一种FDM打印丝材连接装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种FDM打印丝材连接装置，整个装置设计成长方体形状，包含丝材连接机构、温度传感电路、加热电路4和dsp控制电路2和驱动直流电源7。丝材连接机构包含对接孔6、上下拆分壳体1,5，温度传感电路采用热敏电阻作为测温元件，温度采集对应转换电压为0～5V,加热电路采用小阻值的加热管，供电源7为+24V直流电，dsp控制电路接收温度传感器的0～5V电压，根据功能输出PWM波，将其转换为加热电路的加热电流，进而对材料进行加热，控制算法采用专家经验，在材料熔化范围内决定加热电路的工作与否，材料的加热熔化与固化状态通过红色光和绿色光的发光二极管来进行指示。

A Connecting Device for FDM Printing Wire

【技术实现步骤摘要】
一种FDM打印丝材连接装置
本技术属于3D打印领域，尤其涉及一种FDM打印丝材连接装置。
技术介绍
目前以PLA、ABS等材料的3D打印机已经非常普及，从目前专利检索分析，对于3D打印丝的制备方法涉及较多，而利用3D打印丝材进行3D打印时，由于一卷丝材的容量是有限的，因此打印大型物件时，丝材会用完；或者是在打印过程中，丝材会由于特殊原因发生断裂，因此，如何快速进行打印丝材的连接，保证3D打印过程不中断，是需要解决的问题。为了应对3D打印丝材断裂或者用完的情况，基本做法包括(1)根据打印物件的尺寸信息，选择容量较大的丝材卷；(2)将打印物件切分打印，再组装，减少一次打印的用丝量。但是这两种方法都不能从根本上解决打印过程中丝材不够用的难题。
技术实现思路
本技术针对3D打印过程中丝材断裂或是丝材不够用的问题，旨在设计一种快速连接两卷打印丝材的装置，包括丝材连接机构、温度传感电路、加热电路(4)、dsp(DigitalSignalProcessing，数字信号处理)控制电路(2)，和驱动直流电源(7)；dsp型号为tms320f28035，采用其他型号的单片机控制也适用；所述丝材连接机构包括上壳体(1)、下壳体(5)和对接孔(6)，上壳体(1)和下壳体(5)为可拆分结构，对接孔(6)设置于上壳体(1)和下壳体(5)的可拆分位置的两侧，材料能够通过对接孔(6)伸入丝材连接机构内部；所述驱动直流电源(7)与温度传感电路、加热电路(4)、dsp控制电路(2)电连接；所述dsp控制电路(2)、温度传感电路、加热电路(4)和驱动直流电源(7)统一安装在丝材连接机构内；所述温度传感电路用于进行温度采集，并转换为电压输出至dsp控制电路(2)，dsp控制电路(2)向加热电路(4)输出PWM波，加热电路(4)接收PWM波，将其转换为加热电流，进而对材料进行加热。所述温度传感电路采用热敏电阻作为测温元件，温度传感电路进行温度采集对应的转换电压为0～5V。如设置温度测量范围为0～500℃，当温度为0℃是输出电压为0V,温度为500℃时。所述加热电路(4)采用小阻值的加热管，如功率为200W，加热管的供电电压固定为24V,此时加热管电阻值为0.347Ω。所述驱动直流电源(7)为+24V直流电。所述丝材连接机构为长方体结构。所述丝材连接机构外壁上设置有指示灯(3)，指示灯(3)与dsp控制电路(2)相连接，当材料处于加热融化状态时，dsp控制电路(2)控制指示灯(3)显示红色，当材料处于固化状态，dsp控制电路(2)控制指示灯(3)显示绿色。所述装置工作过程如下：步骤1，设置连接参数：根据待连接材料的熔化温度，设定dsp控制电路(2)的控制温度、控制周期、控制允许误差；如连接PLA材料，设置dsp的控制温度为200℃，在一个周期内，允许的误差为1.5％。步骤2，丝材对接与控制：将待连接材料通过对接孔(6)伸入丝材连接机构内部对接，将上壳体(1)和下壳体(5)闭合，启动dsp控制电路(2)，同时指示灯(3)变为红色；当温度达到丝材的熔化温度，如PLA材料的融化温度是200℃，温度传感电路返回测量值，dsp控制电路(2)停止加热电路(4)的供电；经过一定时间冷却，温度传感电路继续进行温度检测，达到固化温度时，dsp控制电路(2)控制指示灯(3)显示为绿色；步骤3，打开上壳体(1)和下壳体(5)，取出连接好的材料。所述上壳体(1)上还设置有把手(8)。有益效果：本技术利用温度检测电路、加热电路、dsp控制等方法，将对接在连接腔的待连接丝材进行加热、固化，达到两者连接的目的，从而解决打印中丝材不够用的困难。它具有小巧、操作简单的优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做更进一步的具体说明，本技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是本技术装置的总体结构示意图；图2为温度传感电路示意图；图3为加热电路示意图；图4为dsp控制算法示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。如图1所示，是本技术装置的总体结构示意图，包括丝材连接机构、温度传感电路、加热电路4、dsp控制电路2和驱动直流电源7；dsp型号为tms320f28035；所述丝材连接机构包括上壳体1、下壳体5和对接孔6，上壳体1和下壳体5为可拆分结构，对接孔6设置于上壳体1和下壳体5的可拆分位置的两侧，材料能够通过对接孔6伸入丝材连接机构内部；dsp控制电路2的控制流程如图4所示。所述驱动直流电源7与温度传感电路、加热电路4、dsp控制电路2电连接；所述dsp控制电路2、温度传感电路、加热电路4和驱动直流电源7统一安装在丝材连接机构内；所述温度传感电路用于进行温度采集，并转换为电压输出至dsp控制电路2，dsp控制电路2向加热电路4输出PWM波，加热电路4接收PWM波，将其转换为加热电流，进而对材料进行加热。所述温度传感电路采用热敏电阻作为测温元件，温度传感电路进行温度采集对应的转换电压为0～5V。本技术整个装置设计成长方体形状，温度传感电路原理如图2所示，包括两个无极性电容、一个有极性电容、限流电阻、热敏电阻和热敏电阻接口，热敏电阻与一个无极性电容、有极限电容并联，再与4.7k的限流电阻串联，形成一个支路，另一个无极性电容并联于该支路，由5V电源供电。加热电路4采用小阻值的加热管，供电源为+24V直流电，其原理如图3所示，包括加热管、二极管、两个电阻和NMOS管，驱动直流电源7向加热管供电，NMOS管的栅极和漏极之间连接两个电阻，漏极接地，源极接加热管的一端，二极管的二个不同颜色的发光极管接在加热管两端，其中红色光二极管串联一个1k的限流电阻并且该二极管其阳极接电源，绿色的发光二极管阴极接电源；dsp控制电路接收温度传感器的0～5V电压，根据功能输出PWM波，将其转换为加热电路的加热电流，进而对材料进行加热，控制算法采用专家经验，在材料融化范围内决定加热电路的工作与否，材料的加热融化与固化状态通过红色光和绿色光的发光二极管来进行指示，即通过指示灯3指示。一种FDM打印丝材连接装置使用时包括如下步骤：(1)连接参数设置根据连接材料的融化温度，设定dsp控制温度、控制周期、控制允许误差等程序参数，(2)丝材对接与控制从对接孔两边将待连接丝材对接，启动dsp控制程序，同时指示灯变为红色；当温度达到，温度传感电路返回测量值，dsp控制程序停止加热电路的供电；经过一定时间冷却，温度传感继续进行温度检测，达到固化温度时，dsp控制程序点亮指示灯为绿色。(3)连接完毕处理指示灯为绿色时，表示连接完成，此时打开上下壳体，取出连接好的丝才，过程结束。本技术提供了一种FDM打印丝材连接装置，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FDM打印丝材连接装置，其特征在于，包括丝材连接机构、温度传感电路、加热电路(4)、dsp控制电路(2)和驱动直流电源(7)；所述丝材连接机构包括上壳体(1)、下壳体(5)和对接孔(6)，上壳体(1)和下壳体(5)为可拆分结构，对接孔(6)设置于上壳体(1)和下壳体(5)的可拆分位置的两侧，材料能够通过对接孔(6)伸入丝材连接机构内部；所述驱动直流电源(7)与温度传感电路、加热电路(4)、dsp控制电路(2)电连接；所述dsp控制电路(2)、温度传感电路、加热电路(4)和驱动直流电源(7)统一安装在丝材连接机构内；所述温度传感电路用于进行温度采集，并转换为电压输出至dsp控制电路(2)，dsp控制电路(2)向加热电路(4)输出PWM波，加热电路(4)接收PWM波，将其转换为加热电流。

【技术特征摘要】
1.一种FDM打印丝材连接装置，其特征在于，包括丝材连接机构、温度传感电路、加热电路(4)、dsp控制电路(2)和驱动直流电源(7)；所述丝材连接机构包括上壳体(1)、下壳体(5)和对接孔(6)，上壳体(1)和下壳体(5)为可拆分结构，对接孔(6)设置于上壳体(1)和下壳体(5)的可拆分位置的两侧，材料能够通过对接孔(6)伸入丝材连接机构内部；所述驱动直流电源(7)与温度传感电路、加热电路(4)、dsp控制电路(2)电连接；所述dsp控制电路(2)、温度传感电路、加热电路(4)和驱动直流电源(7)统一安装在丝材连接机构内；所述温度传感电路用于进行温度采集，并转换为电压输出至dsp控制电路(2)，dsp控制电路(2)向加热电路(4)输出PWM波，加热电路(4)接收PWM波，将其转换为加热电流。2.如权利要求1所述的一种FDM打印丝材连接装置，其特征在于，所述温度传感电路包括两个无极性电容、一个有极性电容、限流电阻、热敏电阻和热敏电阻接口，热敏电阻与一个无极性电容、有极限电容并联，再与4.7k的限流电阻串联，形成一个支路，另一个无极性电容并联于该支路。3.如权利要求2所述的一种FDM打印丝材连接装置，其特征在于，所述加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘益剑，黄无云，何昱煜，杨继全，程继红，
申请(专利权)人：南京师范大学，南京智能高端装备产业研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32