一种3D打印机多分区温度控制加热板制造技术

技术编号:13496561 阅读:146 留言:0更新日期:2016-08-08 14:37
本发明专利技术公开了一种3D打印机多分区温度控制加热板,包括:多个第一加热单元和多个第二加热单元,所述的第一加热单元和第二加热单元均包括上表面铝板片和下表面铝板片以及夹在上表面铝板片和下表面铝板片之间的金属铜箔丝,第一加热单元的金属铜箔丝形成并联的结构,第二加热单元的金属铜箔丝形成串联的结构,所述的第一加热单元和第二加热单元中的每一个都能够独立进行温度控制,所述的下表面铝板片上涂有绝缘漆实现绝缘。该加热板加热范围广,能够满足大尺寸3d打印的需求,分区温控,精度高,控制回差很小,能够独立分区控制,同时可以减小电流,避免浪费大量电能,能够使模型应力更易消除,防止模型翘曲。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及3D打印
,具体涉及一种3D打印机多分区温度控制加热板。

技术介绍

现有技术中,熔融沉积型(FDM)3D打印机在打印时需要与底板粘接。由于打印材料在冷却时会产生应力,容易使模型产生翘曲,从而导致打印失败。目前,较小(一般最大成型边长小于15cm)的3D打印机一般使用高温美纹胶带来增强粘接力,但是稍大的3D打印机均采用热板来改善模型成型过程中的内部应力,从而避免翘曲。目前,市面上均为较小热床,且采用整体加热方案。
对于成型体积很大的FDM型3D打印机,采用热板是必须的,但是热板做大一般会导致电流过大、温度难以精确控制、耗电量高等问题。

技术实现思路

本专利技术的目的在于提供一种3D打印机多分区温度控制加热板,用于解决现有技术中大型加热板不能智能控制用于满足3D打印需求、电流过大、温度难以精确控制、耗电量高的技术问题。
为实现上述目的,本专利技术所述的3D打印机多分区温度控制加热板包括多个第一加热单元和多个第二加热单元,所述的第一加热单元和第二加热单元均包括上表面铝板片和下表面铝板片以及夹在上表面铝板片和下表面铝板片之间的金属铜箔丝,第一加热单元的金属铜箔丝形成并联的结构,第二加热单元的金属铜箔丝形成串联的结构,所述的第一加热单元和第二加热单元中的每一个都能够独立进行温度控制,所述的下表面铝板片上涂有绝缘漆实现绝缘。
所述的第一加热单元的个数和第二加热单元的个数的总和为16个。
所述的3D打印机多分区温度控制加热板的整体尺寸为1000mm×1000mm×2mm,所述的第一加热单元和第二加热单元均匀分布在所述的3D打印机多分区温度控制加热板上。
所述的第一加热单元和第二加热单元中的每一个均设置有温度传感器,所述的温度传感器用于检测当前温度,当当前温度低于目标温度时,吸合该温度传感器所在的第一加热单元或第二加热单元的相应继电器,控制该第一加热单元或第二加热单元开始加热;当当前温度超过目标温度的时候,断开该温度传感器所在的第一加热单元或第二加热单元的相应继电器,控制该第一加热单元或第二加热单元停止加热。
所述的3D打印机多分区温度控制加热板根据欲打印模型来控制第一加热单元或第二加热单元是否启动加热,或者根据欲打印模型在所述的3D打印机多分区温度控制加热板上的摆放情况来控制第一加热单元或第二加热单元是否启动加热。
本专利技术还提供一种3D打印机多分区温度控制加热板的加热控制方法,所述的3D打印机多分区温度控制加热板的加热控制方法包括以下步骤:
开始PID温度控制;
解析G代码中设定的每层目标温度;
若G代码中设定的目标温度等于0,则结束控制;
若G代码中设定的目标温度不等于0,则计算差值,差值等于目标温度减去当前温度;
若差值等于0,则继续执行下一个G代码;
若差值不等于0,则由PID算法根据差值计算输出值;
将计算得出的输出值赋予控制器;
若加热板的当前温度小于目标温度,则赋予控制器的输出值使控制器控制继电器吸合,使相应的第一加热单元或第二加热单元启动加热;然后结束控制;
若加热板的当前温度不小于目标温度,则赋予控制器的输出值使控制器控制继电器断开,使相应的第一加热单元或第二加热单元停止加热;然后结束控制。
本专利技术具有如下优点:本专利技术所述的3D打印机多分区温度控制加热板加热范围尺寸大;温度智能控制,温控精度高,控制回差很小;各分区温度独立控制,分区数量独立智能控制,可以减小电流,避免浪费大量电能;能够使模型应力更易消除,防止模型翘曲。
附图说明
图1为本专利技术的3D打印机多分区温度控制加热板的第一加热单元的结构示意图。
图2为本专利技术的3D打印机多分区温度控制加热板的第二加热单元的结构示意图。
图3为本专利技术的3D打印机多分区温度控制加热板的加热控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本专利技术,但不用来限制本专利技术的范围。
本专利技术所述的3D打印机多分区温度控制加热板包括多个第一加热单元和多个第二加热单元,如图1和2所示,所述的第一加热单元和第二加热单元均包括上表面铝板片1和下表面铝板片以及夹在上表面铝板片和下表面铝板片之间的金属铜箔丝2,第一加热单元的金属铜箔丝形成并联的结构,第二加热单元的金属铜箔丝形成串联的结构,所述的第一加热单元和第二加热单元中的每一个都能够独立进行温度控制,所述的下表面铝板片上涂有绝缘漆实现绝缘。
所述的第一加热单元的个数和第二加热单元的个数的总和为16个。
所述的3D打印机多分区温度控制加热板的整体尺寸为1000mm×1000mm×2mm,所述的第一加热单元和第二加热单元均匀分布在所述的3D打印机多分区温度控制加热板上。
所述的第一加热单元和第二加热单元中的每一个均设置有温度传感器,所述的温度传感器用于检测当前温度,当当前温度低于目标温度时,吸合该温度传感器所在的第一加热单元或第二加热单元的相应继电器,控制该第一加热单元或第二加热单元开始加热;当当前温度超过目标温度的时候,断开该温度传感器所在的第一加热单元或第二加热单元的相应继电器,控制该第一加热单元或第二加热单元停止加热。
所述的3D打印机多分区温度控制加热板根据欲打印模型来控制第一加热单元或第二加热单元是否启动加热,或者根据欲打印模型在所述的3D打印机多分区温度控制加热板上的摆放情况来控制第一加热单元或第二加热单元是否启动加热。
通过当前温度与目标温度的比较结果进行差温加热,使模型应力可以更易消除,防止翘曲,同时可以减小电流,避免浪费大量电能。
本专利技术还提供一种3D打印机多分区温度控制加热板的加热控制方法,采取PID加热控制,采用PID智能控制原理和温控器触发模块相结合进行控制,可以达到比较高的温控精度,控制回差很小。
所述的加热控制方法结合3D打印机的Marlin固件中有效的G代码和由打印机使用的切片软件产生的G代码文件,从process()开始进入PID温度控制模块,由while循环利用当前温度和目标温度的条件来等待热床(加热板)上升到目标温度直至稳定。16个温度传感器来测温,当当前温度低于目标温度就吸合相应继电器,温度超过目标温度就断开。当某层目标温度为0,也相应断开加热。
如图3所示,本专利技术所述的3D打印机多分区温度控制加热板的加热控制方法包括以下步骤:
开始PID温度控制;
解析G代码中设定的每层目标温度;
若G代码中设定的目标温度等于0,则结束控制;
若G代码中设定的目标温度不等于0,则计算差值,差值等于目标温度减去当前温度;
若差值等于0,则继续执行下一个G代码;
若差值不等于0,则由PID算法根据差值计算输出值;
输出值赋值,即将计算得出的输出值赋予控制器;
若加热板的当前温度小于目标温度,则赋予控制器的输出值使控制器控制继电器吸合,使相应的第一加热单元或第二加热单元启动加热;然后结束控制;
若加热板的当前温度不小于目标温度,则赋予控制器的输出值使控制器控制继电器断开,使相应的第一加热单元或第二加热单元停止加热;然后结束控制。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本专利技术作了详尽的描述,但在本专利技术基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本专利技术精本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种3D打印机多分区温度控制加热板,其特征在于,该3D打印机多分区温度控制加热板包括多个第一加热单元和多个第二加热单元,所述的第一加热单元和第二加热单元均包括上表面铝板片和下表面铝板片以及夹在上表面铝板片和下表面铝板片之间的金属铜箔丝,第一加热单元的金属铜箔丝形成并联的结构,第二加热单元的金属铜箔丝形成串联的结构,所述的第一加热单元和第二加热单元中的每一个都能够独立进行温度控制,所述的下表面铝板片上涂有绝缘漆实现绝缘。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机多分区温度控制加热板,其特征在于,该3D打印机多分区温度控制加热板包括多个第一加热单元和多个第二加热单元,所述的第一加热单元和第二加热单元均包括上表面铝板片和下表面铝板片以及夹在上表面铝板片和下表面铝板片之间的金属铜箔丝,第一加热单元的金属铜箔丝形成并联的结构,第二加热单元的金属铜箔丝形成串联的结构,所述的第一加热单元和第二加热单元中的每一个都能够独立进行温度控制,所述的下表面铝板片上涂有绝缘漆实现绝缘。
2.如权利要求1所述的3D打印机多分区温度控制加热板,其特征在于,所述的第一加热单元的个数和第二加热单元的个数的总和为16个。
3.如权利要求2所述的3D打印机多分区温度控制加热板,其特征在于,所述的3D打印机多分区温度控制加热板的整体尺寸为1000mm×1000mm×2mm,所述的第一加热单元和第二加热单元均匀分布在所述的3D打印机多分区温度控制加热板上。
4.如权利要求3所述的3D打印机多分区温度控制加热板,其特征在于,所述的第一加热单元和第二加热单元中的每一个均设置有温度传感器,所述的温度传感器用于检测当前温度,当当前温度低于目标温度时,吸合该温度传感器所在的第一加热单元或第二加热单元的相应继电器,控制该第一加热单元或第二加热单元开始加热;当当前温度超过目标温度的时候,断开该温度传感器所在的第一加热单元...

【专利技术属性】
技术研发人员:李亚男张勇
申请(专利权)人:北京易速普瑞科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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