一种3D模组及3D打印机制造技术

本申请提供两种不同形态的3D模组，通过安装支架将3D模组与3D打印机的打印头连接并利用输出接口连接3D模组与3D打印机的主控芯片，使得3D模组具有通用性，适配现有的3D打印机，在3D打印机无需改变现有的结构情况下，不仅为3D打印机增加视觉功能，确保了3D打印机的打印质量，还降低了成本。还降低了成本。还降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种3D模组及3D打印机


[0001]本申请涉及3D打印
，尤其涉及一种3D模组及3D打印机。

技术介绍

[0002]3D打印，又称立体打印、增材制造、积层制造，是一种通过使用可粘合材料在特定位置上固化和/或组合来制造物体的技术，一般采用3D打印机实现。3D打印机的打印流程一般可分为三个步骤：建模、切片及打印，即在上位机通过计算机辅助设计或三维扫描仪生成3D打印模型，按打印先后顺序对3D打印模型进行切片处理得到多个水平层的相关代码并传输至3D打印机，3D打印机按打印先后顺序依次读取多个水平层的相关代码进行逐层打印。
[0003]在逐层打印过程中，打印的每个层都会通过熔融沉积成型技术粘附到之前形成的层或上面有构建物体的基材上，而在3D打印机打印每个层时所选用的材料一般是光敏树脂、金属粉末、热塑塑料等，对于使用熔融沉积成型技术的3D打印而言，其打印产品的质量容易受打印材料、熔融温度、冷却速度等综合影响，由此，亟需对3D打印机在打印过程中对打印产品的质量进行监测。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种3D模组及3D打印机，旨在解决相关技术中对3D打印机在打印过程中对打印产品的质量进行监测的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种即插即用式3D模组，3D模组包括安装支架、发射端、接收端、处理芯片及数据输出接口， 3D模组通过所述安装支架安装于3D打印机上，其中：发射端包括激光器，设于所述安装支架的一侧，用于向打印平台或形成层发射光束； 接收端，包括面阵接收的图像传感器，设于安装支架的另一侧，用于采集经打印平台或形成层反射回的光束并生成图像；处理芯片嵌设于安装支架且与发射端和接收端电连接，用于驱动发射端和接收端；还用于接收图像并进行处理得到打印平台或形成层的深度信息或点云，或对图像进行裁剪得到仅包括打印平台或形成层的ROI区域图像；数据输出接口用于与3D打印机连接，将深度信息或点云或ROI区域图像传输至3D打印机。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种间接式3D模组，其中， 3D模组包括安装支架、发射端、接收端及图像输出接口，3D模组通过安装支架安装于3D打印机上，其中：发射端包括激光器，设于安装支架一侧，用于向3D打印机中打印平台或打印平台上形成层所在区域发射光束；接收端包括面阵接收的图像传感器，设于安装支架另一侧，用于采集经打印平台或形成层的反射回的光束生成图像；图像输出接口，用于与3D打印机电连接，将接收端采集的图像传输至3D打印机，以供3D打印机进行计算得到打印平台或形成层的深度信息或点云。
[0007]为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种3D打印机，包括主控芯片、打印平台、打印头、包括上述提及的3D模组，其中：主控芯片用于获取打印对象的打印数据，并根据打印数据生成打印路径以控制所述打印头工作；打印头与主控芯片电连接，用于在主控芯
片的控制下，在打印平台上进行逐层打印以获取打印对象的3D模型；打印平台设于打印头的下方，用于在打印过程中承托打印对象的3D模型；3D模组通过安装支架与打印头连接并随打印头同步移动，用于采集打印平台或打印平台上形成层的图像数据传输至主控芯片，以供主控芯片根据图像数据检测打印平台的平整度或实时监测打印平台上形成层的质量。
[0008]本申请的有益效果为：与现有技术相比，本申请提供两种不同形态的3D模组，通过安装支架将3D模组与3D打印机的打印头连接及利用输出接口连接3D模组与3D打印机的主控芯片，具有通用性，使得3D打印机无需改变现有的结构，不仅增加视觉功能，确保了3D打印机的打印质量，还降低了成本。进一步地，在3D模组上设有处理芯片，其与3D模组上未设有处理芯片相比，当3D打印机需进行升级时，若3D模组上未设有处理芯片，则需考虑3D模组是否与不同类型的3D打印机兼容的问题，针对不同类型的3D打印机开发升级固件，其对方案改造的要求高；而3D模组上设有处理芯片，则能即插即用，无需考虑3D模组是否与不同类型的3D打印机兼容的问题，具有适配性。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明相关技术或本申请实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本申请实施例的描述中所需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申请的一些实施例，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为一种3D打印机的结构示意图；
[0011]图2为根据本申请提供的一种含3D模组的3D打印机的结构示意图；
[0012]图3为根据本申请提供的一种间接式3D模组的结构示意图；
[0013]图4为根据本申请提供的又一种即插即用式3D模组的结构示意图。
具体实施方式
[0014]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加的明显、易懂，下面将结合本申请实施例以及相应的附图，对本申请进行清楚、完整地描述，其中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解的是，下面所描述的本申请的各个实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即基于本申请的各个实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例都属于本申请保护的范围。此外，下面所描述的本申请的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0015]图1为根据本申请提供的一种3D打印机的结构示意图。该3D打印机包括主控芯片（未示出）、打印平台11及打印头12；其中，主控芯片用于获取打印对象的打印数据，并根据打印数据生成打印路径以控制打印头12工作；打印头12用于在主控芯片的控制下移动，在打印平台11上进行逐层打印以获取打印对象的3D模型；打印平台11设于打印头12的下方，用于在打印过程中承托打印对象的3D模型。基于打印头12的工作模式为逐层打印，即在进行逐层打印的过程中，需在打印平台11上形成打印对象的第一层或在之前形成的层上形成后续层（统称为“形成层”）；若在3D打印机进行打印前，未能正确对打印平台11进行调平或打印头12打印得到的形成层不恰当地粘附到打印平台11或之前的形成层上，将会导致3D打
印机打印出的打印对象不符合预期。
[0016]图2为根据本申请提供的一种含3D模组的3D打印机的结构示意图，该3D打印机包括主控芯片（未示出）、打印平台11、打印头12及3D模组13，其中，主控芯片用于获取打印对象的打印数据，并根据打印数据生成打印路径以控制打印头12工作；打印头12，与主控芯片电连接，用于在主控芯片的控制下，在打印平台11上进行逐层打印以获取打印对象的3D模型；打印平台11设于打印头12的下方，用于在打印过程中承托打印对象的3D模型；3D模组13，包括安装支架并通过安装支架与打印头12连接并随打印头同步移动，用于采集打印平台11或打印平台上形成层的图像并传输给主控芯片，以供主控芯片将根据图像进行打印平台平整度检测或评估打印平台上形成层的打印本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D模组，应用于3D打印机，其特征在于，所述3D模组包括安装支架、发射端、接收端、处理芯片及数据输出接口，所述3D模组通过所述安装支架安装于3D打印机上，其中：所述发射端，包括激光器，设于所述安装支架的一侧，用于向打印平台或形成层发射光束；其中，所述形成层为所述3D打印机中打印平台上形成打印对象的第一层或在之前形成的层上形成后续层；所述发射端发射的所述光束为点状光束、线状光束或十字状光束中任一种；所述接收端，包括面阵接收的图像传感器，设于所述安装支架的另一侧，用于采集经所述打印平台或形成层反射回的光束并生成图像；所述处理芯片，嵌设于所述安装支架且与所述发射端和所述接收端电连接，用于驱动所述发射端和所述接收端；还用于接收所述图像并进行处理得到所述打印平台或形成层的深度信息或点云，或对所述图像进行裁剪得到仅包括所述打印平台或形成层的ROI区域图像；所述数据输出接口，用于与所述3D打印机连接，将所述深度信息或所述点云或所述ROI区域图像传输至所述3D打印机。2.如权利要求1所述的3D模组，其特征在于，当所述发射端发射的光束为线状光束时，所述线状光束与所述接收端的中轴成45
°
~60
°
。3.如权利要求1所述的3D模组，其特征在于，所述发射端还包括泛光器，用于提供辅助的泛光照明；其中，所述泛光器与所述激光器发射的光束的波长相同或不同。4.如权利要求1所述的3D模组，其特征在于，当所述激光器向打印平台或形成层发射点/线/十字状光束时，所述接收端对应生成相应的点/线/十字状图像，所述处理芯片仅对所述点/线/十字状图像中点/线/十字所在区域进行处理得到点/线/十字所在区域的深度信息或点云。5.如权利要求1或3所述的3D模组，其特征在于，所述接收端生成的所述图像包括2D图像和/或3D图像；其中，所述图像传感器的入光侧不设滤光片，用于采集经所述打印平台或形成层反射回的光束生成2D图像和/或3D图像；所述反射回的光束包括所述发射端发射的光束和/或自然光，所述3D图像用于计算深度信息，所述2D图像用于获取ROI区域图像。6.如权利要求1至4任一项使所述的3D模组，其特征在于，所述处理芯片为MCU或SoC。7.如权利要求1至4任一项所述的3D模组，其特征在于，所述处理芯片上设有UART串口或USB接口，所述数据输出接口一端与所述处理芯片连接，另一端与所述3D打印机通信连接。8.如权利要求1至4任一项所述的3D模组，其特征在于，所述处理芯片上还设有同步信号接口，所述同步信号接口分别与所述发射端与所述接收端连接，用于控制所述3D模组中所述发射端和所述接收端的同步工作。9.如权利要求1至4任一项所述的3D模组，其特征在于，所述处理芯片上设有数据输入接口及处理单元，其中，所述数据输入接口用于读取所述接收端采集的图像数据并传输至所述处理单元，所述处理单元根据预设参数对当前传输的图像数据进行处理得到所述深度信息或所述点云。10.如权利要求9所述的3D模组，其特征在于，所述数据输入接口为DVP接口或MIPI接口，所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖振中，刘贤焯，张丁军，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：