一种3D打印机断电续打的控制方法技术

本发明专利技术公开一种3D打印机断电续打的控制方法，基于打印头具有碰撞传感器的3D打印机，所述3D打印机的打印平台的升降运动轴为Z轴、打印头的水平运动轴为X轴和Y轴；本发明专利技术断电续打的控制方法，采用打印平台步进上升结合打印头的路径扫描方式，可有效避免断电前坐标存储失败或者错误导致打印头移动过程碰到模型而使电机堵转烧毁、打印头以及X和/或Y轴的扭曲变形的问题，避免对3D打印机的硬件及精度造成较大损失。较大损失。较大损失。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机断电续打的控制方法


[0001]本专利技术涉及3D打印
，具体地是一种3D打印机断电续打的控制方法。

技术介绍

[0002]熔融沉积成型(Fused Deposition Modelling，FDM)是上世纪八十年代末，由美国Stratasys公司的斯科特
·
克伦普(Scott Crump)专利技术的技术，是继光固化快速成型(SLA)和叠层实体快速成型工艺(LOM)后的另一种应用比较广泛的3D打印技术。1992年，Stratasys公司推出世界上第一款基于FDM技术的3D打印机
‑
3D Modeler，标志着FDM技术步入商用阶段。
[0003]FDM的工作原理是，将丝状的热塑性材料通过喷头加热熔化，喷头底部带有微细喷头，喷孔直径一般为0.2～0.6mm，在计算机控制下，喷头根据3D模型的数据移动到指定位置，将熔融状态下的液体材料挤喷出来并最终凝固。材料被喷出后沉积在前一层已固化的材料上，通过材料逐层堆积形成最终的成品。
[0004]3D打印机工作前，先要设定三维模型各层的间距、路径的宽度等数据信息，然后由切片引擎对三维模型进行切片并生成打印移动路径。在计算机控制下，打印喷头根据水平分层数据作X轴和Y轴的平面运动，Z轴方向的垂直移动则由打印平台的升降来完成。同时，丝状耗材由挤出机送至热熔腔，经过加热、熔化后从喷头挤出黏结到工作台面上，并迅速冷却、凝固。这样打印出的材料迅速与前一个层面熔结在一起，当每一个层面完成后，工作台便下降一个层面的高度，打印机再继续进行下一层的打印，一直重复这样的步骤，直到完成整个物体的打印。
[0005]目前基于FDM技术的3D打印机一般具备断电续打的功能，其通过程序记录断电前的喷头坐标，来电后3D打印机自动将喷头移动到断电前的坐标后继续开始打印，但是如果断电前坐标存储失败或者错误，则会造成打印喷头移动过程碰到模型，非常容易导致X轴或Y轴电机堵转烧毁、打印头以及X和/或Y轴的扭曲变形问题，对3D打印机的硬件及精度造成较大损失。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一：提供一种3D打印机断电续打的控制方法。
[0007]本专利技术的技术方案如下：一种3D打印机断电续打的控制方法，基于打印头具有碰撞传感器的3D打印机，所述3D打印机的打印平台的升降运动轴为Z轴、打印头的水平运动轴为X轴和Y轴；具体控制方法包括以下步骤：3D打印机在打印过程中实时存储当前打印头与打印平台的位置坐标信息，来电自动启动后，读取3D打印机断电前最后存储的打印头断点坐标值[X
断点
，Y
断点
]与打印平台断点坐标值Z
断点
，首先将打印平台沿Z轴降到最低的Z轴零位坐标Z0，再将打印头沿着X轴和Y轴移动至零位坐标[X0，Y0]，当所述打印头在零位坐标[X0，Y0]处时，打印头在打印平台上的投影位于其边缘处，将打印头在打印平台上的投影位于其中
心处时的中心坐标记为[X
中
，Y
中
]，循环执行以下步骤：
[0008]a)控制打印平台沿Z轴上升步长值H，其中H＜|Z
断点
‑
Z0|；
[0009]b)控制打印头沿着零位坐标至中心坐标至断点坐标至零位坐标的路径空扫一遍。
[0010]主控制器实时判断Z
断点
与打印平台的当前坐标值Z
当前
之间的距离，当|Z
断点
‑
Z
当前
|＜H时，则结束步骤a)和步骤b)的循环将打印头移动到断点坐标值[X
断点
，Y
断点
]处且将打印平台移动到断点坐标值Z
断点
处继续打印断电前未完成的部分；当执行步骤a)和步骤b)的循环过程中，主控制器收到打印头碰撞传感器的碰撞反馈则停止打印并报错。
[0011]所述3D打印机的打印头包括挤出机、喉管和加热体；所述加热体内设有热熔腔，所述喉管的一端与所述挤出机的输出端连通，另一端与所述加热体的热熔腔连通；所述加热体上设有与所述热熔腔连通的喷头，所述打印头还包括散热体与隔热套；所述散热体与所述喉管配合，用于给所述喉管散热；所述隔热套与所述加热体配合，用于对所述加热体保温隔热；所述打印头还包括至少一个应力传感器。
[0012]作为优化，所述应力传感器包括基板与应变片；所述应变片粘贴于所述基板的表面上。
[0013]所述基板的上下侧设有安装片；所述基板与所述安装片之间通过至少一条弹簧片连接。
[0014]所述基板的正面为平面，反面为凹面；所述应变片粘贴于所述基板的正面上，所述应变片的敏感栅对所述基板沿上下方向伸缩导致的应力变化敏感。
[0015]所述弹簧片呈“S”形，所述弹簧片的前后表面均为与所述基板的正面平行的平面，所述弹簧片的前后表面间距与所述基板正反面的最大间距相等；所述弹簧片的左右表面均为曲面，所述弹簧片的左右表面间距小于所述弹簧片的前后表面间距。
[0016]作为优化，所述基板的上下端厚度大于中间厚度。
[0017]作为优化，所述应力传感器两端的安装片分别固定于所述散热体与所述隔热套上。
[0018]所述打印头包括2个应力传感器，2个应力传感器的基板正面分别平行于所述隔热套的正面和侧面设置；所述打印头安装在3D打印机上时，一个应力传感器的基板正面朝向Y轴正方向，用于检测Y轴方向上的力施加于所述喷头上时在该应力传感器的基板上产生的应力；另一个应力传感器的基板正面朝向X轴正方向，用于检测X轴方向上的力施加于所述喷头上时在该应力传感器的基板上产生的应力。
[0019]作为优化，所述挤出机上设有驱动其挤出耗材的电机；所述电机上设有钣金架；所述钣金架上设有模型冷却风扇；所述模型冷却风扇上设有导风嘴；所述导风嘴的出口朝向所述喷头与打印平台设置。
[0020]所述隔热套由热绝缘材料制成，多孔陶瓷、云母、玻璃纤维等。
[0021]作为优化，所述隔热套侧壁通过固定片与所述导风嘴连接。
[0022]所述挤出机为双齿轮挤出机。
[0023]所述加热体内设有加热丝和热电偶温度传感器。加热丝和热电偶温度传感器通过驱动电路与主控制器信号连接。
[0024]所述应变片的电极通过惠斯通电桥与3D打印机的主控制器电连接。
[0025]所述打印头还包括散热风扇，用于加快所述散热体的散热；
[0026]所述散热体上设有散热翅片，所述散热风扇设于所述挤出机的侧面，所述散热风扇的出风口正对所述散热翅片之间的间隙。
[0027]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术断电续打的控制方法，可有效避免断电前坐标存储失败或者错误导致打印头移动过程碰到模型而使电机堵转烧毁、打印头以及X和/或Y轴的扭曲变形的问题，避免对3D打印机的硬件及精度造成较大损失。
附图说明
[0028]图1为实施例中打印头的立体结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机断电续打的控制方法，基于打印头具有碰撞传感器的3D打印机，所述3D打印机的打印平台的升降运动轴为Z轴、打印头的水平运动轴为X轴和Y轴；其特征在于，具体控制方法包括以下步骤：3D打印机在打印过程中实时存储当前打印头与打印平台的位置坐标信息，来电自动启动后，读取3D打印机断电前最后存储的打印头断点坐标值[X
断点
，Y
断点
]与打印平台断点坐标值Z
断点
，首先将打印平台沿Z轴降到最低的Z轴零位坐标Z0，再将打印头沿着X轴和Y轴移动至零位坐标[X0，Y0]，当所述打印头在零位坐标[X0，Y0]处时，打印头在打印平台上的投影位于其边缘处，将打印头在打印平台上的投影位于其中心处时的中心坐标记为[X
中
，Y
中
]，循环执行以下步骤：a）控制打印平台沿Z轴上升步长值H，其中H＜|Z
断点
‑ꢀ
Z0|；b）控制打印头沿着零位坐标至中心坐标至断点坐标至零位坐标的路径空扫一遍，其中，零位坐标至中心坐标之间、中心坐标至断点坐标之间、断点坐标至零位坐标之间均为直线路径，所述空扫的意思是只是运行，不挤出材料打印；打印平台的当前坐标值记为Z
当前
，主控制器实时判断Z
断点
与Z
当前
之间的距离，当|Z
断点
‑ꢀ
Z
当前
|＜H时，则结束步骤a）和步骤 b）的循环将打印头移动到断点坐标值[X
断点
，Y
断点
]处且将打印平台移动到断点坐标值Z
断点
处继续打印断电前未完成的部分；当执行步骤a）和步骤 b）的循环过程中，主控制器收到打印头碰撞传感器的碰撞反馈则停止打印并报错。2.根据权利要求1所述的3D打印机断电续打的控制方法，其特征在于，所述3D打印机的打印头包括挤出机（1）、喉管（2）和加热体（3）；所述加热体（3）内设有热熔腔，所述喉管（2）的一端与所述挤出机（1）的输出端连通，另一端与所述加热体（3）的热熔腔连通；所述加热体（3）上设有与所述热熔腔连通的喷头（4），其特征在于：所述打印头还包括散热体（5）与隔热套（6）；所述散热体（5）与所述喉管（2）配合，用于给所述喉管（2）散热；所述隔热套（6）与所述加热体（3）配合，用于对所述加热体（3）保温隔热；所述打印头还包括至少一个应力传感器（7）。3.根据权利要求2所述的3D打印机断电续打的控制方法，其特征在于，所述应力传感器（7）...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华杰，吴杰华，王小博，伍文兵，尹屏辉，
申请(专利权)人：江西金石三维智能制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：