立体打印机的制作方法
1.本发明涉及一种打印装置，尤其涉及一种立体打印机。
背景技术：
2.在进行三维(3d)打印时，以逐层堆栈的方式形成最后的对象。但每一层固化后必须由离型膜撕开才能进行下一片处理。当成型平台上下作动时，压力峰值会发生在成型平台下降压在液面，与液面初接触时，当排胶后则压力趋于稳定。而成型平台上升时，拉力峰值则发生在打印对象在与打印成型材料分离的瞬间。
3.在上述技术中，会遇到固化后的对象撕开离型膜时的离型力和成型平台移动到打印位置的排胶的问题。为了克服离型力和打印成功率，现有技术大都以放慢马达速度和增加等待时间的方式来达成，但放慢马达速度和增加等待时间会造成打印效率不佳。此外，除了会降低打印速度之外，当遇到不同的胶材或离型膜时，大部分的情况都需要依照材料的不同修正马达速度和等待时间。因此，除了降低打印速度外也造成用户不方便。另一方面，若想打印速度过快，则容易造成打印失败，降低打印成功率。因此，现有技术需要在打印的速度快慢之间进行取舍。
技术实现要素：
4.本发明提供了一种立体打印机，可提高打印速度和成功率，提供良好的使用者体验。
5.本发明的立体打印机包括容置槽、成型平台(platform)、电动机、力传感器(force sensor)以及控制器。容置槽用以容置打印成型材料。成型平台设置于邻近容置槽。电动机与成型平台机械连接。电动机用以驱动成型平台移动。力传感器包括位置编码器。控制器与力传感器及电动机电性连接，其中控制器适于借由位置编码器的数值，用以确认成型平台是否已到达目标位置。
6.在本发明的一实施例中，上述的力传感器是拉力传感器(load sensor)、扭力传感器(torsion sensor)或压力传感器(pressure sensor)。
7.本发明的立体打印机包括容置槽、成型平台、电动机、拉力传感器、压力传感器以及控制器。容置槽用以容置光敏材料。成型平台用以伸入容置槽内。电动机与成型平台力连接。拉力传感器用以产生第一力度信号。压力传感器用以产生第二力度信号。控制器与拉力传感器、压力传感器及电动机电性连接。控制器用以接收第一力度信号和/或第二力度信号，并适于输出控制信号，以改变电动机的输出。
8.在本发明的一实施例中，上述的成型平台设置于容置槽上方。
9.在本发明的一实施例中，上述的力传感器或拉力传感器及压力传感器设置于电动机内。
10.在本发明的一实施例中，上述的力传感器或拉力传感器及压力传感器与电动机连接。
11.在本发明的一实施例中，上述的电动机为马达。
12.在本发明的一实施例中，上述的立体打印机更包括支撑平台以及离型膜。支撑平台设置于容置槽内，用以支撑打印对象。离型膜贴附于支撑平台上。打印对象与离型膜连接。打印对象离开打印成型材料或光敏材料时，与离型膜分离。
13.在本发明的一实施例中，上述的拉力传感器或压力传感器包括位置编码器。
14.在本发明的一实施例中，上述的力传感器或拉力传感器及压力传感器与电动机连接，用以感测力度，且得出感测值。控制器用以接收感测值，且与预期值比较后输出回馈值至电动机。若感测值较预期值大，则控制器降低回馈值。若感测值较预期值小，则控制器提高回馈值。
15.基于上述，在本发明的实施例中，控制器可响应于力度信号输出控制信号以改变电动机输出的动力和速度，因此可提高打印速度和成功率，提供良好的使用者体验。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
17.图1为绘示本发明一实施例的立体打印机的概要示意图。
18.图2为绘示图1实施例的立体打印机的马达扭力及驱动速度的波形示意图。
具体实施方式
19.请参考图1及图2，本实施例的立体打印机100包括容置槽110、成型平台120、电动机130、力传感器140、控制器150、支撑平台160、离型膜170及驱动器180。
20.具体而言，容置槽110用以容置打印成型材料112，例如光敏材料。成型平台120设置于邻近容置槽110，例如设置于容置槽110上方。成型平台120用以伸入容置槽110内，以将打印模型从打印成型材料112中拉出形成打印对象200。支撑平台160设置于容置槽110内，用以支撑打印对象200。离型膜170可分离地贴附于支撑平台160上。打印对象200与离型膜170连接。当打印对象200离开打印成型材料112时，与离型膜170分离，如图1所标示的离型处400。
21.在本实施例中，支撑平台160例如为可透光的平台，其材料为玻璃。可在支撑平台160下设有光源装置(未绘示)。光源装置设置于支撑平台160下方，提供成型光束穿过支撑平台160及离型膜170而照射到容置槽110使打印成型材料112固化。
22.另一方面，电动机130与成型平台120机械连接。电动机130例如为马达。电动机130用以驱动成型平台120移动。因此，电动机130与成型平台120力连接。力传感器140包括位置编码器142。控制器150与力传感器140及电动机130电性连接，其中控制器150适于借由位置编码器142的数值，用以确认成型平台120是否已到达目标位置。力传感器140例如是拉力传感器、扭力传感器或压力传感器。本实施例以力传感器140为拉力传感器进行说明。拉力传感器140用以产生力度信号s1给控制器150。控制器150接收并响应于力度信号s1输出控制信号s2给驱动器180，以改变电动机130输出的动力和速度。
23.具体而言，驱动器180用以输出驱动电流来驱动电动机130移动，以改变电动机130
的速度，从而电动机130可输出动力和速度来驱动成型平台120向上或向下移动。在本实施例中，电动机130例如是马达。驱动器180可根据从控制器150接收的控制信号s2来改变图2中马达速度i1的大小，从而改变成型平台120的移动速度。拉力传感器140与电动机130连接。在一实施例中，拉力传感器140可设置于电动机130内。
24.在本实施例中，拉力传感器140包括位置编码器142，用以侦测成型平台120的位置。举例而言，电动机130驱动成型平台120做3d打印。当设定成型平台120的目标位置后，控制器150借由读取位置编码器142的数值得知成型平台120的目前位置。当成型平台120的位置未达到目标位置时，控制器150会持续控制成型平台120移动直到成型平台120到达目标位置。
25.如图2所示，在3d打印的过程中，主要可分为曝光阶段t1、离型阶段t2及排胶阶段t3。图2显示出马达扭力f1(单位：kgf-m)与马达速度i1(单位：pulse per second，pps)在不同阶段的变化情形。在成型平台120上升时，离型力的拉力峰值300发生在打印对象200在与打印成型材料112分离的瞬间。本实施例的控制器150借由位置的信息可以确认成型平台120是否已到达目标位置，不需要加入等待排胶完成的时间，且可克服不同打印成型材料112(即胶材)的差异。
26.在本实施例中，拉力传感器140与电动机130连接，用以感测力度，且得出感测值，即力度信号s1。控制器150用以接收感测值，且与预期值比较后输出回馈值(即控制信号s2)至电动机130。在本实施例中，预期值可为一固定的值，或与离型状态配合而为一理想的曲线值(例如理想的马达扭力f1)。若感测值较预期值大，则控制器150降低回馈值。若感测值较预期值小，则控制器150提高回馈值。也就是说，若拉力传感器140感测到的力度较预期值大，则控制器150控制驱动器180降低输出的驱动速度，以减慢电动机130与成型平台120的移动速度。反之，若拉力传感器140感测到的力度较预期值小，则控制器150控制驱动器180提高输出的驱动速度，以加快电动机130与成型平台120的移动速度。
27.综上所述，为了改善各种不同的打印成型材料对离型力的差异的影响，本发明的实施例利用控制器来改变电动机的驱动电流大小和驱动速度，并且控制器读取位置编码器的位置数值来达到侦测离型力大小的目的。离型力需求大则增加驱动电流，离型力需求小则减少驱动电流。控制器根据离型力大小可判断是否离型完成，不需要额外等待离型完成时间，即可进行下一层打印。同时，电动机的移动速度也可以根据离型力的大小决定，离型力大则降低电动机速度，离型力小则提高电动机速度。如此一来，可提高打印成功率和减少需要根据不同打印成型材料改变不同电动机速度的不便性。因此，本发明实施例的立体打印机可提高打印速度和成功率，提供良好的使用者体验。
28.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
技术特征：
1.一种立体打印机，其特征在于，包括：一容置槽，用以容置一打印成型材料；一成型平台，设置于邻近所述容置槽；一电动机，与所述成型平台机械连接，用以驱动所述成型平台移动；一力传感器，包括一位置编码器；以及一控制器，与所述力传感器及所述电动机电性连接，其中所述控制器适于借由所述位置编码器的数值，用以确认所述成型平台是否已到达一目标位置。2.如权利要求1所述的立体打印机，其特征在于，所述力传感器是拉力传感器、扭力传感器或压力传感器。3.一种立体打印机，其特征在于，包括：一容置槽，用以容置一光敏材料；一成型平台，用以伸入所述容置槽内；一电动机，与所述成型平台力连接；一拉力传感器，用以产生一第一力度信号；一压力传感器，用以产生一第二力度信号；以及一控制器，与所述拉力传感器、所述压力传感器及所述电动机电性连接，用以接收所述第一力度信号和/或所述第二力度信号，并适于输出一控制信号，以改变所述电动机的输出。4.如权利要求1或3所述的立体打印机，其特征在于，所述成型平台设置于所述容置槽上方。5.如权利要求2或3所述的立体打印机，其特征在于，所述力传感器或所述拉力传感器及所述压力传感器设置于所述电动机内。6.如权利要求2或3所述的立体打印机，其特征在于，所述力传感器或所述拉力传感器及所述压力传感器与所述电动机连接。7.如权利要求1或3所述的立体打印机，其特征在于，所述电动机为马达。8.如权利要求1或3所述的立体打印机，其特征在于，所述立体打印机更包括：一支撑平台，设置于所述容置槽内，用以支撑一打印对象；以及一离型膜，贴附于所述支撑平台上，其中所述打印对象与所述离型膜连接，且所述打印对象离开所述打印成型材料或所述光敏材料时，与所述离型膜分离。9.如权利要求3所述的立体打印机，其特征在于，所述拉力传感器或所述压力传感器包括一位置编码器。10.如权利要求2或3所述的立体打印机，其特征在于，所述力传感器或所述拉力传感器及所述压力传感器与所述电动机连接，用以感测一力度，且得出一感测值；以及所述控制器用以接收所述感测值，且与一预期值比较后输出一回馈值至所述电动机，其中若所述感测值较所述预期值大，则所述控制器降低所述回馈值，且若所述感测值较所述预期值小，则所述控制器提高所述回馈值。
技术总结
一种立体打印机，包括容置槽、成型平台、电动机、力传感器以及控制器。容置槽用以容置打印成型材料。成型平台设置于邻近容置槽。电动机与成型平台机械连接。电动机用以驱动成型平台移动。力传感器包括位置编码器。控制器与力传感器及电动机电性连接，其中控制器适于借由位置编码器的数值，用以确认成型平台是否已到达目标位置。达目标位置。达目标位置。
