智能3D打印系统及其打印方法技术方案

本发明专利技术提供一种智能3D打印系统及其打印方法，该系统包括打印组件，打印组件将成型材料打印喷在打印平台上；控制器，向打印组件的驱动设备输出控制指令以控制打印组件的工作；模型分析处理器，接收待打印的3D模型的数据，并且将3D模型切片形成多层切片层，获取每一切片层的打印条件，从打印数据库中查找与打印条件相匹配的打印参数，将打印参数输出至控制器，其中，打印数据库为设置在服务器或者本地存储器上的数据库，打印数据库内存储有预先设定的打印经验值或者自学习获得的优选数据。该方法应用上述的打印系统进行3D打印。本发明专利技术可以提高3D模型的打印质量，并且节省成型材料的使用。

Intelligent 3D printing system and its printing method

The invention provides an intelligent 3D printing system and its printing method. The system includes a print component, a print component that sprays the molding material print on the printing platform; the controller outputs control instructions to the driving device of the print component to control the work of the print component; the model analysis processor receives the number of the 3D models to be printed. According to this, the 3D model is cut to form a multilayer slice layer to obtain the printing conditions for each layer, and to find out the print parameters that match the print condition and output the print parameters to the controller. In this, the print database is set up on the server or local memory, and the database is printed in the database. Storing preset print experience values or preferred data obtained from self-learning. This method applies the above printing system to 3D printing. The invention can improve the printing quality of the 3D model and save the use of molding materials.

【技术实现步骤摘要】
智能3D打印系统及其打印方法
本专利技术涉及增材制造
，具体地说，是涉及一种智能3D打印系统以及智能3D打印方法。
技术介绍
3D打印机又称三维打印机，被称为增材制造技术，是一种利用快速成型技术的机器，以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，形成待打印的3D模型，再将建成的3D模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印机逐层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用，3D打印机的工作原理和传统打印机基本相同，由控制组件、机械组件、打印头、耗材（即成型材料）和介质等组成，打印原理也基本类似。参照图1，现有的三维打印机10包括壳体11，壳体11围成用于三维成型的空腔，在该空腔内安装有三个电机，分别是X轴移动电机21、Y轴移动电机22和Z轴移动电机23，Z轴移动电机23安装在空腔的底部，在Z轴移动电机23上连接有螺杆17，在空腔的底壁还安装有导杆，在导杆上安装有Z轴移动支架16，在该Z轴移动支架16上设置有成型座20，由于Z轴移动支架16与螺杆17螺纹啮合，所以当Z轴移动电机23工作时，将带动螺杆17旋转，继而使得成型座20在Z轴移动电机23的驱动下在Z轴方向上移动。Y轴移动电机22安装在空腔的侧壁上，在侧壁上固定设置有导杆，在导杆上设置有Y轴移动支架，Y轴移动电机通过皮带与Y轴移动支架连接，当Y轴移动电机22转动时，将通过皮带带动Y轴移动支架沿着导杆滑动，即Y轴移动支架在Y轴移动电机22的驱动下在Y轴方向上移动。在Y轴移动支架上安装有X轴移动电机21和两根导杆，两根导杆分别设置在X轴移动电机21的两侧，在两根导杆上设置有打印头14，打印头14内设置有打印喷嘴，在打印头14的上端设置有进料端，该进料端用于接收成像丝料15。进料端上设置有成型材料供给电机13，成型材料供给电机13用于驱动成型材料15输送到打印头14中，在打印头14的下端设置有出料口，该出料口用于在成型座20上挤出成型材料。X轴移动电机21通过皮带与打印头14连接，当X轴移动电机121转动时，将通过皮带带动打印头14沿着导杆滑动，即打印头14在X轴移动电机21的驱动下在X轴方向上移动。当丝料进入打印头14后，设置在打印头14内的加热装置将丝料熔化，熔化后的成性材料从打印喷嘴喷出形成在成型座20的打印平台上，当成型材料冷却以后，即完成3D物体的制作。现有的一些3D打印机的成型座20底部还设置有加热板，加热板用于对成型座20的打印平台进入加热，通常，打印平台上设置有钢板以及玻璃板，成型材料被喷在玻璃板上。图1所示的是目前最常用打印方式是熔融沉积成型(FDM)，其是通过在水平移动的打印头挤出加热熔融后的成型材料，并在成型座逐层叠堆形成三维模型。由于在打印3D模型以前，需要同切片软件对3D模型进行切片，目前的切片分层方式主要通过切片软件固定的设置方式，或者根据使用者的经验来分切使打印模型进行切片。另外，由于一些3D模型的结构比较特殊，因此需要设置支撑结构，而对于一个特定的3D模型，是否需要支撑结构、支撑结构的打印方式类型等，都需要通过合理设置才有效。一般情况下，有经验的使用者和没有经验的使用者从模型的导入后的打印位置确定，支撑方式选择、分层的设置等都存在很大差异，另外，打印成型过程中，打印速度设置、打印头温度设置、打印平台温度选择等参数的选择，都会最终导致打印出来的模型的效果，模型的外观也存在很大的差异，如果选择不当，打印出来的模型存在大量非必要的支撑结构，这样会导致打印材料和人力、时间等资源的浪费以及也会影响打印精度。当然，图1所示的是DLP打印机，现有的3D打印机还包括光固化3D打印机、3DP打印机等，这些打印机在打印3D模型时同样需要对3D模型进行切片，并且通过打印组件将成型材料，如光固化UV材料、粉末材料等逐层的喷涂在打印平台上。因此，现有的各种3D打印机均存在诸如切片不合理、打印参数设置不合理等问题而导致打印质量不佳的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种有效辅助使用人员合理选择打印参数的智能3D打印系统。本专利技术的另一目的是提供一种可以减小打印材料浪费且打印效果较好的智能3D打印方法。为实现上述主要目的，本专利技术提供的智能3D打印系统包括打印组件，打印组件将成型材料打印在打印平台上；控制器，向打印组件的驱动设备输出控制指令以控制打印组件的工作；其中，该智能3D打印系统还包括：模型分析处理器，用于接收待打印的3D模型的数据，并且将3D模型切片形成多层切片层，获取每一切片层的打印条件，从打印数据库中查找与打印条件相匹配的打印参数，将打印参数输出至控制器；其中，打印条件至少包括以下的一个：切片层的厚度、成型材料的类型、切片层的形状、位于切片层上方或者切片层下方的切片层的形状、支撑体的形状；打印参数至少包括以下的一个：打印组件的移动速度、打印组件的运动轨迹，其中，打印数据库为设置在服务器或者本地存储器上的数据库，打印数据库内存储有预先设定的打印经验值或者自学习获得的优选数据。由上述方案可见，对3D模型切片以后，根据打印条件从打印数据库中获取最佳的打印参数，并使用这些打印参数进行打印，可以避免人工选择打印参数而导致打印参数的选择不合理而导致打印出来的模型效果不理想，或者浪费成型材料，并且，使用合理的打印参数还可以节省打印时间，提高打印效率。一个优选的方案是，打印组件包括打印喷嘴，成型材料通过打印喷嘴挤出成型在打印平台上，驱动设备带动打印喷嘴的动作；打印参数包括以下的一个：打印喷嘴的移动速度、打印喷嘴的加热温度、打印喷嘴的孔径、打印喷嘴的挤出速度、打印喷嘴的运动轨迹。可见，针对DLP打印机作为打印组件的情况，通过设置打印喷嘴的移动速度、打印喷嘴的加热温度、打印喷嘴的孔径、打印喷嘴的挤出速度、打印喷嘴的运动轨迹等多个参数，可以有效的提高模型的打印质量。一个优选的方案是，智能3D打印系统还包括对打印平台进行加热的加热设备，且控制器还用于控制加热设备的加热温度；打印参数还包括打印过程中加热设备的加热温度。由上可见，通过对加热设备的加热温度进行设定，可以确保打印平台在合理的温度下进行打印，使得打印处理的模型效果更好。一个优选的方案是，模型分析处理器在将3D模型切片时，获取模型的形状，从切片数据库中查找与模型的形状相匹配的切片参数，根据切片参数进行切片；切片参数至少包括以下的一个：切片层的厚度、模型的填充类型、支撑体的形状及放置位置。由此可见，切片的时候使用切片数据库的数据进行切片，使得模型的切片更加合理，更加有利于打印的进行。进一步的方案是，模型分析处理器在接收到3D模型的数据后，从模型数据库中查找与3D模型相近似的参考模型；将3D模型切片形成多层切片层时，参考参考模型的切片参数进行切片。由此可见，通过查找近似的参考模型进行参考并且进行切片操作，可以使得对3D模型的切片更加合理，有效提高3D模型的成型速度，并且可以减小成型材料的浪费。更进一步的方案是，切片数据库或者模型数据库中的至少一个设置于云端服务器，且切片数据库或者模型数据库中的数据为预先设定的经验值。可见，通过获取预先设定的经验值，并且根据经验值来进行切片或者确定打印参数，可以获取以往最优的打印方案，从而提本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能3D打印系统，包括:打印组件，所述打印组件将成型材料打印在打印平台上；控制器，向所述打印组件的驱动设备输出控制指令以控制所述打印组件的工作；其特征在于，该智能3D打印系统还包括：模型分析处理器，用于接收待打印的3D模型的数据，并且将所述3D模型切片形成多层切片层，获取每一所述切片层的打印条件，从打印数据库中查找与所述打印条件相匹配的打印参数，将所述打印参数输出至所述控制器；其中，所述打印条件至少包括以下的一个：所述切片层的厚度、成型材料的类型、所述切片层的形状、位于所述切片层上方或者所述切片层下方的切片层的形状、支撑体的形状；所述打印参数至少包括以下的一个：所述打印组件的移动速度、所述打印组件的运动轨迹；其中，所述打印数据库为设置在服务器或者本地存储器上的数据库，所述打印数据库内存储有预先设定的打印经验值或者自学习获得的优选数据。

【技术特征摘要】
1.智能3D打印系统，包括:打印组件，所述打印组件将成型材料打印在打印平台上；控制器，向所述打印组件的驱动设备输出控制指令以控制所述打印组件的工作；其特征在于，该智能3D打印系统还包括：模型分析处理器，用于接收待打印的3D模型的数据，并且将所述3D模型切片形成多层切片层，获取每一所述切片层的打印条件，从打印数据库中查找与所述打印条件相匹配的打印参数，将所述打印参数输出至所述控制器；其中，所述打印条件至少包括以下的一个：所述切片层的厚度、成型材料的类型、所述切片层的形状、位于所述切片层上方或者所述切片层下方的切片层的形状、支撑体的形状；所述打印参数至少包括以下的一个：所述打印组件的移动速度、所述打印组件的运动轨迹；其中，所述打印数据库为设置在服务器或者本地存储器上的数据库，所述打印数据库内存储有预先设定的打印经验值或者自学习获得的优选数据。2.根据权利要求1所述的智能3D打印系统，其特征在于：所述打印组件包括打印喷嘴，所述成型材料通过所述打印喷嘴挤出成型在所述打印平台上，所述驱动设备带动所述打印喷嘴的动作；所述打印参数包括以下的一个：所述打印喷嘴的移动速度、所述打印喷嘴的加热温度、所述打印喷嘴的孔径、所述打印喷嘴的挤出速度、所述打印喷嘴的运动轨迹。3.根据权利要求2所述的智能3D打印系统，其特征在于：所述智能3D打印系统还包括对所述打印平台进行加热的加热设备，且所述控制器还用于控制所述加热设备的加热温度；所述打印参数还包括打印过程中所述加热设备的加热温度。4.根据权利要求1至3任一项所述的智能3D打印系统，其特征在于：所述模型分析处理器在将所述3D模型切片时，获取所述模型的形状，从切片数据库中查找与所述模型的形状相匹配的切片参数，根据所述切片参数进行切片；所述切片参数至少包括以下的一个：所述切片层的厚度、模型的填充类型、所述支撑体的形状及放置位置。5.根据权利要求4所述的智能3D打印系统，其特征在于：所述模型分析处理器在接收到所述3D模型的数据后，从模型数据库中查找与所述3D模型相近似的参考模型；将所述3D模型切片形成多层切片层时，参考所述参考模型的切片参数进行切片。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永刚，
申请(专利权)人：珠海天威飞马打印耗材有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44