3D打印的方法及3D打印设备技术

本申请实施例提供一种3D打印的方法及3D打印设备，通过在射流周围增加偏转电场/磁场以使打印材料精确的射落到接收组件上完成3D打印，且在整个3D打印过程中无水平的机械运动，因此，有效避免了由于快速水平的机械运动产生的震动影响打印材料的精准落点，以及打印模型在水平的机械运动中本身的惯性影响薄壁结构成型等问题，进而提高了用户的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
3D打印的方法及3D打印设备
本专利技术涉及3D打印
，尤其是涉及一种3D打印的方法及3D打印设备。
技术介绍
传统静电纺丝3D打印技术是在材料挤出端与材料接收端之间增加电场，使带电材料在电场力的作用下由挤出端射向收集端，如果挤出端与收集端之间的距离过长，则带电打印材料射出时会发生无序鞭动，打印材料到达收集端后会形成无规则形态。这种无序的纤维无法进行规则可控的3D打印。因而衍生出了近场电纺，即缩短挤出端与收集端的距离，在打印材料发生无序鞭动前就让材料落到收集端上，打印材料落在收集端的位置为挤出点在收集端上电场方向的投影点，从而可以进行规则可控的3D打印。然而，目前常见的静电近场电纺3D打印技术采用机械运动的方式打印各种3D模型，该方式在打印过程中，由于快速水平的机械运动产生的震动会影响打印材料的精准落点，以及3D模型在水平的机械运动中本身的惯性会影响薄壁结构的成型，因此，降低了用户的使用体验。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种3D打印的方法及3D打印设备，以缓解上述技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种3D打印的方法，该方法基于可控电场/磁场精准编辑带电熔融材料的落点位置。其中，可控电场/磁场应用于3D打印设备的终端，终端分别与3D打印设备的偏转控制电源、3D打印机的运动装置电连接，3D打印机还包括底座，原料挤出组件、偏转组件和接收组件，其中，运动装置的竖直运动组件和水平运动组件均安装在底座上，原料挤出组件安装在竖直运动组件上，接收组件安装在水平运动组件上，偏转组件与偏转控制电源电连接，且，安装在原料挤出组件上；上述方法包括：当原料挤出组件或接收组件处于通电状态时，接收待打印的三维模型；将三维模型按照预设切割厚度分割为多个模型切片；将每个模型切片作为目标模型切片，执行以下操作：获取目标模型切片上打印路径对应的路径数据，以及，目标模型切片距离三维模型底部的高度值；其中，路径数据包括沿打印方向依次在打印路径上预先选取的各个打印路径点的坐标数据；根据路径数据计算各个打印路径点对应的偏转电能值，以及，根据高度值计算原料挤出组件的出料针的打印高度；根据打印高度生成驱动指令，通过驱动指令驱动竖直运动组件带动出料针运动至打印高度；基于偏转电能值生成控制指令，通过控制指令控制偏转控制电源向偏转组件发送电能值为偏转电能值的电能，以使出料针喷出的打印材料射流在偏转组件产生的偏转电场或磁场中偏转射落到接收组件上。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，终端还与高压电源电连接，高压电源与原料挤出组件或接收组件电连接，用于为原料挤出组件或接收组件提供电能；在根据高度值计算原料挤出组件的出料针的打印高度之后，该方法还包括：获取原料挤出组件或接收组件处于通电状态时的出丝场强；根据出丝场强和打印高度计算出丝电压值；根据出丝电压值生成电压控制指令，通过电压控制指令控制高压电源向原料挤出组件或接收组件发送电压值为出丝电压值的电压。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，偏转电能值包括第一偏转电能值和第二偏转电能值；根据路径数据计算各个打印路径点对应的偏转电能值的步骤，包括：针对每个打印路径点，获取打印路径点对应的路径标识；从路径数据中查询与路径标识匹配的目标坐标数据；将目标坐标数据的目标横坐标数据代入偏转电能值与横坐标数据正相关的第一预设函数，得到打印路径点对应的第一偏转电能值；将目标坐标数据的目标纵坐标数据代入偏转电能值与纵坐标数据正相关的第二预设函数，得到打印路径点对应的第二偏转电能值。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据高度值计算原料挤出组件的出料针的打印高度的步骤，包括：将出料针距离目标模型切片的预设高度值与高度值相加计算，得到打印高度。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，偏转组件包括横轴偏转件，以及与横轴偏转件垂直放置的纵轴偏转件；基于偏转电能值生成控制指令，通过控制指令控制偏转控制电源向偏转组件发送电能值为偏转电能值的电能，以使出料针喷出的打印材料射流在偏转组件产生的偏转电场或磁场中偏转射落到接收组件上的步骤，包括：基于第一偏转电能值生成第一控制指令，通过第一控制指令控制偏转控制电源向横轴偏转件发送电能值为第一偏转电能值的电能，以使出料针喷出的打印材料射流在横轴偏转件产生的偏转电场或磁场中沿横轴方向偏转；以及，基于第二偏转电能值生成第二控制指令，通过第二控制指令控制偏转控制电源向纵轴偏转件发送电能值为第二偏转电能值的电能，以使出料针喷出的打印材料射流在纵轴偏转件产生的偏转电场或磁场中沿纵轴方向偏转。第二方面，本专利技术实施例还提供一种3D打印设备，其中，3D打印设备包括终端、高压电源，以及与终端电连接的偏转控制电源、3D打印机的运动装置，3D打印机还包括底座，原料挤出组件、偏转组件和接收组件，其中，运动装置的竖直运动组件和水平运动组件均安装在底座上，原料挤出组件安装在竖直运动组件上，接收组件安装在水平运动组件上，偏转组件与偏转控制电源电连接，且，安装在原料挤出组件上，原料挤出组件或接收组件与高压电源电连接；其中，终端用于执行上述的3D打印的方法，以实现3D打印。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，原料挤出组件包含料筒、出料针和料筒温控组件；料筒温控组件与料筒连接，其中，料筒温控组件包括加热器、散热器和温度传感器，加热器安装在散热器下方，温度传感器安装在加热器内，出料针与料筒的料腔连接；料筒用于盛放打印所需的打印材料；料筒温控组件，用于通过温度传感器监测打印材料的温度，并利用加热器或散热器调节打印材料的温度；出料针，用于将打印材料向接收组件进行射流。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，偏转组件包含横轴偏转件、纵轴偏转件、偏转固定架，其中，横轴偏转件和纵轴偏转件互相垂直安装在偏转固定架上，横轴偏转件和纵轴偏转件为偏转电极或偏转线圈；横轴偏转件，用于接收偏转控制电源发送的第一偏转电能值，以产生横轴的偏转电场或磁场；纵轴偏转件，用于接收偏转控制电源发送的第二偏转电能值，以产生纵轴的偏转电场或磁场。结合第二方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，接收组件包括接收板、导电板、绝缘壳、高压线、隔离板、平台控温模块；其中，由接收板和绝缘壳构成封闭空间，在封闭空间中从上到下依次设置接收板、导电板、隔离板和平台控温模块；其中，接收板为绝缘材质，用于隔离出原料挤出组件的出料针与导电板，以防止出料针与导电板之间产生拉弧放电；导电板为导电材质，高压线为耐高压的导电线，导电板通过高压线与高压电源电连接，用于在出料针之间形成高压电场；隔离板为绝缘材质，用于隔离导电板与平台温控模块；平台控温模块，用于对接收板进行温度调节。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，3D打印设备还包括真空环境控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印的方法，其特征在于，所述方法应用于3D打印设备的终端，所述终端分别与3D打印设备的偏转控制电源、3D打印机的运动装置电连接，所述3D打印机还包括底座，原料挤出组件、偏转组件和接收组件，其中，所述运动装置的竖直运动组件和水平运动组件均安装在所述底座上，所述原料挤出组件安装在所述竖直运动组件上，所述接收组件安装在所述水平运动组件上，所述偏转组件与所述偏转控制电源电连接，且，安装在所述原料挤出组件上；所述方法包括：/n当所述原料挤出组件或所述接收组件处于通电状态时，接收待打印的三维模型；/n将所述三维模型按照预设切割厚度分割为多个模型切片；/n将每个所述模型切片作为目标模型切片，执行以下操作：/n获取所述目标模型切片上打印路径对应的路径数据，以及，所述目标模型切片距离所述三维模型底部的高度值；其中，所述路径数据包括沿打印方向依次在所述打印路径上预先选取的各个打印路径点的坐标数据；/n根据所述路径数据计算各个所述打印路径点对应的偏转电能值，以及，根据所述高度值计算所述原料挤出组件的出料针的打印高度；/n根据所述打印高度生成驱动指令，通过所述驱动指令驱动所述竖直运动组件带动所述出料针运动至所述打印高度；/n基于所述偏转电能值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述偏转控制电源向所述偏转组件发送电能值为所述偏转电能值的电能，以使所述出料针喷出的打印材料射流在偏转组件产生的偏转电场或磁场中偏转射落到所述接收组件上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种3D打印的方法，其特征在于，所述方法应用于3D打印设备的终端，所述终端分别与3D打印设备的偏转控制电源、3D打印机的运动装置电连接，所述3D打印机还包括底座，原料挤出组件、偏转组件和接收组件，其中，所述运动装置的竖直运动组件和水平运动组件均安装在所述底座上，所述原料挤出组件安装在所述竖直运动组件上，所述接收组件安装在所述水平运动组件上，所述偏转组件与所述偏转控制电源电连接，且，安装在所述原料挤出组件上；所述方法包括：
当所述原料挤出组件或所述接收组件处于通电状态时，接收待打印的三维模型；
将所述三维模型按照预设切割厚度分割为多个模型切片；
将每个所述模型切片作为目标模型切片，执行以下操作：
获取所述目标模型切片上打印路径对应的路径数据，以及，所述目标模型切片距离所述三维模型底部的高度值；其中，所述路径数据包括沿打印方向依次在所述打印路径上预先选取的各个打印路径点的坐标数据；
根据所述路径数据计算各个所述打印路径点对应的偏转电能值，以及，根据所述高度值计算所述原料挤出组件的出料针的打印高度；
根据所述打印高度生成驱动指令，通过所述驱动指令驱动所述竖直运动组件带动所述出料针运动至所述打印高度；
基于所述偏转电能值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述偏转控制电源向所述偏转组件发送电能值为所述偏转电能值的电能，以使所述出料针喷出的打印材料射流在偏转组件产生的偏转电场或磁场中偏转射落到所述接收组件上。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端还与高压电源电连接，所述高压电源与所述原料挤出组件或所述接收组件电连接，用于为所述原料挤出组件或所述接收组件提供电能；
在根据所述高度值计算所述原料挤出组件的出料针的打印高度之后，所述方法还包括：
获取所述原料挤出组件或所述接收组件处于通电状态时的出丝场强；
根据所述出丝场强和所述打印高度计算出丝电压值；
根据所述出丝电压值生成电压控制指令，通过所述电压控制指令控制所述高压电源向所述原料挤出组件或所述接收组件发送电压值为所述出丝电压值的电压。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏转电能值包括第一偏转电能值和第二偏转电能值；
根据所述路径数据计算各个所述打印路径点对应的偏转电能值的步骤，包括：
针对每个所述打印路径点，获取所述打印路径点对应的路径标识；
从所述路径数据中查询与所述路径标识匹配的目标坐标数据；
将所述目标坐标数据的目标横坐标数据代入偏转电能值与横坐标数据正相关的第一预设函数，得到所述打印路径点对应的第一偏转电能值；
将所述目标坐标数据的目标纵坐标数据代入偏转电能值与纵坐标数据正相关的第二预设函数，得到所述打印路径点对应的第二偏转电能值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述高度值计算所述原料挤出组件的出料针的打印高度的步骤，包括：
将所述出料针距离所述目标模型切片的预设高度值与所述高度值相加计算，得到打印高度。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述偏转组件包括横轴偏转件，以及与所述横轴偏转件垂直放置的纵轴偏转件；
基于所述偏转电能值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述偏转控制电源向所述偏转组件发送电能值为所述偏转电能值的电能，以使所述出料针喷出的打印材料射流在偏转组件产生的偏转电场或磁场中偏转射落到所述接收组件上的步骤，包括：
基于所述第一偏转电能值生成第一控制指令，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铭恩，赖雪聪，陈熠，王玲，
申请(专利权)人：杭州捷诺飞生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33