多喷头3d打印控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种多喷头3d打印控制系统及方法，一种多喷头3d打印控制系统，包括支撑架,支撑架上固设有Y向Z向驱动装置，X向多喷头打印装置活动安装在Y向Z向驱动装置上，X向多喷头打印装置由Y向同步带驱动装置驱动沿Y轴往复运动；在X向多喷头打印装置设有多个X向导轨，多个喷头小车滑动安装在X向导轨上，还设有多个X向同步带驱动装置，X向同步带驱动装置的数量与喷头小车的数量相同，喷头小车与X向同步带驱动装置的X向同步带固定连接，以由各个X向同步带驱动装置分别驱动一个喷头小车往复运动；还设有主控装置，主控装置分别与Z向驱动电机、Y向伺服电机和各个X向伺服电机电连接。本发明专利技术能够大幅提高打印速度2~7倍。本发明专利技术能够大幅提高打印速度2~7倍。本发明专利技术能够大幅提高打印速度2~7倍。

【技术实现步骤摘要】
多喷头3d打印控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及辅助医疗器械的3D打印领域，特别是一种多喷头3d打印控制系统及方法。

技术介绍

[0002]3D打印作为小批量零件的成型技术得到广泛的应用，它是利用喷头将料丝加热后喷出，层层堆叠实现3D零件成型。现有的3D打印存在耗时较长的问题。为克服该问题，现有技术中提出了多喷头打印以缩短打印时间的方案，例如中国专利文献CN 204820360 U记载的一种适用于不同结构三维打印机机型的多喷头装置，机采用一个传动机构同时带动两个以上打印机构同时分别打印三维物体的方式，大大节省工作时间。CN108312523A记载了一种多喷头3D打印机采用喷头固定盘带多个喷头设计，以提高打印效率。但是在实际工况中，打印任务的分布并不均衡，通常出现一个仅有一个喷头投入工作的情形，因此，打印效率提升有限，与投入的成本相比，性价比不高。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多喷头3d打印控制系统及方法，能够大幅提高3D打印的效率，提高3D打印的速度，优选的方案中，能够在提高3D打印速度的同时，确保打印精度。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种多喷头3d打印控制系统，包括支撑架,支撑架上固设有Y向Z向驱动装置，X向多喷头打印装置活动安装在Y向Z向驱动装置上，X向多喷头打印装置由Y向同步带驱动装置驱动沿Y轴往复运动；在X向多喷头打印装置设有多个X向导轨，多个喷头小车滑动安装在X向导轨上，还设有多个X向同步带驱动装置，X向同步带驱动装置的数量与喷头小车的数量相同，喷头小车与X向同步带驱动装置的X向同步带固定连接，以由各个X向同步带驱动装置分别驱动一个喷头小车往复运动；还设有主控装置，主控装置分别与Z向驱动电机、Y向伺服电机和各个X向伺服电机电连接。
[0005]优选的方案中，Y向Z向驱动装置的结构为：Z向支撑架与支撑架固定连接，工件平台与Z向支撑架活动连接，并由Z向驱动装置驱动上下往复运动；在Z向支撑架的顶部设有Y向同步带驱动装置和Y向导轨，在X向多喷头打印装置的底部设有Y向滑槽，Y向滑槽与Y向导轨滑动连接，Y向同步带驱动装置的Y向同步带与X向多喷头打印装置固定连接；Z向驱动装置的结构为：在Z向支撑架上设有可转动的Z向驱动丝杆，Z向驱动丝杆与工件平台螺纹连接，Z向驱动电机与Z向驱动丝杆固定连接，通过Z向驱动电机驱动工件平台上下往复运动。
[0006]优选的方案中，X向同步带驱动装置的结构为，两个同步带轮布置在X向导轨两端的位置，X向伺服电机与其中一个同步带轮连接，X向同步带绕过两个同步带轮。
[0007]优选的方案中，还设有供丝装置，供丝装置设有多个可转动的卷丝盘，卷丝盘的数量与喷头小车的数量相同，在供丝装置还设有供丝机构，用于向喷头小车供应料丝；供丝机构的结构为：固定座上设有与供丝伺服电机固定连接的供丝齿轮，供丝齿轮的外缘设有齿，在供丝齿轮的外缘一侧还设有压丝轮，料丝用于从供丝齿轮和压丝轮之间穿过，通过控制供丝伺服电机的转速控制料丝的进给。
[0008]优选的方案中，在固定座上还设有引导料丝的两个供丝嘴，两个供丝嘴分别位于压丝轮的上游和下游；压丝轮可转动的安装在调节板上，在固定座上设有导孔和螺孔，在调节板上设有压紧导杆和压紧丝杆，压紧导杆与导孔滑动连接，压紧丝杆与螺孔螺纹连接，压紧丝杆还与压紧同步带轮连接，在调节板上还设有压紧主动轮，压紧主动轮与压紧电机固定连接，压紧同步带绕过压紧同步带轮和压紧主动轮，以通过压紧电机调节压丝轮的压紧力。
[0009]优选的方案中，喷头小车的结构为：喷头座板通过滑套与X向导轨滑动连接，在喷头座板上固设有喷头加热机构，喷头加热机构的底部设有喷头，料丝经过喷头加热机构穿入到喷头；在喷头的底部设有塑形槽，喷头底部的通孔为正方形，塑形槽的横截面为矩形，塑形槽为四个，沿圆周相距90
°
分布在喷头底部通孔的四周；塑形槽的宽度小于喷头底部通孔的宽度，以使喷出的料丝横截面为矩形。
[0010]优选的方案中，主控装置还与供丝机构的供丝伺服电机电连接，主控装置通过调节X向伺服电机和Y向伺服电机与供丝伺服电机之间的速度差调节喷出料丝的宽度。
[0011]优选的方案中，所述的主控装置设有多个单片机，其中主单片机与Z向驱动电机和Y向伺服电机电连接，；各个分单片机分别与对应的X向伺服电机、喷头加热机构、涡轮风扇和供丝伺服电机电连接。
[0012]一种上述的一种多喷头3d打印控制系统的控制方法，包括以下步骤：S1、主控装置对工件进行分层，然后根据喷头数量和距离，对每层进行分列，列的数量至少为喷头数量
×
2；S2、在每层中，主控装置控制Y向伺服电机先移动到初始列和间隔列，主控装置控制喷头小车打印该列的部分工件，打印完成后，主控装置控制Y向伺服电机移动到相邻列和间隔列，打印完成后，再打印其他区域或者主控装置控制Z向驱动电机使工件平台下降一层；通过以上步骤，实现工件的高速打印。
[0013]优选的方案中，对于位于夹板边缘的料丝，主控装置降低供丝伺服电机的转速，而X向伺服电机或Y向伺服电机的速度保持不变，从而使位于边缘的料丝直径因为拉伸而缩小，提高打印精度；各层的工件在打印时，料丝的分布相比前一层沿X轴或Y轴偏移一个距离，偏移距离小于料丝宽度。
[0014]本专利技术提供的一种多喷头3d打印控制系统及方法，通过设置在X向多喷头打印装置的多个独立控制的喷头小车，能够大幅提高3D打印速度，经测算，整体打印速度提升2~7
倍。优选的方案中，通过设置在喷头的塑形槽结构，能够输出截面大致为矩形的料丝，从而能够在增大料丝直径后，也确保打印精度。
附图说明
[0015]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术的整体结构立体示意图。
[0016]图2为本专利技术中Y向Z向驱动装置的立体示意图。
[0017]图3为本专利技术中X向多喷头打印装置的立体示意图。
[0018]图4为本专利技术中供丝装置的立体结构示意图。
[0019]图5为本专利技术中供丝机构的立体结构示意图。
[0020]图6为本专利技术中喷头小车的立体结构示意图。
[0021]图7为本专利技术中喷头的结构示意图。
[0022]图8为本专利技术中喷头的仰视图。
[0023]图9为本专利技术中主控装置的连接结构示意图。
[0024]图10为本专利技术中工件料丝堆叠的结构示意图。
[0025]图11为本专利技术中工件分列的示意图。
[0026]图12为本专利技术中工件料丝的分布示意图。
[0027]图中：第一支撑架1，X向多喷头打印装置2，滑动座201，X向导轨202，X向同步带驱动装置203，喷头小车204，Y向滑槽205，X向同步带206，喷头座板207，喷头加热机构208，涡轮风扇209，风道210，喷头211，导热片212，塑形槽213，X向伺服电机214，Y向Z向驱动装置3，Z向支撑架301，工件平台302，Y向同步带驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多喷头3d打印控制系统，包括支撑架（1）,其特征是：支撑架（1）上固设有Y向Z向驱动装置（3），X向多喷头打印装置（2）活动安装在Y向Z向驱动装置（3）上，X向多喷头打印装置（2）由Y向同步带驱动装置（303）驱动沿Y轴往复运动；在X向多喷头打印装置（2）设有多个X向导轨（202），多个喷头小车（204）滑动安装在X向导轨（202）上，还设有多个X向同步带驱动装置（203），X向同步带驱动装置（203）的数量与喷头小车（204）的数量相同，喷头小车（204）与X向同步带驱动装置（203）的X向同步带（206）固定连接，以由各个X向同步带驱动装置（203）分别驱动一个喷头小车（204）往复运动；还设有主控装置，主控装置分别与Z向驱动电机（306）、Y向伺服电机（308）和各个X向伺服电机（214）电连接。2.根据权利要求1所述的一种多喷头3d打印控制系统，其特征是：Y向Z向驱动装置（3）的结构为：Z向支撑架（301）与支撑架（1）固定连接，工件平台（302）与Z向支撑架（301）活动连接，并由Z向驱动装置驱动上下往复运动；在Z向支撑架（301）的顶部设有Y向同步带驱动装置（303）和Y向导轨（304），在X向多喷头打印装置（2）的底部设有Y向滑槽（205），Y向滑槽（205）与Y向导轨（304）滑动连接，Y向同步带驱动装置（303）的Y向同步带（307）与X向多喷头打印装置（2）固定连接；Z向驱动装置的结构为：在Z向支撑架（301）上设有可转动的Z向驱动丝杆（305），Z向驱动丝杆（305）与工件平台（302）螺纹连接，Z向驱动电机（306）与Z向驱动丝杆（305）固定连接，通过Z向驱动电机（306）驱动工件平台（302）上下往复运动。3.据权利要求1所述的一种多喷头3d打印控制系统，其特征是：X向同步带驱动装置（203）的结构为，两个同步带轮布置在X向导轨（202）两端的位置，X向伺服电机（214）与其中一个同步带轮连接，X向同步带（206）绕过两个同步带轮。4.根据权利要求1~3任一项所述的一种多喷头3d打印控制系统，其特征是：还设有供丝装置（4），供丝装置（4）设有多个可转动的卷丝盘（401），卷丝盘（401）的数量与喷头小车（204）的数量相同，在供丝装置（4）还设有供丝机构（404），用于向喷头小车（204）供应料丝（5）；供丝机构（404）的结构为：固定座（405）上设有与供丝伺服电机（419）固定连接的供丝齿轮（406），供丝齿轮（406）的外缘设有齿，在供丝齿轮（406）的外缘一侧还设有压丝轮（408），料丝用于从供丝齿轮（406）和压丝轮（408）之间穿过，通过控制供丝伺服电机（419）的转速控制料丝的进给。5.据权利要求4所述的一种多喷头3d打印控制系统，其特征是：在固定座（405）上还设有引导料丝的两个供丝嘴（418），两个供丝嘴（418）分别位于压丝轮（408）的上游和下游；压丝轮（408）可转动的安装在调节板（410）上，在固定座（405）上设有导孔（417）...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，刘勇，杨勇，
申请(专利权)人：湖北屹安医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：