一种3D打印机模型脱落自动停机方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种3D打印机模型脱落自动停机方法及装置，所述3D打印机包括外壳、打印机构、样品台、点状激光发射器、CCD图像采集处理系统；所述点状激光发射器设置于右侧外壳内部，所述点状激光发射器发射的激光光线恰好位于样品台上方，所述点状激光发射器可沿着水平方向移动；所述CCD图像采集处理系统位于左侧外壳；该方法包括：打印前将所述点状激光发射器调整至激光位置，打印完第一层后启动所述点状激光发射器，通过所述CCD图像采集处理系统，实时检测激光光斑能量，若检测到该激光斑能量大于阈值时，所述3D打印机自动停机。本发明专利技术避免了在样品打印过程中发生翘边后继续打印的情况，节约能源，提高打印效率。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机模型脱落自动停机方法和装置
本专利技术涉及3D打印
，尤其涉及一种3D打印机模型脱落自动停机方法及其装置。
技术介绍
3D打印是一类将材料逐层叠加来制造三维物体的“增材制造”技术的统称，区别于传统的减材制造，其核心原理是：分层制造，逐层叠加。类似于高等数学里柱面坐标三重积分的过程。3D打印技术将机械、材料、计算机、通信、控制技术和生物医学技术融合在一起，具有缩短产品开发周期、降低研发成本和一体制造复杂形状工件等优势，未来可能对制造业生产模式与人类生活方式产生重要的影响。3D打印主要分为四个步骤：三维建模、切片、打印和后处理。各步骤简要介绍如下：三维建模：通过Pro/E或其他三维绘图软件建立该零部件实体模型，保存成相应的格式，以便导入到打印机中。通常设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式切片：由于描述方式的差异，3D打印机并不能直接操作3D模型。当3D模型输入到电脑中以后，需要通过打印机配备的专业软件来进一步处理，即将模型切分成一层层的薄片，每个薄片的厚度由喷涂材料的属性和打印机的规格决定。打印：由打印机将打印耗材逐层喷涂或熔结到二维空间中，先喷一层胶水，然后在上面撤一层粉末，如此反复；或是通过高能激光融化合金材料，一层一层地熔结成模型。后期处理：模型打印完成后一般都会有毛刺或是粗糙的截面。这时需要对模型进行后期加工，如固化处理、剥离、修整、上色等等，才能最终完成所需要的模型的制作。目前3D打印常见的材料主要包括ABS塑料、PLA塑料等。①ABS塑料ABS是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统起来，兼有初、硬、刚的特性。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工都比较好。②PLA塑料PLA(聚乳酸)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。聚乳酸的相容性、可降解性、机械性能和物理性能良好，适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。同时也拥有良好的光泽性和透明度及良好的抗拉强度及延展度。3D打印技术主要包括SLA、FDM、SLS、LOM等工艺。近年来，3D打印技术发展迅速，在各领域都取得了长足发展，已成为现代模型、模具和零部件制造的有效手段，在航空航天、汽车摩托车、家电、生物医学等领域得到了一定应用，在工程和教学研究等领域也占有独特地位。具体应用领域包括：1、机械制造：3D打印技术制造飞机零件、自行车、步枪、赛车零件等。2、医疗行业：在医学领域，借助3D打印制作假牙，股骨头、膝盖等骨关节技术应用也非常广，技术越来越成熟。3、建筑行业：工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，同时制作精美，完全合乎设计者的要求，同时又能节省大量材料。4、汽车制造行业：用3D打印技术为汽车公司制造自动变速箱的壳体。汽车公司会对变速箱进行各种极端状况下的測试，其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后，再开模具，然后按照传统制造方法批量生产，这样成本就会大大降低。5、教育：可应用于模型验证科学假设，用于不同学科实验、教学。在北美的一些中学、普通高校和军事院校，3D打印机己经被用于教学和科研。6、消费品：可应用于珠宝、服饰、鞋类、玩具、创意DY作品的设计和制造。7、文化创意和数码娱乐：可作为形状和结构复杂、材料特殊的艺术表达载体。由于3D打印的应用领域越来越广泛，且已应用于医疗领域以及汽车制造行业等领域中，与人类的健康和安全密切相关，例如现有技术CN105327402B中使用3D打印骨缺损填充材料、CN105105853B公开了一种基于3D打印的骨骼手术导板制作方法，CN107999750B公开了一种使用3D打印制造汽车发电精密模具制造的方法。这些领域的应用均对3D打印成品的精度提出了更高的要求。3D打印过程中，当耗材在挤出中加热时，它们具有膨胀的趋势，一旦处于熔融状态，塑料就逐层沉积在构建平台上，当熔融塑料冷却凝固时，它也会收缩，在打印零件时，前几层在打印后开始冷却并开始收缩，导致它从构建平台上剥落，进而造成翘边情况，此时打印成品的进度已经无法满足使用需求，但是由于3D打印一般都是提前设置好全部的打印程序，3D打印机会持续打印直到程序执行结束，造成大量材料和时间的浪费。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种3D打印机模型脱落自动停机方法。一种3D打印机模型脱落自动停机方法，所述3D打印机包括外壳、打印机构、样品台、点状激光发射器、CCD图像采集处理系统，所述CCD图像采集处理系统与PC端通信连接；所述外壳的四个面均设置有透明玻璃，所述点状激光发射器设置于右侧外壳内部，所述点状激光发射器发射的激光光线恰好位于样品台上方，所述点状激光发射器可沿着水平方向移动；所述CCD图像采集处理系统位于左侧外壳；所述方法包括以下步骤：S1:打印前将所述点状激光发射器调整至激光位置恰好在样品在右侧玻璃面上投影线的内侧；S2：开始打印，打印完第一层后启动所述点状激光发射器，S3：通过所述CCD图像采集处理系统，实时检测激光光斑能量，若检测到该激光斑能量大于阈值时，所述3D打印机自动停机。本专利技术通过在样品底部边缘部位设置点状激光发射器，在另外一侧设置CCD图像处理系统，若样品未发生翘边的情况，则所述CCD无法接收到激光；若样品的底部发生翘边情况时，激光将透过缝隙穿传递到CCD图像处理系统一侧，通过CCD图像处理系统对激光强度进行检测，若激光能量大于一个阈值，即样品翘边达到一定程度，则控制所述3D打印机自动停机，由此避免在样品打印过程中发生翘边后继续打印的情况，大大降低了材料和时间的浪费。进一步地，所述点状激光发射器至少为两个。进一步地，所述步骤S3通过所述CCD图像采集处理系统，实时检测激光光斑能量，若检测到该激光斑能量大于阈值时，所述3D打印机自动停机具体包括：CCD采集激光信号，经放大滤波，将模拟信号转换为数字信号，将数字信号传送给微处理器，该微处理器将信号发送给PC端。进一步地，所述后侧外壳上设置有点状激光发射器，所述点状激光发射器发射的激光光线恰好位于样品台上方，所述点状激光发射器可沿着水平方向移动，所述前侧外壳上设置有对应的CCD图像采集处理系统。进一步地，光斑能量为左侧外壳的CCD图像采集处理系统和前侧外壳的CCD图像采集处理系统的加权值。进一步地，所述加权值根据样品的具体形状确定。所述加权值根据样品的具体形状确定，从两个方向同时检测且根据样品的行传决定加权值，使得样品是否翘边脱落的检测更加精确。本申请还公开了一种3D打印本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印机模型脱落自动停机方法，其特征在于：所述3D打印机包括外壳、打印机构、样品台、点状激光发射器、CCD图像采集处理系统，所述CCD图像采集处理系统与控制3D打印机的PC端通信连接；所述外壳的四个面均设置有透明玻璃，所述点状激光发射器设置于右侧外壳内部，所述点状激光发射器发射的激光光线恰好位于样品台上方，所述点状激光发射器可沿着水平方向移动；所述CCD图像采集处理系统位于左侧外壳；/n所述方法包括以下步骤：/nS1:打印前将所述点状激光发射器调整至激光位置恰好在样品在右侧玻璃面上投影线的内侧；/nS2：开始打印，打印完第一层后启动所述点状激光发射器，/nS3：通过所述CCD图像采集处理系统，实时检测激光光斑能量，若检测到该激光斑能量大于阈值时，所述3D打印机自动停机。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机模型脱落自动停机方法，其特征在于：所述3D打印机包括外壳、打印机构、样品台、点状激光发射器、CCD图像采集处理系统，所述CCD图像采集处理系统与控制3D打印机的PC端通信连接；所述外壳的四个面均设置有透明玻璃，所述点状激光发射器设置于右侧外壳内部，所述点状激光发射器发射的激光光线恰好位于样品台上方，所述点状激光发射器可沿着水平方向移动；所述CCD图像采集处理系统位于左侧外壳；
所述方法包括以下步骤：
S1:打印前将所述点状激光发射器调整至激光位置恰好在样品在右侧玻璃面上投影线的内侧；
S2：开始打印，打印完第一层后启动所述点状激光发射器，
S3：通过所述CCD图像采集处理系统，实时检测激光光斑能量，若检测到该激光斑能量大于阈值时，所述3D打印机自动停机。


2.根据权利要求1所述的3D打印机模型脱落自动停机方法，其特征在于：，所述点状激光发射器至少为两个。


3.根据权利要求1所述的3D打印机模型脱落自动停机方法，其特征在于：所述步骤S3通过所述CCD图像采集处理系统，实时检测激光光斑能量，若检测到该激光斑能量大于阈值时，所述3D打印机自动停机具体包括：CCD采集激光信号，经放大滤波，将模拟信号转换为数字信号，将数字信号传送给微处理器，该微处理器将信号发送给PC端。


4.根据权利要求1所述的3D打印机模型脱落自动停机方法，其特征在于：所述后侧外壳上设置有点状激光发射器，所述点状激光发射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨程，陈胜发，荆汝铎，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35