TWI601627B

TWI601627B - 立體列印方法、立體列印裝置及電子裝置

Info

Publication number: TWI601627B
Application number: TW103109897A
Authority: TW
Inventors: 陳朋暘; 林文添
Original assignee: 三緯國際立體列印科技股份有限公司; 金寶電子工業股份有限公司; 泰金寶電通股份有限公司
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2017-10-11
Also published as: US10035307B2; US20150258736A1; CN104924607A; TW201536532A; CN104924607B

Description

立體列印方法、立體列印裝置及電子裝置

本發明是有關於一種列印方法，且特別是有關於一種立體列印方法。

近年來，隨著科技的日益發展，許多利用逐層建構模型等加成式製造技術(additive manufacturing technology)來建造物理三維(three dimensional,3D)模型的不同方法已紛紛被提出。一般而言，加成式製造技術是將利用電腦輔助設計(computer aided design,CAD)等軟體所建構的3D模型的設計資料轉換為連續堆疊的多個薄(准二維)橫截面層。於此同時，許多可以形成多個薄橫截面層的技術手段也逐漸被提出。舉例來說，列印裝置的列印模組通常可依據3D模型的設計資料所建構的空間座標XYZ在基座的上方沿著XY平面移動，從而使建構材料形成正確的橫截面層形狀。所沉積的建構材料可隨後自然硬化，或者透過加熱或光源的照射而被固化，從而形成所要的橫截面層。因此，藉由列印模組沿著軸向Z逐層移動，即可使多個橫截面層沿Z軸逐漸堆疊，進而使建構材料在逐層固化的狀態下形成立體物件。

以透過光源固化建構材料而形成立體物件的技術為例，列印模組適於浸入盛裝在盛槽中的液態成型材中，而光源模組在XY平面上照射作為建構材料的液態成型材，以使液態成型材被固化，並堆疊在列印模組的一移動平台上。如此，藉由列印模組的移動平台沿著軸向Z逐層移動，即可使液態成型材逐層固化並堆疊成立體物件。在現有的立體列印技術下，如何能提高立體列印之速度與品質，仍是本領域開發人員的主要課題。

有鑑於此，本發明提供一種立體列印方法、立體列印裝置及電子裝置，可加快立體列印的列印速度。

本發明提出一種立體列印方法，適用於列印一立體物體，所述立體列印方法包括下列步驟。獲取一立體模型的多個切層物件，並產生每一切層物件相對於一切層平面的多個二維圖檔。這些切層物件包括相鄰的第一切層物件與第二切層物件。當第一切層物件的二維圖檔與第二切層物件的二維圖檔之間的比較關係符合疊加條件，疊加第一切層物件與第二切層物件而產生堆疊物件的厚度疊加資訊。依據厚度疊加資訊啟始列印機制，以列印關聯於立體模型的立體物體。

在本發明的一實施例中，上述的獲取立體模型的多個切層物件，並產生每一切層物件相對於切層平面的二維圖檔的步驟包括：對立體模型進行切層處理而獲取這些切層物件。產生分別對應至這些切層物件的多個初始控制碼檔。依據這些初始控制碼檔產生每一切層物件的二維圖檔。

在本發明的一實施例中，上述的初始控制碼檔為G碼檔(G code)。

在本發明的一實施例中，上述的當第一切層物件的二維圖檔與第二切層物件的二維圖檔之間的比較關係符合疊加條件，疊加第一切層物件與第二切層物件而產生堆疊物件的該厚度疊加資訊的步驟包括：當第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，疊加第一切層物件與第二切層物件而產生堆疊物件的至少一結合厚度與至少一結合控制碼檔。

在本發明的一實施例中，上述的當第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，疊加第一切層物件與第二切層物件而產生堆疊物件的至少一結合厚度與至少一結合控制碼檔的步驟包括：判斷第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否等於第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍。若是，累加第一切層物件的厚度與第二切層物件的厚度而產生結合厚度。

在本發明的一實施例中，上述的立體列印方法更包括：設定至少一結合控制碼檔為第二切層物件的初始控制碼檔，其中第二切層物件的初始控制碼檔與第一切層物件的初始控制碼檔相同。

在本發明的一實施例中，上述的當第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，疊加第一切層物件與第二切層物件而產生堆疊物件的至少一結合厚度與至少一結合控制碼檔的步驟包括：判斷第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否大於或等於第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍。若是，累加第一切層物件的厚度與第二切層物件的厚度而產生至少一結合厚度的第一結合厚度，並紀錄第二切層物件的厚度為至少一結合厚度的第二結合厚度。

在本發明的一實施例中，上述立體列印方法更包括：比對第一切層物件的涵蓋範圍與第二切層物件的涵蓋範圍，以產生關聯於第一結合厚度的第一結合控制碼檔與關聯於第二結合厚度的第二結合控制碼檔。

在本發明的一實施例中，上述的依據厚度疊加資訊啟始列印機制，以列印關聯於立體模型的立體物體的步驟包括：依據至少一結合厚度調整光源的輸出強度。依據至少一結合控制碼檔控制光源的照射路徑，以固化被照射的液態成型材，而在移動平台上形成立體物體。

在本發明的一實施例中，上述列印機制為光固化立體成型(SLA)列印機制。

本發明提出一種立體列印裝置，包括一處理器。此處理器獲取一立體模型的多個切層物件，並產生每一切層物件相對於一切層平面的多個二維圖檔。這些切層物件包括相鄰的第一切層物件與第二切層物件。當第一切層物件的二維圖檔與第二切層物件的二維圖檔之間的比較關係符合疊加條件，處理器疊加第一切層物件與第二切層物件而產生堆疊物件的厚度疊加資訊。處理器依據厚度疊加資訊啟始列印機制，以列印立體模型的一立體物體。

在本發明的一實施例中，上述的處理器從電子裝置接收分別對應至這些切層物件的多個初始控制碼檔，並依據這些初始控制碼檔產生每一切層物件的二維圖檔。

在本發明的一實施例中，上述的立體列印裝置更包括一盛槽、一移動平台以及一光源。此盛槽用以盛裝液態成型材。移動平台可移動地配置於盛槽的上方。光源配置於盛槽的下方，用以照射液態成型材。上述處理器依據至少一結合厚度調整此光源的輸出強度，並依據至少一結合控制碼檔控制光源的照射路徑，以固化被照射的液態成型材，而在移動平台上形成立體物體。

本發明提出一種電子裝置，包括一處理器。此處理器獲取一立體模型的多個切層物件，並產生每一切層物件相對於一切層平面的多個二維圖檔。這些切層物件包括相鄰的第一切層物件與第二切層物件。當第一切層物件的二維圖檔與第二切層物件的二維圖檔之間的比較關係符合疊加條件，處理器疊加第一切層物件與第二切層物件而產生堆疊物件的厚度疊加資訊。此處理器依據厚度疊加資訊控制立體列印裝啟始列印機制，以列印關聯於立體模型的立體物體。

在本發明的一實施例中，上述的處理器對立體模型進行切層處理而獲取這些切層物件，並產生分別對應至這些切層物件的多個初始控制碼檔。上述的處理器依據這些初始控制碼檔產生每一切層物件的二維圖檔。

基於上述，在本發明的上述實施例中，藉由比對待列印物體的多個切層物件於XY平面上的覆蓋範圍，而據以疊加符合疊加條件的多個切層物件，並進一步產生具有累加厚度的堆疊物件。如此，立體列印裝置可依據堆疊物件的累加厚度調整光源的輸出強度，並相對應的依據結合後的控制碼檔來控制照射路徑，以固化被照射的液態成型材而在移動平台上形成立體物體。藉此，立體列印裝置可依據累加後的切層結果減少移動平台的移動次數，並有效縮減現有光源的掃描時間，因而能使立體列印裝置的列印效率提高。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧立體列印系統

100‧‧‧立體列印裝置

200‧‧‧電子裝置

110、210‧‧‧處理器

S210~S250‧‧‧本發明一實施例所述的立體列印方法的各步驟

120‧‧‧盛槽

130‧‧‧移動平台

140‧‧‧光源

102‧‧‧液態成型材

50‧‧‧立體物體

S401~S410‧‧‧本發明一實施例所述的立體列印方法的各步驟

5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、7a、7b、7c‧‧‧切層物件

5H、5I、5J、5K、7D‧‧‧堆疊物件

7a_s、7b_s、7c_s‧‧‧涵蓋範圍

7D_1s、7D_2s、7D_3s‧‧‧重疊範圍

S601~S611‧‧‧本發明一實施例所述的立體列印方法的各步驟

下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。

圖1是依照本發明的一實施例所繪示的立體列印系統的方塊圖。

圖2是依照本發明一實施例所繪示之立體列印方法的流程圖。

圖3是依照本發明一實施例所繪示立體列印裝置的局部示意圖。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之立體列印方法的流程圖。

圖5A與圖5B是依照本發明一實施例所繪示的立體物件的剖面示意圖。

圖6是依照本發明一實施例所繪示之立體列印方法的流程圖。

圖7A與圖7B為依照本發明一實施例所繪示的立體物件的剖面示意圖。

圖7C為依照本發明一實施例所繪示的獲取結合控制碼檔的示意圖。

現將詳細參考本示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。

圖1是依照本發明的一實施例所繪示的立體列印系統的方塊圖。請參照圖1，立體列印系統10包括立體列印裝置100以及電子裝置200。立體列印裝置100耦接電子裝置200，並包括處理器110。相似的。電子裝置200包括處理器210。

電子裝置200為具有運算功能的裝置，例如是筆記型電腦、平板電腦或桌上型電腦等計算機裝置，本發明並不對電子裝置200的種類加以限制。在本實施例中，電子裝置200的處理器210可編輯與處理一立體物體的立體模型並傳送相關的立體模型資訊至立體列印裝置100，使立體列印裝置100可依據立體模型資訊列印出立體的物件。具體來說，立體模型可為一數位立體圖像檔案，其例如由電子裝置200透過電腦輔助設計(computer-aided design,CAD)或動畫建模軟體等建構而成。

立體列印裝置100適於依據電子裝置200所傳送的立體模型資訊而列印出一立體物體。詳細來說，處理器110依據立體模型資訊控制立體列印裝置100的各個部件，以將成型材料反覆列印在平台上直到生成整個立體物體。

處理器110與處理器210例如是中央處理器(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合，本發明對此不限制。

需說明的是，立體模型將經過進一步的編譯與計算而產生立體列印裝置100可讀取與據以執行列印功能的立體模型資訊。詳細來說，電子裝置200的處理器210首先對立體模型進行一切層處理而產生立體模型的多個切層物件。一般來說，處理器210用固定間隔的切層平面切割立體模型，以便提取這些切層物件的截面輪廓。切割立體模型的切割間隔可視為切層物件的厚度。切層物件的厚度越小，立體物體的成型精密度越高，但成型時間也越長。

另外，處理器210更依據各個切層物件的截面輪廓產生對應的控制碼檔。於此，控制碼檔即為立體列印裝置100可讀取與據以執行列印功能的立體模型資訊。換句話說，立體列印裝置100的處理器110依據控制碼檔來控制立體列印裝置100中的構件，從而將各個切層物件逐層的成型於平台上。於一實施例中，控制碼檔例如是G碼(G code)檔。

圖2是依照本發明一實施例所繪示之立體列印方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖1的立體列印系統10，以下即搭配立體列印系統10中的各構件說明本實施例立體列印方法的詳細步驟。

首先，於步驟S210中，處理器210獲取一立體模型的多個切層物件，並產生每一切層物件相對於一切層平面的多個二維圖檔。從這些二維圖檔可清楚得知各個切層物件的截面輪廓。這些切層物件至少包括相鄰的第一切層物件與第二切層物件，換句話說，第一切層物件與第二切層物件可視為這些切層物件中任意兩個相鄰的切層物件。

於步驟S230中，當第一切層物件的二維圖檔與第二切層物件的二維圖檔之間的比較關係符合疊加條件，處理器210疊加第一切層物件與第二切層物件而產生堆疊物件的厚度疊加資訊。也就是說，處理器210可藉由各種圖像比對方式對第一切層物件的二維圖檔與第二切層物件的二維圖檔進行比對。倘若第一切層物件的二維圖檔與第二切層物件的二維圖檔之間的比較關係符合疊加條件，第一切層物件與第二切層物件將被疊加而構成堆疊物件。此外，處理器110例如可依據第一切層物件與第二切層物件的厚度資訊與控制碼檔而產生堆疊物件的厚度疊加資訊。

之後，於步驟S250中，處理器210可依據厚度疊加資訊啟始列印機制，以列印關聯於立體模型的立體物體。詳細來說，處理器210可將堆疊物件的厚度疊加資訊傳送至立體列印裝置100，致使立體列印裝置100依據厚度疊加資訊列印出關聯於立體模型的立體物體。

需說明的是，於一實施例中，處理器210將依一方向逐層比對各個切層物件，並依據比對結果持續疊加符合疊加條件的多個切層物件而生成至少一堆疊物件。堆疊物件的厚度將依據疊加的次數而定。也就是說，對於一個原本具有多個切層物件的立體模型來說，經上述之依序的比對處理與疊加處理後將轉換為具有至少一堆疊物件的立體模型。因此，立體模型的切層方式可依照本發明之方法而動態的調整，而立體列印裝置100可依據這些堆疊物件對應的結合厚度與結合控制碼檔來列印出立體物體。

需說明的是，上述實施例雖然係以電子裝置200的處理器210執行步驟S210~S250為例。但於另一實施例中，執行步驟S210~S250的可以是立體列印裝置100的處理器110。進一步來說，處理器110可從電子裝置200獲取多個切層物件的相關資訊，並產生每一切層物件相對於一切層平面的多個二維圖檔。相似地，當處理器110產生堆疊物件的厚度疊加資訊後，處理器110可據以控制立體列印裝置100的其他列印構件執行立體列印功能。

於此，為了要清楚說明本發明之立體列印方法的運作原理，以下將以光固化立體成型(SLA)為例進行說明。圖3是依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的局部示意圖。請參照圖3，立體列印裝置100包括處理器110、盛槽120、移動平台130以及光源140。在此同時提供直角座標系以便於描述相關構件及其運動狀態。盛槽120用以盛裝液態成型材102，且移動平台130的局部浸於液態成型材102中。光源140用以提供光照至液態成型材102。

處理器110電性連接光源140與移動平台130，以使移動平台130的局部在盛槽120上方沿Z軸移動。由於本實施例的液態成型材102採用光敏樹脂或其他適用的光固化材料，故液態成型材102在受到光源140的照射之後固化。

值得一提的是，於一實施例中，疊加條件的設置例如是判斷第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否大於或等於第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍。也就是說，當第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍時，經疊加第一切層物件與第二切層物件可產生堆疊物件的至少一結合厚度與至少一結合控制碼檔。以下將針對不同的疊加條件與疊加方式列舉實施例以詳細說明本發明。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之立體列印方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖1的立體列印系統以及圖3的立體列印裝置，以下即搭配立體列印系統10與立體列印裝置100中的各構件說明本實施例立體列印方法的詳細步驟。

首先，處理器210對立體模型進行切層處理而獲取M個切層物件(步驟S401)，而M為大於1的整數。接著，處理器210產生分別對應至這些切層物件的多個初始控制碼檔(步驟S402)。換言之，處理器210依序產生第i層切層物件的初始控制碼檔，其中i為大於0且小於等於M的整數。

舉例來說，當M等於3，代表處理器210將立體模型切成三層切層物件，分別為第1層切層物件、第2層切層物件以及第3層切層物件。接著，依據各切層物件的截面輪廓資訊，處理器210分別產生第1層切層物件的初始控制碼檔、第2層切層物件的初始控制碼檔以及第3層切層物件的初始控制碼檔。

之後，電子裝置200將各切層物件的初始控制碼檔，像是各切層物件的G code檔，輸出至立體列印裝置100。於是，處理器110依據這些初始控制碼檔產生每一切層物件的二維圖檔(步驟S403)。簡言之，處理器110依據第i層切層物件的初始控制碼檔產生第i層切層物件的二維圖檔。從這些二維圖檔可清楚得知各個切層物件的截面輪廓。

接著，處理器110判斷第(i+1)層切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否等於第i層切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍(步驟S404)。換言之，處理器110判斷相鄰的上下兩個切層物件的截面輪廓是否相同。若步驟S404判斷為是，處理器110累加當前累計的厚度與第(i+1)層切層物件的厚度而產生結合厚度(步驟S405)。之後，處理器110判斷是否存在第(i+2)層切層物件(步驟S406)。若步驟S406判斷為是，處理器110繼續往下一層切層物件做判斷(設定i=i+1)(步驟S407)，並再次重複步驟S404。由此可知，相鄰且截面輪廓相同的切層物件可堆疊成為一堆疊物件，此堆疊物件的厚度視堆疊累積次數而定。

另一方面，若步驟S404判斷為否，代表第(i+1)層切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍不等於第i層切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍。也就是說，處理器110判斷相鄰的相鄰的兩個切層物件的截面輪廓並不相同。於是，處理器110依據堆疊物件的結合厚度調整光源的輸出強度(步驟S408)。於本實施例中，堆疊物件的結合厚度越厚，光源的輸出強度也需調整至更高的輸出強度，以固化具有結合厚度的堆疊物件。

接著，處理器110設定結合控制碼檔(步驟S409)。可以知道的是，由於第(i+1)切層物件與第i切層物件的截面輪廓相同，因此第(i+1)切層物件的初始控制碼檔與第i切層物件的初始控制碼檔相同，而當前堆疊物件的結合控制碼檔也與第i切層物件的初始控制碼檔相同。基此，處理器110可設定結合控制碼檔為第(i+1)切層物件的初始控制碼檔。

在獲取堆疊物件的結合厚度與結合控制碼檔後，處理器110可依據結合控制碼檔控制光源的照射路徑，以固化被照射的液態成型材102，而在移動平台130上形成立體物體(步驟S410)。換言之，處理器110依據結合厚度將移動平台130移動至Z軸上的一位置時，光源140便會依據調整後的輸出強度以及堆疊物件的結合控制碼檔照射部分液態成型材102而使之固化。因此，移動平台130沿Z軸移動，其所經位置的液態成型材102便能逐層地被固化，最終形成完整的立體物件50。

舉例來說，圖5A與圖5B為依照本發明一實施例所繪示的立體物件的剖面示意圖。請同時參照圖5A與圖5B，於本範例實施例中，立體物體因切層處理而具有多個切層物件5a~5g，其中各切層物件5a~5g具有相同的標準厚度。如圖5A所示，假設切層物件5b~5d的二維圖檔的覆蓋範圍相同，而切層物件5e~5f的二維圖檔的覆蓋範圍相同。因此，經疊加切層物件5b、切層物件5c以及切層物件5d可獲取堆疊物件5I，且堆疊物件5I的結合厚度為標準厚度的三倍。其中，堆疊物件5I的結合控制碼檔與切層物件5b、切層物件5c以及切層物件5d的初始控制碼檔相同。

相似的，經疊加切層物件5e以及切層物件5f可獲取堆疊物件5J，且堆疊物件5J的厚度為標準厚度的兩倍。其中，堆疊物件5J的結合控制碼檔與切層物件5e以及切層物件5f的初始控制碼檔相同。此外，堆疊物件5H等同於切層物件5a，而堆疊物件5K等同於切層物件5g。

基此，假設列印方向為從切層物件5a列印至切層物件5g的方向。當立體列印裝置100列印完切層物件5a(堆疊物件5H)後，立體列印裝置100僅需增強光源140的輸出強度，並依據堆疊物件5I的結合厚度移動一次移動平台130就可藉由一次的掃描產生堆疊物件5I。相較之下，倘若未經由疊加生成堆疊物件5I，立體列印裝置100則需移動三次移動平台130，並且進行三次的掃描來依序生成切層物件5b~5d。由此可知，基於堆疊物件5I的生成，立體列印裝置100可有效的加快列印速率。

圖6是依照本發明一實施例所繪示之立體列印方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖1的立體列印系統以及圖3的立體列印裝置，以下即搭配立體列印系統10與立體列印裝置100中的各構件說明本實施例立體列印方法的詳細步驟。

首先，處理器210產生一立體模型，此立體模型可以是使用者利用模型編輯軟體所製作的模型，也可以是藉由三維掃描技術掃描物體所取得的立體模型，本發明對於立體模型的建立方式與取得方式並不限制。處理器210對立體模型進行切層處理而獲取M個切層物件(步驟S601)，而M為大於1的整數。接著，處理器210產生分別對應至這些切層物件的多個初始控制碼檔(步驟S602)。換言之，處理器210依序產生第i層切層物件的初始控制碼檔，其中i為大於0且小於等於M的整數。於是，處理器210依據這些初始控制碼檔產生每一切層物件的二維圖檔(步驟S603)。上述步驟S601~S603與前述實施例的步驟S401~S403相似，於此不再贅述。

與前述實施例不同的是，處理器210判斷第(i+1)層切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否大於或等於第i層切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍(步驟S604)。具體來說，處理器210判斷下一層切層物件的截面輪廓是否完全覆蓋住上一層切層物件的截面輪廓。若步驟S604判斷為是，處理器210累加當前累計的厚度與第(i+1)層切層物件的厚度而產生結合厚度(步驟S605)。之後，處理器210判斷是否存在第(i+2)層切層物件(步驟S606)。若步驟S606判斷為是，處理器210繼續往下一層切層物件做判斷(設定i=i+1)(步驟S607)，並再次重複步驟S604。由此可知，相鄰且涵蓋範圍遞增的切層物件可結合為一堆疊物件。因此，與前述實施例不同的是，本實施例之堆疊物件具有多個結合厚度，而此堆疊物件的這些結合厚度視堆疊累積次數以及各切層物件的截面輪廓而定。

另一方面，若步驟S604判斷為否，代表第(i+1)層切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍小於第i層切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍。也就是說，處理器110判斷下一層切層物件的截面涵蓋範圍小於上一層切層物件的截面涵蓋範圍。於是，處理器210輸出堆疊物件的多個結合厚度(S608)。再者，處理器210更計算並輸出堆疊物件的結合控制碼檔(S609)。具體來說，處理器210藉由比對各切層物件的涵蓋範圍來獲取堆疊物件的多個結合控制碼檔。

舉相鄰的第1層切層物件與第2層切層物件為例，若第2層切層物件的涵蓋範圍大於第1層切層物件的涵蓋範圍，處理器210累加第1層切層物件的厚度與第2層切層物件的厚度而產生第一結合厚度，並紀錄第2層切層物件的厚度為第二結合厚度。接著，處理器210比對第1層切層物件的涵蓋範圍與第2層切層物件的涵蓋範圍，以產生關聯於第一結合厚度的第一結合控制碼檔與關聯於第二結合厚度的第二結合控制碼檔。也就是說，於本實施例中，單一堆疊物件可能具有多個結合厚度，而這些結合厚度將分別對應至不同的結合控制碼檔。換句話說，於單一堆疊物件中，對應於不同的結合控制碼檔的截面範圍具有不同的結合厚度。

基此，當立體列印裝置100的處理器110接收到這些結合厚度與這些結合控制碼檔後，處理器110依據這些結合厚度調整光源的輸出強度(S610)。處理器110依據這些結合控制碼檔控制光源的照射路徑，以固化被照射的液態成型材102，而在移動平台130上形成立體物體(步驟S611)。具體來說，處理器110可依據結合厚度中最厚的厚度將移動平台130移動至Z軸上的一位置時，光源140便依據這些不同的結和厚度來調整光源140的輸出強度，以及依照當前調整的出強度與對應的結合控制碼檔照射部分液態成型材102而使之固化。

舉例來說，圖7A與圖7B為依照本發明一實施例所繪示的立體物件的剖面示意圖。圖7C為依照本發明一實施例所繪示的獲取結合控制碼檔的示意圖。

請同時參照圖7A與圖7B，於本範例實施例中，立體物體因切層處理而具有多個切層物件7a~7c，其中各切層物件7a~7c具有相同的標準厚度。於本實施例中，假設光源140可固化的最大厚度為標準厚度的五倍。也就是說，倘若光源140的輸出強度為100%，則可固化的厚度為標準厚度的五倍。倘若光源140的輸出強度為60%，則可固化的厚度為標準厚度的三倍，依此類推。

如圖7A與圖7B所示，假設切層物件7a~7c的截面涵蓋範圍依序遞增。因此，經疊加切層物件7a、切層物件7b以及切層物件7c可獲取堆疊物件7D。於本範例實施例中，由於切層物件7a、切層物件7b以及切層物件7c的涵蓋範圍各自不同，因此堆疊物件7D具有三種結合厚度。如圖7B所示，堆疊物件7D可區分成部份7D_1、部份7D_2以及部份7D_3。部份7D_1的結合厚度為標準厚度的三倍，部份7D_2的結合厚度為標準厚度的二倍，且部份7D_3的結合厚度與標準厚度相同。

請再參照圖7C，切層物件7a具有相對於切層平面的涵蓋範圍7a_s，切層物件7b具有相對於切層平面的涵蓋範圍7b_s，且切層物件7c具有相對於切層平面的涵蓋範圍7c_s。由此可知，切層物件7a、切層物件7b以及切層物件7c三者相互重疊的部份為重疊範圍7D_1s。切層物件7b以及切層物件7c兩者相互重疊的部份為重疊範圍7D_2s。切層物件7c未與切層物件7a以及切層物件7b重疊的部份為重疊範圍7D_3s。

相對應的，重疊範圍7D_1s所對應的結合厚度為標準厚度的三倍。重疊範圍7D_2s所對應的結合厚度為標準厚度的兩倍。重疊範圍7D_3s所對應的結合厚度與標準厚度相同。也就是說，部份7D_1相對於切層平面的截面範圍為涵蓋範圍7D_1s，部份7D_2相對於切層平面的截面範圍為涵蓋範圍7D_2s，且部份7D_3相對於切層平面的截面範圍為涵蓋範圍7D_3s。因此，基於涵蓋範圍7D_1s、涵蓋範圍7D_2s以及涵蓋範圍7D_3s，可產生對應至不同結合厚度的結合控制碼檔。

基此，假設列印方向為從切層物件7a列印至切層物件7c的方向。基於前述說明可知，立體列印裝置100僅需移動一次移動平台130就可產生堆疊物件7D。進一步來說，立體列印裝置100依據部份7D_1的結合厚度調整光源140的輸出強度至60%，並依據部份7D_1所對應的結合控制碼檔而於移動平台130上生成堆疊物件7D的部份7D_1。接著，立體列印裝置100依據部份7D_2的結合厚度調整光源140的輸出強度至40%，並依據部份7D_2所對應的結合控制碼檔而於移動平台130上生成堆疊物件7D的部份7D_2。最後，立體列印裝置100依據部份7D_3的結合厚度調整光源140的輸出強度至20%，並依據部份7D_3所對應的結合控制碼檔而於移動平台130上生成堆疊物件7D的部份7D_3。由此可知，基於堆疊物件7D的生成，立體列印裝置100可有效的加快列印速率。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，可藉由疊加符合疊加條件的多個切層物件，來產生具有累加厚度的堆疊物件。如此，立體列印裝置可依據堆疊物件的累加厚度調整光源的輸出強度，並相對應的依據結合後的控制碼檔來控制照射路徑。相較於切層厚度一致的立體列印方式，本發明之實施例可依據疊加後的堆疊物件減少移動平台的移動次數以及光源的掃描次數，以大幅提高立體列印裝置的列印效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S210~S250‧‧‧一實施例之立體列印方法的各步驟

Claims

一種立體列印方法，適用於列印一立體物體，所述立體列印方法包括：獲取一立體模型的多個切層物件，並產生每一該些切層物件相對於一切層平面的多個二維圖檔，其中該些切層物件包括相鄰的一第一切層物件與一第二切層物件；當該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，疊加該第一切層物件與該第二切層物件而產生該堆疊物件的至少一結合厚度與至少一結合控制碼檔；依據該至少一結合厚度調整一光源的輸出強度；以及依據該至少一結合控制碼檔控制該光源的照射路徑，以固化被照射的一液態成型材，而在一移動平台上形成立體物體。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中獲取該立體模型的該些切層物件，並產生每一該些切層物件相對於該切層平面的該些二維圖檔的步驟包括：對該立體模型進行一切層處理而獲取該些切層物件；產生分別對應至該些切層物件的多個初始控制碼檔；以及依據該些初始控制碼檔產生每一該些切層物件的二維圖檔。
如申請專利範圍第2項所述的立體列印方法，其中該些初始控制碼檔為G碼檔(G code)。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中當該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，疊加該第一切層物件與該第二切層物件而產生該堆疊物件的該至少一結合厚度與該至少一結合控制碼檔的步驟包括：判斷該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍；以及若是，累加該第一切層物件的厚度與該第二切層物件的厚度而產生該至少一結合厚度。
如申請專利範圍第4項所述的立體列印方法，更包括：設定該至少一結合控制碼檔為該第二切層物件的一第一初始控制碼檔，其中該第二切層物件的該第一初始控制碼檔與該第一切層物件的一第二初始控制碼檔相同。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中當該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，疊加該第一切層物件與該第二切層物件而產生該堆疊物件的該至少一結合厚度與該至少一結合控制碼檔的步驟包括：判斷該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否大於或等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍；以及若是，累加該第一切層物件的厚度與該第二切層物件的厚度而產生該至少一結合厚度的第一結合厚度，並紀錄該第二切層物件的厚度為該至少一結合厚度的第二結合厚度。
如申請專利範圍第6項所述的立體列印方法，更包括：比對該第一切層物件的涵蓋範圍與該第二切層物件的涵蓋範圍，以產生關聯於該第一結合厚度的一第一結合控制碼檔與關聯於該第二結合厚度的一第二結合控制碼檔。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印方法，其中該列印機制為光固化立體成型(SLA)列印機制。
一種立體列印裝置，包括：一盛槽，用以盛裝一液態成型材；一移動平台，可移動地配置於該盛槽的上方；一光源，配置於該盛槽的下方，用以照射該液態成型材；以及一處理器，獲取一立體模型的多個切層物件，並產生每一該些切層物件相對於一切層平面的多個二維圖檔，其中該些切層物件包括相鄰的一第一切層物件與一第二切層物件，當該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，該處理器疊加該第一切層物件與該第二切層物件而產生該堆疊物件的至少一結合厚度與至少一結合控制碼檔，其中，該處理器依據該至少一結合厚度調整該光源的輸出強度，並依據該至少一結合控制碼檔控制該光源的照射路徑，以固化被照射的該液態成型材，而在該移動平台上形成立體物體。
如申請專利範圍第9項所述的立體列印裝置，其中該處理器從一電子裝置接收分別對應至該些切層物件的多個初始控制碼檔，並依據該些初始控制碼檔產生每一該些切層物件的二維圖檔。
如申請專利範圍第9項所述的立體列印裝置，其中該處理器判斷該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，若是，該處理器累加該第一切層物件的厚度與該第二切層物件的厚度而產生該至少一結合厚度。
如申請專利範圍第11項所述的立體列印裝置，其中該處理器設定該至少一結合控制碼檔為該第二切層物件的一第一初始控制碼檔，其中該第二切層物件的該第一初始控制碼檔與該第一切層物件的一第二初始控制碼檔相同。
如申請專利範圍第9項所述的立體列印裝置，其中該處理器判斷該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍是否大於或等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，若是，該處理器累加該第一切層物件的厚度與該第二切層物件的厚度而產生該至少一結合厚度的第一結合厚度，並紀錄該第二切層物件的厚度為該至少一結合厚度的第二結合厚度。
如申請專利範圍第13項所述的立體列印裝置，其中該處理器比對該第一切層物件的涵蓋範圍與該第二切層物件的涵蓋範圍，以產生關聯於該第一結合厚度的一第一結合控制碼檔與關聯於該第二結合厚度的一第二結合控制碼檔。
一種電子裝置，包括：一處理器，獲取一立體模型的多個切層物件，並產生每一該些切層物件相對於一切層平面的多個二維圖檔，其中該些切層物件包括相鄰的一第一切層物件與一第二切層物件，當該第二切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍大於或等於該第一切層物件的二維圖檔的涵蓋範圍，疊加該第一切層物件與該第二切層物件而產生該堆疊物件的至少一結合厚度與至少一結合控制碼檔，其中，該處理器依據該至少一結合厚度調整一光源的輸出強度，依據該至少一結合控制碼檔控制該光源的照射路徑，以固化被照射的一液態成型材，而在一移動平台上形成立體物體。
如申請專利範圍第15項所述的電子裝置，其中該處理器對該立體模型進行一切層處理而獲取該些切層物件，並產生分別對應至該些切層物件的多個初始控制碼檔，以及依據該些初始控制碼檔產生每一該些切層物件的二維圖檔。