3D打印系统及其控制方法技术方案

提供了一种3D打印系统及其控制方法。该3D打印系统包括：第一输料系统，用于将固态物料转换成熔融态物料；第二输料系统，与第一输料系统相连，用于接收第一输料系统输出的熔融态物料，第二输料系统的内部设置有一溢流腔；挤出头，与第二输料系统相连，用于接收第二输料系统输出的熔融态物料，并通过挤出头的挤出口将熔融态物料逐层挤出至打印平台，其中挤出口的宽度连续可调；以及控制系统，与挤出头控制连接，用于控制挤出口的宽度随当前打印层中的物料填充区域的截面轮廓线的变化而变化，从而将熔融态物料一次性填充至物料填充区域内。将熔融态物料一次性填充至物料填充区域内。将熔融态物料一次性填充至物料填充区域内。

【技术实现步骤摘要】
3D打印系统及其控制方法


[0001]本申请涉及3D打印
，具体涉及一种3D打印系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]3D打印系统的应用越来越广泛。为了提升3D打印系统的精度和效率，相关技术逐渐提出挤出口连续可调的挤出头。在打印过程中，此类挤出头的物料流率会随着待填充区域的截面轮廓线的变化而在较大范围内动态变化。针对此类挤出头，如何更好地进行物料输送，是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种3D打印系统及其控制方法。
[0004]第一方面，提供一种3D打印系统，包括：第一螺杆式输料系统，具有第一物料输入端、第一螺杆、第一螺筒以及第一物料输出端，所述第一物料输入端用于接收固态物料，所述第一螺杆和所述第一螺筒之间的间隙形成第一输料通道，所述第一输料通道用于将所述固态物料转换成熔融态物料，并将所述熔融态物料输送至所述第一物料输出端进行输出；第二螺杆式输料系统，具有第二物料输入端、第二螺杆、第二螺筒以及第二物料输出端，所述第二物料输入端与所述第一物料输出端相连，以接收所述第一物料输出端输出的熔融态物料，所述第二螺杆和所述第二螺筒之间的间隙形成第二输料通道，所述第二输料通道用于将所述熔融态物料输送至所述第二物料输出端进行输出，所述第二螺筒具有围绕所述第二螺杆的第一区段和第二区段，所述第二区段从所述第一区段起沿远离所述螺杆的方向延伸，形成一溢流腔；挤出头，与所述第二螺杆式输料系统相连，用于接收所述第二物料输出端输出的熔融态物料，并通过所述挤出头的挤出口将所述熔融态物料逐层挤出至打印平台，其中所述挤出口的宽度连续可调；以及控制系统，与所述挤出头控制连接，用于控制所述挤出口的宽度随当前打印层中的物料填充区域的截面轮廓线的变化而变化，从而将所述熔融态物料一次性填充至所述物料填充区域内。
[0005]第二方面，提供一种3D打印系统，包括：第一输料系统，用于将固态物料转换成熔融态物料；第二输料系统，与所述第一输料系统相连，用于接收所述第一输料系统输出的熔融态物料，所述第二输料系统的内部设置有一溢流腔；挤出头，与所述第二输料系统相连，用于接收所述第二输料系统输出的熔融态物料，并通过所述挤出头的挤出口将所述熔融态物料逐层挤出至打印平台，其中所述挤出口的宽度连续可调；以及控制系统，与所述挤出头控制连接，用于控制所述挤出口的宽度随当前打印层中的物料填充区域的截面轮廓线的变化而变化，从而将所述熔融态物料一次性填充至所述物料填充区域内。
[0006]第三方面，提供一种3D打印系统的控制方法，所述3D打印系统包括：第一螺杆式输料系统，具有第一物料输入端、第一螺杆、第一螺筒以及第一物料输出端，所述第一物料输入端用于接收固态物料，所述第一螺杆和所述第一螺筒形成第一输料通道，所述第一输料通道用于将所述固态物料转换成熔融态物料，并将所述熔融态物料输送至所述第一物料输
出端进行输出；第二螺杆式输料系统，具有第二物料输入端、第二螺杆、第二螺筒以及第二物料输出端，所述第二物料输入端与所述第一物料输出端相连，以接收所述第一物料输出端输出的熔融态物料，所述第二螺杆和所述第二螺筒形成第二输料通道，所述第二输料通道用于将所述熔融态物料输送至所述第二物料输出端进行输出，所述第二螺筒具有围绕所述第二螺杆的第一区段和第二区段，所述第二区段从所述第一区段起沿远离所述螺杆的方向延伸，形成一溢流腔；以及挤出头，与所述第二螺杆式输料系统相连，用于接收所述第二物料输出端输出的熔融态物料，并通过所述挤出头的挤出口将所述熔融态物料逐层挤出至打印平台，其中所述挤出口的宽度连续可调；所述方法包括：控制所述挤出口的宽度随当前打印层中的物料填充区域的截面轮廓线的变化而变化，从而将所述熔融态物料一次性填充至所述物料填充区域内。
附图说明
[0007]图1是本申请一实施例提供的3D打印系统的结构示意图。
[0008]图2是图1所示的3D打印系统的局部剖视图。
[0009]图3是本申请另一实施例提供的3D打印系统的结构示意图。
[0010]图4是本申请实施例提供的溢流腔液面测量装置的结构示例图。
[0011]图5是本申请实施例提供的溢流腔液面测量装置的另一结构示例图。
[0012]图6是本申请实施例提供的3D打印系统的控制方法的示意性流程图。
具体实施方式
[0013]图1是本申请实施例提供的3D打印系统的结构示意图。该3D打印系统10可用于将物料挤出，以进行3D打印。该物料可以是膏状的可以流动和挤出的材料。例如，可以是金属膏状材料(金属膏状材料可以通过在金属粉末中添加液态粘结剂形成)，陶瓷膏状材料(陶瓷膏状材料可以通过在陶瓷粉末中添加液态粘结剂形成)，有机高分子聚合物材料，无机膏状材料(如水泥，石膏浆料、泥浆料等)。
[0014]如图1所示，该3D打印系统10包括第一输料系统12，第二输料系统14，挤出头16以及控制系统18。物料经过第一输料系统12和第二输料系统14的两级物料输送，可以输送至挤出头16，然后在控制系统18的控制下，通过挤出头16向外(如打印平台)挤出，从而实现3D打印功能。
[0015]第一输料系统12可用于将固态物料转换成熔融态物料。该第一输料系统12可以是螺杆式输料系统，也可以是气压式输送系统。在第一输料系统12为螺杆式输料系统的实施例中，将第一输料系统12被称为第一螺杆式输料系统12。
[0016]第一螺杆式输料系统12可以具有第一物料输入端121、第一螺杆122、第一螺筒123以及第一物料输出端124。第一物料输入端121可用于接收固态物料(例如可以通过图1所示的料斗125接收该固态物料)。第一螺杆122和第一螺筒123之间的间隙形成第一输料通道126。该第一输料通道126可用于将固态物料转换成熔融态物料(或称可流动物料)，并将熔融态物料输送至第一物料输出端124进行输出。第一螺筒123的侧壁上可以设置加热装置127，在固态物料从料斗125进入第一输料通道126之后，在螺杆122提供的压力以及加热装置127提供的温度的共同作用下，固态物料逐渐转换成熔融态物料。
[0017]由于第一输料系统12可用于将固态物料转换成熔融态物料，因此第一输料系统12也可称为熔融挤出机或者称为熔融挤出螺杆(如果采用螺杆方式实现)。第一输料系统12的物料流率可以在较小的范围内调整，也无需对第一输料系统12的物料流率进行精确控制(物料流率的精确控制可以由后文中的第二输料系统14提供)。
[0018]第二输料系统14与第一输料系统12相连。第二输料系统14可用于接收第一输料系统12输出的熔融态物料，并向挤出头16输送该熔融态物料。该第二输料系统14可以是螺杆式输料系统，也可以是气压式输送系统。在第二输料系统14为螺杆式输料系统的实施例中，第二输料系统14被称为第二螺杆式输料系统14。
[0019]第二螺杆式输料系统14具有第二物料输入端141、第二螺杆142、第二螺筒143以及第二物料输出端144。第二物料输入端141与第一物料输出端124相连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印系统，其特征在于，包括：第一螺杆式输料系统，具有第一物料输入端、第一螺杆、第一螺筒以及第一物料输出端，所述第一物料输入端用于接收固态物料，所述第一螺杆和所述第一螺筒之间的间隙形成第一输料通道，所述第一输料通道用于将所述固态物料转换成熔融态物料，并将所述熔融态物料输送至所述第一物料输出端进行输出；第二螺杆式输料系统，具有第二物料输入端、第二螺杆、第二螺筒以及第二物料输出端，所述第二物料输入端与所述第一物料输出端相连，以接收所述第一物料输出端输出的熔融态物料，所述第二螺杆和所述第二螺筒之间的间隙形成第二输料通道，所述第二输料通道用于将所述熔融态物料输送至所述第二物料输出端进行输出，所述第二螺筒具有围绕所述第二螺杆的第一区段和第二区段，所述第二区段从所述第一区段起沿远离所述螺杆的方向延伸，形成一溢流腔；挤出头，与所述第二螺杆式输料系统相连，用于接收所述第二物料输出端输出的熔融态物料，并通过所述挤出头的挤出口将所述熔融态物料逐层挤出至打印平台，其中所述挤出口的宽度连续可调；以及控制系统，与所述挤出头控制连接，用于控制所述挤出口的宽度随当前打印层中的物料填充区域的截面轮廓线的变化而变化，从而将所述熔融态物料一次性填充至所述物料填充区域内。2.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述溢流腔位于所述第二螺筒的远离所述挤出头的一端。3.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述溢流腔呈锥形结构。4.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述第二螺杆具有围绕所述第二螺杆的轴线设置的螺棱，且所述螺棱延伸至所述溢流腔内部。5.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述3D打印系统包括测量装置，用于测量所述溢流腔中的熔融态物料的液面位置；所述控制系统还用于执行以下操作中的一种或多种：响应于所述溢流腔中的熔融态物料的液面位置低于或等于第一液面位置，控制所述第一螺杆式输料系统开始工作或提升物料流率；以及响应于所述溢流腔中的熔融态物料的液面位置高于或等于第二液面位置，控制所述第一螺杆式输料系统停止工作或降低物料流率。6.根据权利要求5所述的3D打印系统，其特征在于，所述测量装置包括：浮子，设置在所述溢流腔内；接近传感器或光电传感器，位于所述浮子的上方，用于测量所述浮子的位置，以确定所述溢流腔中的熔融态物料的液面位置。7.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述溢流腔中设置有加热装置。8.一种3D打印系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫东，
申请(专利权)人：苏州美梦机器有限公司，
类型：发明
国别省市：