可侦测异物的3D打印装置的制作方法

可侦测异物的3d打印装置
技术领域
1.本实用新型是与三维列印技术相关，尤指一种可侦测异物的3d打印装置。


背景技术：

2.目前三维列印机(3d printer)能于国内外的销售市场占有一席之地，主要是能够直接将使用者所设计的3d列印模型通过逐层堆叠累积的方式制造出实体产品，相当便利。其中，常见的3d列印技术为熔融沉积成型(fused depositionmodeling,fdm)、粉末材料选择性雷射烧结成型(selective laser sintering,sls)、光敏树脂选择性固化成型(stereolithography,sla)及数位化光处理成型(digitallight processing,dlp)。
3.以数位化光处理成型技术为例，其列印过程仅需将列印载台浸置于容置有光固化树脂的浅槽中，并以逐层拉高脱离光固化树脂，同时配合光源照射，使其固化，相较于光敏树脂选择性固化成型技术，具有节省光固化树脂用量的效用。
4.然而，在实际使用的过程中，必须先将列印载台下降以进入浅槽内，并贴近于浅槽槽底所设的光源，例如液晶屏幕(liquid crystal display,lcd)，据以完成开始列印前的准备动作。如此一来，若使用者未将3d列印成品自列印载台卸下，或者是将其他物体遗留在浅槽中，而随即进行下一次列印程序时，随着列印载台下降，会顺势抵掣下压3d列印成品或物体，使得下压力量集中于位于3d列印成品或物体下方的液晶屏幕上，甚致造成液晶屏幕损毁。
5.为改善前述问题，中国公告号为cn208343459u的实用新型专利案所公开的快速光固化的lcd 3d列印机，是于丝杆的底部设有限位块来限制丝杆滑台的作动行程，以防止成型平台过度下行压碎lcd液晶屏幕。但是，经过长期使用后，限位块容易因为摩擦而受损，从而影响制程控制的精准度及可靠度，故习知技术仍无法满足确实保护液晶屏幕的需求，非属完臻的技术内容。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的在于提供一种可侦测异物的3d打印装置，其是能够检测机台上是否存在外部物体，以确保各构件于作业时的安全性。
7.本实用新型所提供的可侦测异物的3d打印装置，包括：一机台，具有一基准面；一压力感测部，是可受一外力所驱动地沿一既定路径进行活动地设于该机台上，并具有一与该基准面相隔开来的接触端以及一用以感测该接触端是否受有反作用力的感测单元。
8.作为上述技术方案的优选，较佳的，本实用新型更包括一作动部，设于该机台上，用以承载该压力感测部，并带动该压力感测部沿该既定路径进行活动。
9.作为上述技术方案的优选，较佳的，该作动部包括：二导轨，是彼此平行且相隔开来地沿远离该基准面的方向延伸预定长度，而可由长轴定义出该既定路径；一滑块，是滑接于该些导轨上，用于承载该压力感测部；一动力单元，是驱动该滑块沿着该既定路径进行远离或靠近该基准面的往复位移。
10.作为上述技术方案的优选，较佳的，为使该滑块能有更稳定的移动方式，该动力单元包括：一螺杆，沿该既定路径方向延伸，并位于该二导轨之间；一动力源，是提供该螺杆旋转的动力；其中，该滑块是与该螺杆相接，以使该滑块受该螺杆所驱动。
11.作为上述技术方案的优选，较佳的，本实用新型更包括一处理部，分别电性连接该压力感测部及该作动部，以接收该压力感测部的感测讯号，据以对该作动部进行控制。
12.作为上述技术方案的优选，较佳的，本实用新型是利用压电陶瓷材料具有动能与电能之间相互转换的特性，而采用压电陶瓷材料作为压力感测部。
13.作为上述技术方案的优选，较佳的，该压力感测部为称重感测元件。
14.作为上述技术方案的优选，较佳的，该感测单元是感测该动力单元用以驱动该滑块进行移动所需的电压或电流，当所侦测的电压值或电流值大于一临界值时，即产生该感测讯号。
15.借此，本实用新型的可侦测异物的3d打印装置是可侦测该接触端与该基准面间是否存在有外部的物体，可降低列印作业时因构件相互碰撞而损坏的机率。
附图说明
16.图1是本实用新型第一实施例的立体示意图。
17.图2是本实用新型第一实施例的是统方块图。
18.图3是本实用新型第一实施例的使用状态示意图。
19.图4是本实用新型第二实施例的示意图。
20.图5是本实用新型第三实施例的是统方块图。
具体实施方式
21.首先，请参阅图1及图2所示，在本实用新型一第一实施例所提供可侦测异物的3d打印装置10，主要是包含有一机台11、一作动部12、一列印载台 13、一压力感测部14及一处理部15，其中：
22.该机台11具有一概呈矩形的座体111及一料槽112。该座体111是作为该 3d列印装置10的其他构成的设置基础。该料槽112是设于该座体111上，用于装填一液体，例如光固化树脂。该料槽112的槽底是属可透光材质，以供其下方配置一光源113，以作为光固化反应之用，而光固化过程为习知技术，故不再赘述。在本实施例中，是以该料槽112槽底的平面作为一基准面a1。在其他的实施例中，该基准面a2还可位于该料槽112槽壁或该料槽112的槽口上。
23.该作动部12具有一本体121、二导轨122、一动力单元123与一滑块124。其中，该本体121设于该机台11邻近于该料槽112的位置上。该二导轨122 之间是彼此平行且相隔开来地沿远离该基准面a1的方向延伸预定长度，而可由长轴定义出一既定路径。该动力单元123具有一螺杆1231及一动力源1232，该螺杆1231是沿该既定路径方向延伸，并位于该二导轨122之间，并受该动力源1232所提供的动力而旋转。该滑块124是滑接于导轨122上并相接于该螺杆1231，以受该螺杆1231所驱动，使该滑块124能沿着该既定路径进行远离或靠近该基准面a1的往复位移。
24.该列印载台13设于该滑块124上，得以沿着该既定路径并相对远离或靠近该料槽
112。需注意的是，由于该列印载台13作动及其列印技术已经被本发明所属技术领域中具通常知识者所熟知，故在此不再赘述。
25.该压力感测部14是设于该列印载台13上，得以随着该作动部12的带动而沿该既定路径进行活动。其中，该压力感测部14具有一接触端141及一感测单元142，该接触端141是位于该列印载台13面对该基准面a1的一侧端面上，而该感测单元142是感测该接触端141是否受有外力作用，据以产生一感测讯号。
26.再者，该压力感测部14为压电元件，其种类可分为无机压电材料、有机压电材料或复合压电材料。详细来说，该无机压电材料是包含压电晶体(singlecrystal)或压电陶瓷(ceramic)，压电晶体通常为石英(quartz)、铌酸锂(linbo3) 或钽酸锂(litao3)，而压电陶瓷(ceramic)的组成材料可为钛酸钡(batio3)、铌酸锂(linbo3)、钛酸铅(pbtio3)或锆钛酸铅(pb(zrti)o3,pzt)。该有机压电材料为高分子聚合物(polymer)，例如聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride, pvdf)。该复合压电材料则为前述两者(无机压电材料与有机压电材料)的结合。在本实施例中，是选用压电陶瓷作为感测元件，能够每秒侦测1230次，而一般市面上所售的压力感测器仅每秒侦测80次，相较之下，压电陶瓷的感测精度更高。
27.该处理部15是分别电性连接该压力感测部14及该作动部12，以接收该压力感测部14的感测讯号，据以对该作动部12进行控制。其中，该处理部15 是具有运算能力的元件，例如中央处理单元(central processing unit,cpu)、数位信号处理器(digital signal processor,dsp)、专用集成电路(application specificintegrated circuit,asic)、闸阵列、类比电路、专用数位及/或类比处理器或硬接线回路。再者，该处理部15更与该光源113电性连接，以控制其运作状态。
28.此外，本实用新型更包括一操控部20，具有彼此相互电性连接的一处理单元21、一传输单元22及复数按键23。该处理单元21同样是具有运算能力的元件，并利用该传输单元22以有线或无线通讯的方式与该处理部15连接，以传输或接收资讯，得以执行使用者所设定的运作。在另一实施态样中，该操控部20更包括一显示屏幕24，而该些按键23显示于该显示屏幕24上，以进行启动、关闭或设定参数等操作。具体来说，该操控部20可为一手持式的运算装置，并可与该处理部15连线，方便使用者进行操控作业。
29.通过上述构件的组成，本实用新型第一实施例的具体操作情形如下：首先，该列印载台13的初始位置是高于该料槽112槽口一预定距离。再者，如图3 所示，该接触端141与该基准面a1之间是存在有一外部的物体30，并放置于该基准面a1上。
30.接着，当该3d列印装置10被启动并开始运作时，该作动部12驱动该列印载台13及位于其上的该压力感测部14沿该既定路径进行活动，即朝着该料槽112或基准面a1方向移动，并持续地缩小该接触端141与该基准面a1之间的距离，直到该接触端141抵靠于该物体30上。此时，该作动部12仍驱动力予滑块124向下移动，使得该接触端141具有一下压力施加于该外部物体30 上，从而产生一对应的反作用力f于该接触端141上，并被该感测单元142所感测，以产生该感测讯号。最后，该处理部15接收该感测讯号，以停止该作动部12的运作。
31.如图4所示，是本实用新型的第二实施例，其与第一实施例的主要差异在于第二实施例的该压力感测部14a为称重感测元件，而该接触端141a是位于该感测单元142a面对该基准面a1’的一侧端面上。在第二实施例中，其具体操作情形类同于第一实施例，其差异仅在于该称重感测元件触碰于该外部物体30a 时，其所量测的数值如大于一预定参数(例如
将参数设定为10克～50克)，即产生该感测讯号，以停止该作动部12a对该列印载台13a所进行的驱动。
32.如图5所示，是本实用新型的第三实施例，其与第一实施例的主要差异在于第三实施例中3d列印装置10b的该感测单元142b是用以感测该动力单元 123b驱动该滑块进行移动所需的电压或电流，当所侦测的电压值或电流值大于一临界值时，代表了该动力单元处于过度负载状态，并据以产生该感测讯号。其中，该临界值是以一般商用电源作为基准来设定，或者是更基于不同电阻的导电线来设置。
33.此外，第三实施例还可搭配第一实施例或第二实施例同步使用，以作为双重保护效果。
34.以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。