立体物件200及其图像模型。当图像模型建立之后，便进行步骤S120以计算图像模型的悬空部210相对于基板100所需的支撑空间SI，也即立体物件200因其局部悬空于基板100上方所造成的空间。进而在步骤S130中，搜寻数据库以选取至少一支撑件Pl适配于支撑空间而作为立体物件200的可拆式支撑结构。在此不限支撑件Pl的选取数量，其可以依据需求以选择最佳的适配条件而检索出一或多个支撑件P1。后续在本实施例的相关图式中是以多个支撑件Pl作为代表而进行描述。
[0043]进一步地说，步骤S130包含多种不同条件的检索动作，以立体物件200的材料特性及支撑空间SI尺寸规格而作为检选支撑件Pl的依据。在步骤S131中，选取适配于立体物件200与基板100的材质特性的支撑件Pl。在本实施例中，支撑件Pl与立体物件200具有相同材质，以利于立体打印出立体物件200时，其悬空部210与支撑件Pl的结合程度。在另一未示出的实施例中，也可选用结合度佳且也容易从立体物件移除的支撑件材质。
[0044]当确定支撑件Pl的材质之后，接着便需检索能适配支撑空间SI的支撑件P1。在步骤S133中，检索支撑件Pl的长度，使被检索出的一或多个支撑件Pl中，每一个支撑件Pl的长度小于或等于图像模型的悬空部210相对于基板100的高度(即相当于图2所示支撑空间SI相对于基板100的高度)。再者，在步骤S135中，检索支撑件Pl的截面轮廓，使被检索出的一或多个支撑件Pl中，支撑件Pl或支撑件Pl所形成的集合在基板100上的正投影轮廓小于或等于图像模型的悬空部210在基板上的正投影轮廓。此外，在步骤S137，检索支撑件Pl的邻接面轮廓，使被检索出的一或多个支撑