TWI600528B - Three-dimensional printer body - Google Patents

Description

三維列印機之機體

本發明是有關於一種列印機之機體，特別是指一種利用三維列印技術來成型物品的三維列印機之機體。

已知的KOSSEL型三維列印機(亦稱為3D印表機)，其機體構造主要包含：一呈三角形框架的底座、一呈三角形框架的頂座，以及數個直立延伸連接於該底座與該頂座間的支撐柱。其中，該底座與該頂座都包括三個相互連接成封閉三角形的邊框條，實際上每一側的邊框條都包含兩條上下平行延伸的鋁擠型結構，該等支撐柱通常亦為鋁擠型結構，該等邊框條與支撐柱間透過螺絲、螺帽、連接座等元件固定。但由於該底座為封閉三角形的構造，故組裝過程必須於機體內側進行螺絲鎖固等步驟，於組裝上較不方便、需要花費較多的時間。而且由於底座的每一邊框條使用兩條鋁擠型結構，若組裝時未確認其組裝的完整度，會使平台歪斜、機體不穩固。故已知的三維列印機之機體結構有待改良。

因此，本發明之目的，即在提供一種方便組裝 、結合穩固的三維列印機之機體。

於是，本發明三維列印機之機體，包含：一個底座裝置、一個自該底座裝置朝上延伸的支撐單元，以及一個安裝於該支撐單元上方的頂座單元。

該底座裝置包括三個底座單元，每一底座單元包括一底座，該底座具有相反的一第一端部與一第二端部、一位於該第一端部的第一抵接面、分別連接該第一抵接面的相反兩側且彼此間隔相對的一第二抵接面與一第三抵接面、一設置於該第一抵接面與該第三抵接面的第一組裝部，以及一設置於該第二抵接面的第二組裝部；該三維列印機之機體可在一展開狀態與一收合狀態間轉換，當位於該展開狀態時，該等底座的該等第一端部互相靠近並組裝結合在一起，該等第二端部互相遠離；當位於該收合狀態時，該等底座左右相鄰併攏，該等底座的該等第一端部互相靠近，該等第二端部互相靠近，位於中間的該底座的該第二抵接面與第三抵接面，分別與位於其左右兩側的該兩底座的第三抵接面與第二抵接面貼合；位於中間的該底座的該第一組裝部與第二組裝部，分別與位於其左右兩側的該兩底座的第二組裝部與第一組裝部結合。

本發明之功效：藉由上述創新結構，使本發明可於該展開狀態與收合狀態間轉換，而且於收合時不需要將所有的元件一一拆開，如此於使用時亦不用全部重新組裝，故本發明於展開使用、收合以及組裝時都相當便利。在該展開狀態時，該底座裝置的中心部位是以該等底座的 第一端部互相結合而構成，而且每一底座由該底座裝置的中心部位朝外延伸，以構成該機體穩定的底部支撐構造。

1‧‧‧底座裝置

2‧‧‧支撐單元

21‧‧‧支撐柱

3‧‧‧頂座單元

31‧‧‧頂座

311‧‧‧第三端部

312‧‧‧第四端部

4‧‧‧底座單元

40‧‧‧滑槽

401‧‧‧第一槽部

402‧‧‧第二槽部

41‧‧‧底座

411‧‧‧第一端部

412‧‧‧第二端部

413‧‧‧頂面

414‧‧‧底面

415‧‧‧第一抵接面

416‧‧‧第二抵接面

417‧‧‧第三抵接面

418‧‧‧第一組裝部

419‧‧‧第二組裝部

410‧‧‧定位突塊

421‧‧‧嵌槽

422‧‧‧樞轉件

423‧‧‧滑突部

424‧‧‧延伸部

43‧‧‧馬達座

431‧‧‧樞接部

432‧‧‧定位部

433‧‧‧定位槽

5‧‧‧列印單元

51‧‧‧列印模組

52‧‧‧軌條

53‧‧‧移動控制模組

531‧‧‧升降座

532‧‧‧延伸臂

54‧‧‧馬達

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體分解圖，顯示本發明三維列印機之機體的一實施例；圖2是該實施例位於一展開狀態的立體組合圖，顯示該實施例與一列印單元，同時顯示數個馬達座位於一安裝位置；圖3是一不完整的局部俯視剖視圖，顯示該實施例的一底座裝置；圖4是一立體圖，顯示該實施例的二個底座單元，同時顯示該馬達座位於一非安裝位置；圖5是一俯視剖視示意圖，顯示一樞轉件可在一第一位置(圖5的第一圖)與一第二位置(圖5的第二圖)間轉換；圖6是一流程示意圖，顯示該底座裝置由展開至收合的過程；及圖7是該實施例位於一收合狀態的立體組合圖。

參閱圖1~4，本發明三維列印機之機體之一實施例，主要是作為一個三維列印機的支撐骨架結構，並可供一列印單元5安裝，進而構成該三維列印機。該列印單元5 之構造後續會有說明，在此先說明本實施例的三維列印機之機體，包含：一個底座裝置1、一個支撐單元2，以及一個頂座單元3。該三維列印機之機體可在一展開狀態(圖2)與一收合狀態(圖7)間轉換，以下先以位於該展開狀態來說明元件間的相對關係。

該底座裝置1包括三個底座單元4，每一底座單元4包括一底座41，以及一可樞轉地安裝在該底座41上的馬達座43。該底座41具有相反的一第一端部411與一第二端部412、上下間隔相對的一頂面413與一底面414、一連接於該頂面413與該底面414間且位於該第一端部411的第一抵接面415、分別連接該第一抵接面415的相反兩側且彼此間隔相對的一第二抵接面416與一第三抵接面417、一設置於該第一抵接面415與該第三抵接面417的第一組裝部418、一設置於該第二抵接面416的第二組裝部419，以及一自該頂面413朝上突出並位於該第二端部412的定位突塊410。

其中，該第一抵接面415與該第二抵接面416不垂直，在本實施例中，兩者間的夾角大於90度。該第一抵接面415與該第三抵接面417亦不垂直，且該第一抵接面415與該第三抵接面417的連接彎折處為弧面。

該第一組裝部418包括一個自該第一抵接面415延伸至該第三抵接面417的滑槽40，該滑槽40具有一個位於該第一抵接面415的第一槽部401，以及一個位於該第三抵接面417的第二槽部402。在該展開狀態時，任兩相 鄰的底座41中，其中一底座41的該第二組裝部419伸入另一底座41的該滑槽40的該第一槽部401。

參閱圖3~5，每一底座41的該第二組裝部419與相鄰另一底座41的第一組裝部418組裝結合，並包括一凹設於該第二抵接面416的嵌槽421，以及一可樞轉並能伸入與其結合的該底座41的滑槽40中的樞轉件422。該樞轉件422包括相連接的一滑突部423與一延伸部424，本實施例中，該滑突部423與該延伸部424的延伸方向大致垂直。該樞轉件422可被扳動樞轉而在一第一位置(如圖5的第一圖)與一第二位置(如圖5的第二圖)間移動，在該第一位置時，該滑突部423可伸入與其結合的另一底座41的該滑槽40，該延伸部424位於該嵌槽421。在該第二位置時，該延伸部424突出於該嵌槽421，該滑突部423位於該嵌槽421。

參閱圖1~4，該等底座41的第一端部411互相靠近並組裝結合在一起。本實施例的任意兩個底座41間，其中一底座41的第一抵接面415與另一底座41的第二抵接面416相貼合抵接，而且任意兩個底座41間，其中一底座41的第一組裝部418與另一底座41的第二組裝部419相結合。具體而言，本實施例的其中兩個底座41皆以其樞轉件422的滑突部423伸入相鄰底座41的滑槽40中，其中一個底座41則是以其樞轉件422的延伸部424伸入相鄰底座41的滑槽40中。其中，滑突部423之一端於上下方向上的尺寸略大於滑槽40入口處的尺寸，因此可將滑突部 423用力擠過滑槽40入口處，滑突部423就可被限位於滑槽40內。而延伸部424於上下方向的尺寸則與滑槽40約略相等。雖然本實施例以三個底座41為例，本發明於實施上，亦可以為四個、五個或更多個底座41相互抵接結合。

該馬達座43可在一呈直立的安裝位置(圖1、2)，以及一呈水平的非安裝位置(圖4)間移動。該馬達座43包括一與該底座41樞接的樞接部431，以及一與該樞接部431間隔相對並具有一定位槽433的定位部432。該馬達座43位於該非安裝位置時，該底座41的定位突塊410突出於該定位槽433，以輔助將該馬達座43固定於該非安裝位置。本發明各元件尚未組裝時，可將該馬達座43收合於該非安裝位置，以方便收納。

該支撐單元2包括三個分別安裝於該等底座41的該等第二端部412的支撐柱21。每一支撐柱21自各別的底座41朝上延伸。

該頂座單元3安裝於該支撐單元2上方，並包括三個頂座31。每一頂座31具有相反的一第三端部311與一第四端部312。該等頂座31的第三端部311互相靠近並組裝結合在一起，該等第四端部312互相遠離，並分別與該等支撐柱21組裝結合。本實施例之該等頂座31之間的結合構造與該等底座41之間的結合構造相同，亦即，任兩相鄰的頂座31之間也是藉由抵接面的貼合，以及利用滑突部與滑槽之結合而連結固定。

該列印單元5包括一列印模組51、三個分別固 定於該等支撐柱21的軌條52、三個分別組裝於該等軌條52上的移動控制模組53，以及三個分別用於驅動該等移動控制模組53移動的馬達54。該列印模組51位於該等支撐柱21之間，並可受該移動控制模組53帶動而改變位置，該列印模組51用於噴印原料以成型物品。每一移動控制模組53包括一可上下移動地組裝於相對應的該軌條52上的升降座531，以及一連接該升降座531與該列印模組51的延伸臂532，該延伸臂532與該升降座531之間，以及與該列印模組51之間皆為可多角度活動地樞接。該等馬達54可藉由螺絲鎖固而分別安裝於各別的馬達座43。該等馬達54透過適當的傳動元件以及電路連接設計，連結各別的移動控制模組53，從而可藉由驅動該等移動控制模組53移動，進而帶動該列印模組51上下、左右、前後移動。由於該列印單元5非本發明的改良重點，故不再說明。

本發明組裝時，各個底座41的第一端部411互相靠近，使任兩底座41間的第一抵接面415與第二抵接面416相貼合抵接，並將其中兩個底座41的第一組裝部418的滑突部423，以及其中一底座41的延伸部424，分別卡入各別的滑槽40的第一槽部401中，該等底座41即固定在一起。需要說明的是，其中一底座41以其延伸部424(而非以其滑突部423)伸入另一底座41的滑槽40，可方便後續收合該等底座41。接著再架設該等支撐柱21，每一支撐柱21之底部設有螺孔，可利用螺絲由該等底座41下方往上穿過底座41並鎖入該等支撐柱21的底部螺孔，從而 將支撐柱21固定於該等底座41上。接續組裝該頂座單元3，該等頂座31與該等支撐柱21之間，同樣利用螺絲鎖固，即完成組裝。此時該三維列印機之機體位於該展開狀態，該列印單元5可被控制以進行列印工作。

參閱圖2、3、6，本發明收納時，先將該列印單元5與該頂座單元3卸下，接著將其中一底座41固定住(例如壓住)，並將另外兩個底座41的第二端部412朝著被固定的該底座41旋轉而收攏靠合，收攏時該兩底座41的滑槽40會相對於與其組裝的該底座41的第二組裝部419移動，直到滑槽40的第二槽部402之一端受到與其組裝的該第二組裝部419擋止定位，該等底座41即收合完成。

參閱圖6、7，該等底座41移動收合的同時，該等支撐柱21亦會跟著收合，最後呈現左右相鄰併攏的狀態。此外，由於該等頂座31之間亦具有相同於該等底座41的組裝結構，因此該等頂座31亦可以透過相同的樞轉併攏方式收合。當該等頂座31收合完成後，可再度鎖固於該等支撐柱21上，以使整組機體方便收藏，而且如圖7所示，該等頂座31的狀態相對於圖2為上下相反地鎖固於該等支撐柱21上，此時該三維列印機之機體位於該收合狀態。補充說明的是，於收合後，該等頂座31也可以單獨收納，不以鎖固於該等支撐柱21上為必要。

在該收合狀態時，該等底座41左右相鄰併攏，該等底座41的該等第一端部411互相靠近，該等第二端部412互相靠近，位於中間的該底座41的該第二抵接面416 與第三抵接面417，分別與位於其左右兩側的該兩底座41的第三抵接面417與第二抵接面416貼合，位於中間的該底座41的該第一組裝部418與第二組裝部419，分別與位於其左右兩側的該兩底座41的第二組裝部419及第一組裝部418結合。該等頂座31左右相鄰併攏，該等頂座31的該等第三端部311互相靠近，該等第四端部312互相靠近。

參閱圖2、3、6，要將本發明再度展開時，先該等頂座31自該等支撐柱21上卸下，再將各底座41的第二端部412相互遠離展開，使滑槽40相對於與其組裝的該第二組裝部419移動，直到滑槽40的第一槽部401的一端受到與其組裝的該第二組裝部419擋止，藉此將各底座41一一移動展開後，另外也將各頂座31一一移動展開後，再將該等頂座31鎖固於該等支撐柱21上，最後即可使該機體回復到圖2的該展開狀態。值得一提的是，本實施例的每一底座41的該第一抵接面415與該第三抵接面417的連接彎折處為弧面，有利於上述於展開或收合過程中，使任一底座41貼合另一底座41移動轉彎時較順暢。

綜上所述，藉由上述創新結構，使本發明可於該展開狀態與收合狀態間轉換，而且於收合時不須將所有的元件一一拆開，如此於使用時亦不用全部重新組裝，故本發明於展開使用及收合時都相當便利。在該展開狀態時，該底座裝置1的中心部位是以該等底座41的第一端部411互相結合而構成，而且每一底座41由該底座裝置1的中心 部位朝外延伸，以構成該機體穩定的底部支撐構造。由於該底座裝置1為一種開放式結構設計(與習知機體的底座形成封閉的三角形不同)，便於本發明組立時進行螺絲鎖固等組裝工序，故本發明於組裝上相當方便，確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧底座裝置

4‧‧‧底座單元

40‧‧‧滑槽

401‧‧‧第一槽部

402‧‧‧第二槽部

41‧‧‧底座

411‧‧‧第一端部

413‧‧‧頂面

415‧‧‧第一抵接面

416‧‧‧第二抵接面

417‧‧‧第三抵接面

418‧‧‧第一組裝部

419‧‧‧第二組裝部

421‧‧‧嵌槽

422‧‧‧樞轉件

423‧‧‧滑突部

424‧‧‧延伸部

Claims (8)

1. 一種三維列印機之機體，包含：一個底座裝置，包括三個底座單元，每一底座單元包括一底座，該底座具有相反的一第一端部與一第二端部、一位於該第一端部的第一抵接面、分別連接該第一抵接面的相反兩側且彼此間隔相對的一第二抵接面與一第三抵接面、一設置於該第一抵接面與該第三抵接面的第一組裝部，以及一設置於該第二抵接面的第二組裝部；該三維列印機之機體可在一展開狀態與一收合狀態間轉換，當位於該展開狀態時，該等底座的該等第一端部互相靠近並組裝結合在一起，該等第二端部互相遠離；當位於該收合狀態時，該等底座左右相鄰併攏，該等底座的該等第一端部互相靠近，該等第二端部互相靠近，位於中間的該底座的該第二抵接面與第三抵接面，分別與位於其左右兩側的該兩底座的第三抵接面與第二抵接面貼合；位於中間的該底座的該第一組裝部與第二組裝部，分別與位於其左右兩側的該兩底座的第二組裝部與第一組裝部結合；一個支撐單元，自該底座裝置朝上延伸；及一個頂座單元，安裝於該支撐單元上方；其中，在該展開狀態時，任兩個底座之間，其中一底座的第一抵接面與另一底座的第二抵接面抵接，其中一底座的第一組裝部與另一底座的第二組裝部結合。
2. 如請求項1所述的三維列印機之機體，其中，每一底座 的該第一組裝部包括一個自該第一抵接面延伸至該第三抵接面的滑槽，該滑槽具有一個位於該第一抵接面的第一槽部，以及一個位於該第三抵接面的第二槽部；在該展開狀態時，任兩相鄰的底座中，其中一底座的該第二組裝部伸入另一底座的該滑槽的該第一槽部，在該收合狀態時，任兩相鄰的底座中，其中一底座的該第二組裝部伸入另一底座的該滑槽的該第二槽部。
3. 如請求項2所述的三維列印機之機體，其中，該第一抵接面與該第三抵接面的連接彎折處為弧面。
4. 如請求項2所述的三維列印機之機體，其中，每一底座的該第二組裝部包括一可樞轉並能伸入與其結合的該底座的該滑槽中的樞轉件。
5. 如請求項4所述的三維列印機之機體，其中，每一底座的該第二組裝部還包括一凹設於該第二抵接面的嵌槽，該樞轉件可在一第一位置與一第二位置間移動，該樞轉件包括相連接的一滑突部與一延伸部，在該第一位置時，該滑突部伸入與其結合的該滑槽，該延伸部位於該嵌槽，在該第二位置時，該延伸部突出於該嵌槽，該滑突部位於該嵌槽。
6. 如請求項1所述的三維列印機之機體，其中，每一底座單元還包括一可樞轉地安裝在該底座上的馬達座，該馬達座可在一呈直立的安裝位置，以及一呈水平的非安裝位置間移動。
7. 如請求項1所述的三維列印機之機體，其中，該頂座單 元包括三個頂座，每一頂座具有相反的一第三端部與一第四端部，該三維列印機之機體在該展開狀態時，該等頂座的該等第三端部互相靠近並組裝結合在一起，該等第四端部互相遠離；該三維列印機之機體在該收合狀態時，該等頂座左右相鄰併攏，該等頂座的該等第三端部互相靠近，該等第四端部互相靠近。
8. 如請求項1至7中任一項所述的三維列印機之機體，其中，該支撐單元包括三個分別安裝於該等底座的該等第二端部並朝上延伸的支撐柱。