RD 專欄
由專利來看3D列印的技術(五) - SLA(下)

胡竹林╱北美智權教育研究處 資深研究員

2013.11.18
         

作者簡介:
胡竹林

現任:
北美智權教育訓練處
資深研究員

經歷:
高通顯示器
  微機電顯示器資深經理
華晶科技
  工程部經理
友達光電
  資深工程師
加州大學洛杉磯分校
  電機研究所碩士

在北美智權報上一期「由專利來看3D列印的技術(五) – SLA(上)」一文中,與大家分享了液態樹脂固化之3D列印設備專利說明書中的實施例,本文將接續分享其他實施例、及 3D Systems 的全球行銷網絡及市場策略。

實施例3

圖式3.330專利實施例3(資料來源: USPTO)

圖式3的系統相似於圖式1,但是省略了可移動的紫外線光源26,改以準直(Collimation)之泛紫外光源35 和適當的光罩36取代可程式設計之光源26和聚焦光斑27。光罩36盡可能置於靠近工作表面23,準直的光線從紫外線光源35通過光罩36對工作表面 23進行曝光,從而建立連續的相鄰層次,如圖式1和2的實施例。然而,固定光罩36的使用提供了三維物件的橫截面形狀。每當橫截面的形狀改變時,就必須替換一特別橫截面形狀的光罩36且正確校準。當然,也可以提供一自動變更的光罩群組,該裝置可連續性地置入且與工作平面23對齊。

實施例4

圖式4. 330專利實施例4(資料來源: USPTO)

圖式4再次地提供了另一種「光固化」系統配置。然而,陰極射線管(CRT) 38,屏幕39和液面層40取代了光源26和聚焦光斑27。因此,由電腦28提供圖像給陰極射線管38,射線管的紫外線於螢光表面產生影像,它穿過屏幕39與液面層40,到達流體介質22的工作表面23。在其他方面,系統圖式4定義了該三維物件於形成時,其所需要的連續橫斷面薄層與先前討論過的實施例完全相同。

實施例5

圖5. 330專利實施例5(資料來源: USPTO)


圖6. 330專利實施例5(資料來源: USPTO)

圖式5和6的「光固化」系統實施例中說明了其升降平台29具有多重的自由度,所以物件30的不同表面可用其他的建構方法曝光。同樣地,該「光固化」製程可以進行「疊加」的過程,其中該升降平台29能以補強式「光固化」製程舉起並定位另一個部件。在這方面,圖式5和6的系統與圖式1相同,除了升降平台29中有一通過手動或自動控制的樞軸或鉸鏈組件42而旋轉之第二自由度以外,圖式5說明了升降平台29a處於常規的位置,而圖式6則顯示該平台29a旋轉了90度。因此,一補強性的「光固化」構件41可被選擇性地加入該三維物件30的一側。

除了先前所描述的系統圖式1-6以外,一商業性的光固化系統會有額外的元件和子系統。例如,安全遮罩與控制面板。它可以屏蔽過量的紫外線和高能光束,同時它也可以允許工作人員檢視物件30的成型過程。企業還應提供控制臭氧和有毒氣體的方法,以及常規的高壓電安全保護和聯鎖裝置,使其有效地遮蔽敏感的電子雜訊來源之手段。

「光固化」系統適用少量多樣的市場需求

綜合以上所述,讀者們可以了解到本發明為一適用於設計多樣性的快速成型系統,研發人員可以輕鬆地在電腦上修改產品設計,然後執行3D列印指令進行模型製作。相較於業界的傳統方式,其模具修改工作往往耗時費力,而且塑膠射出成型技術只能做單一產品的量產。因此,「光固化」系統在面對少量多樣的市場需求來說,不啻為一具有前瞻性的技術選擇。

同時,讀者們也可以體會出Charles Hull 先生在事業經營的觀念上,強烈地印證了「堅持到底」且「守經達變」的精神。首先,他於2011年完成於NASDAQ進行股票上市的募資計畫。然後,他以驚人的速度於最近二年內(2012~2013)連續地購併競爭對手如Sugar Lab,CRDM,TeamPlatform,Phenix Systems,Rapid Product Development Group,COWEB,Geomagic,Viztu Technologies,Bespoke Innovations,Paramount Industries,Z Corp and Vidar等公司。因此,其技術內容累積得相當豐富與多樣化,從繪圖設計軟體、列印材料、到各式列印技術與設備,如熱熔性塑膠列印、液態樹脂固化列印、雷射金屬燒結到彩色粉末列印等,可以說是包山包海,一應俱全,充分地滿足了客戶對產品與服務「一次購足」(one-stop-shopping)的需求。

雲端列印 擴大市場遠景

目前,3D Systems 公司更進一步地展開全球佈局的行銷網絡,他們了解到研發人員的工作重點在於創新與設計,所以,該公司正致力於開發家戶專用列印設備,設計圖檔資料庫,甚至於導入「雲端列印」的可能性,以擴大其市場策略的遠景。若將其旺盛的企圖心與鬥志和目前一片慘淡聲中的消費性電子產業做一比較的話,這種強烈的反差說明了回想當初的1983年,此二者產業的際遇不同,真可以說是滄海桑田且耐人尋味了。

最後,筆者仍然要提醒讀者們,這一件基礎專利之效期已於2004年屆滿,所有內含技術細節都已成為公共財,可供大眾免費享用,但如同前期其他專文介紹3D列印技術時所述,基礎專利的到期不代表專利市場障礙的全面清除。業者在進入時仍應步步為營,瞭解判斷侵權與否,才能決定是否沿用,或者進行廻避設計,還是尋求專利授權,好作為順利進入市場的依據。故產業界有意投入該技術的研發領域者,仍應充分檢索其相關技術之專利內容以利於進行迴避設計與專利申請。

 

更多歷期精采文章,請參閱智權報總覽 >>

Facebook 按讚馬上加入北美智權報粉絲團