一种3D打印机打印头控制系统和打印管理板技术方案

本发明专利技术公开了一种3D打印机打印头控制系统和打印管理板，3D打印机打印头控制系统包括加热模块、散热模块和打印管理板，打印管理板用以判断液料流过驱动板卡散热器所带走的热量Q

A 3D printer head control system and print management board

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机打印头控制系统和打印管理板
本专利技术涉及3D打印机
，特别涉及一种3D打印机打印头控制系统和打印管理板。
技术介绍
众所周知，3D打印技术的出现颠覆了传统的生产制造过程，由传统的减材制造转变为增材制造，极大降低了制造成本。3D打印机在逐层打印时，首先将打印材料与固化剂以一定的比例混合，在打印平台上铺一层打印材料，然后通过打印头喷墨，墨水与固化剂发生化学反应固化，然后整个打印平面通过一系列机械装置的作用下降一个层厚，如此循环，最终打印出3D产品。在打印过程中，打印头控制技术在整个打印过程中发挥了关键的作用。打印头喷头的喷墨动作由驱动板卡驱动，打印数据通过打印控制系统控制下发。打印头核心元件有喷头、驱动板卡、数据板卡、墨盒等。在现有技术中，由于打印管理板和传感器、数据板卡等部件相连，因此需要较多的数据线，使得打印头的线路繁杂，不易管理。与此同时，在打印过程中，由于驱动板卡高频驱动喷头工作，发热量较大，常规冷却方式是在打印头外壳开孔并安装风扇，这种方法使打印头密封失效，外部灰尘直接进入打印头内部，粘在驱动板卡上，影响驱动板卡的使用寿命，甚至造成驱动板卡的工作异常。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种3D打印机打印头控制系统和打印管理板，以模块化设计理念为主导思想，有效减少数据线的使用，节省打印头的内部空间，能够对打印头的热量进行管理，从而确保打印头的正常运行，避免影响打印质量，提升打印效果。为实现上述目的，本专利技术提供一种打印管理板，所述打印管理板包括板本体，所述板本体设有CPU、模拟量数据接口、数字量数据接口、数据板通讯接口、主控器通讯接口、编码器接口和数据采集通讯接口，且所述模拟量数据接口、所述数字量数据接口、所述数据板通讯接口、所述主控器通讯接口、所述编码器接口和所述数据采集通讯接口均连接于所述CPU，以实现相应功能。可以看出，打印管理板采用模块化设计理念，集诸多功能于一体，避免现有技术中采用繁多的数据线连接，极大简化了结构，节省了空间，为优化3D打印机的内部结构提供了可能性。可选地，所述板本体还设有电源接口，用以通过所述电源接口进行供电。本专利技术还提供一种3D打印机打印头控制系统，包括加热模块、散热模块和上述打印管理板，所述打印管理板用以判断液料流过驱动板卡散热器所带走的热量Q1是否大于液料所需的热量Q4，若是，则所述打印管理板控制所述散热模块对液料进行散热，若否，则所述打印管理板控制所述加热模块对液料进行加热。3D打印机打印头控制系统能够对打印头的热量进行管理，确保打印头液料、板卡工作在最佳状态，因为板卡工作时是处于放热状态，而液料需要加热到适宜温度，才能达到喷墨所需要的粘度，所以将板卡散出的这部分热量用于加热液料，能达到一石二鸟的作用，又预热了液料，同时还对板卡进行了散热，当板卡散出的热量达不到液料所需要的温度的时候，就对液料进行加热，保证液料温度，当板卡散出的热量超过液料所需要的温度的时候，就对液料进行散热，给液料降温的同时，也能起到给板卡降温的效果。本方案由于不需要使用风扇对驱动板卡进行散热，所以打印头可以做成一个封闭的空间，由此杜绝了因灰尘对板卡造成的不良影响或因为灰尘对喷头造成不良影响导致喷墨异常，提高了打印质量和效率。可选地，所述散热模块具体为散热翅片、风扇或者微型空调，所述散热模块的散热量Q3≥Q1-Q4。所述散热模块可设置于打印头的外部，随着打印头的高速运动，更好的起到散热效果。可选地，所述打印管理板用以通过公式Q1＝C×M1×(T2-T1)计算所述Q1；C为液料的比热容，单位是J/(kg〃℃)，M1为流经驱动板卡散热器的液料质量，单位是kg，T2为液料流出驱动板卡散热器时的温度，单位是℃，T1为液料流入驱动板卡散热器时的温度，单位是℃。可选地，所述打印管理板用以通过公式Q4＝C×M2×(T4-T1)计算所述Q4；C为液料的比热容，单位是J/(kg〃℃)，M2为喷头喷出的液料质量，单位是kg，T4为液料由喷头喷出时的温度，单位是℃，T1为液料流入驱动板卡散热器时的温度，单位是℃。可选地，所述3D打印机打印头控制系统还包括负压控制模块，所述负压控制模块包括调压阀、负压发生器和压力传感器，所述打印管理板用以调节所述调压阀的输出压力大小，所述调压阀连接所述负压发生器，所述负压发生器连接负压盒，所述负压盒连接墨盒，所述负压盒的输出压力值通过所述压力传感器检测后反馈至所述打印管理板，所述打印管理板用以根据所述负压盒的输出压力值调节所述调压阀的输出压力大小。可选地，所述打印管理板用以根据所述墨盒因液料容量变化、液料密度变化、盒内压力变化和海拔变化中的至少一种变化通过遗传算法优化模糊推理PID算法对所述调压阀的输出压力大小进行调节。可选地，所述打印管理板连接供墨泵和液位传感器，当所述液位传感器检测到墨盒的液料超出预设值时，所述打印管理板控制所述供墨泵停止向墨盒供液。可选地，所述打印管理板连接划痕检测部，所述划痕检测部用以检测在打印头所移动的区域内，打印头相距打印平台表面的当前距离；若当前距离大于预设距离时，所述打印管理板报警和/或控制3D打印机停机。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的打印管理板的结构图；图2为本专利技术实施例所提供的3D打印机打印头控制系统对液料进行温度控制的逻辑图；图3为本专利技术实施例所提供的3D打印机打印头控制系统对负压盒进行负压控制的原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术实施例所提供的一种打印管理板，如说明书附图1所示，适应于3D打印机，打印管理板60也可被称作PMB(PrintManagerBoard)，包括板本体，板本体设有模拟量数据接口10，数字量数据接口20，数据板通讯接口，主控器通讯接口60，编码器接口、数据采集通讯接口110和CPU120，CPU120和上述接口相连，以实现不同接口所应具备的功能。参考说明书附图1，数据板通讯接口的个数可设置为两个，分别是第一数据板通讯接口40和第二数据板通讯接口50，编码器接口的个数可设置有三个，分别是第一编码器接口70、第二编码器接口80和第三编码器接口90，各个接口的设置位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种打印管理板，其特征在于，所述打印管理板包括板本体，所述板本体设有CPU、模拟量数据接口、数字量数据接口、数据板通讯接口、主控器通讯接口、编码器接口和数据采集通讯接口，且所述模拟量数据接口、所述数字量数据接口、所述数据板通讯接口、所述主控器通讯接口、所述编码器接口和所述数据采集通讯接口均连接于所述CPU，以实现相应功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种打印管理板，其特征在于，所述打印管理板包括板本体，所述板本体设有CPU、模拟量数据接口、数字量数据接口、数据板通讯接口、主控器通讯接口、编码器接口和数据采集通讯接口，且所述模拟量数据接口、所述数字量数据接口、所述数据板通讯接口、所述主控器通讯接口、所述编码器接口和所述数据采集通讯接口均连接于所述CPU，以实现相应功能。


2.根据权利要求1所述的打印管理板，其特征在于，所述板本体还设有电源接口，用以通过所述电源接口进行供电。


3.一种3D打印机打印头控制系统，其特征在于，包括加热模块、散热模块和上述权利要求1或2所述的打印管理板，所述打印管理板用以判断液料流过驱动板卡散热器所带走的热量Q1是否大于液料所需的热量Q4，若是，则所述打印管理板控制所述散热模块对液料进行散热，若否，则所述打印管理板控制所述加热模块对液料进行加热。


4.根据权利要求3所述的3D打印机打印头控制系统，其特征在于，所述散热模块具体为散热翅片、风扇或者微型空调，所述散热模块的散热量Q3≥Q1-Q4。


5.根据权利要求3所述的3D打印机打印头控制系统，其特征在于，所述打印管理板用以通过公式Q1＝C×M1×(T2-T1)计算所述Q1；
C为液料的比热容，单位是J/(kg〃℃)，
M1为流经驱动板卡散热器的液料质量，单位是kg，
T2为液料流出驱动板卡散热器时的温度，单位是℃，
T1为液料流入驱动板卡散热器时的温度，单位是℃。


6.根据权利要求3所述的3D打印机打印头控制系统，其特征在于，所述打印管理板用以通过公式Q4＝C×M2...

【专利技术属性】
技术研发人员：虎鑫，杨军，赵宁辉，王军伟，
申请(专利权)人：共享智能铸造产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64