CN104552962A - 一种3d打印机底板及其加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种3D打印机底板及其加热的方法，包括板架及加热装置，该加热装置可分区加热，其加热方法包括，确定底板层的打印区域；根据打印区域进行分区加热，本发明通过识别底层打印区域，针对性加热所需要部分，使得3D打印机能源消耗减少数倍，并且升温降温快，加速了整体打印时间，3D打印机功耗最大的部分在于加热底板，本发明使得加热底板能够根据实际需求加热，大大减少了能源浪费。

Description

一种3D打印机底板及其加热方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机底板及其加热方法。

背景技术

3D打印是近些年兴起的一种技术，目前的3D打印中打印的物体是从底板开始，逐层叠加进行打印。

底板加热有利于第一层材料与底板的粘接，防止打印时由于第一层与底板温差较大产生的边缘翘曲现象，提高了打印质量；打印结束后，冷却下来的底板与第一层粘性变小，方便用户取下打印模型。如果不使用加热底板方案，则需要使用粘结剂或者高温胶带让第一层与底板顺利粘接，但打印质量较次，经常出现边缘翘曲现象，取模型时麻烦，不同的打印材料需要使用不同的粘结剂或者高温胶带。

但是现有技术底板加热只能对底板整体进行加热，如图1所示，为在底板下面使用布满蛇形线的PCB板，通过给PCB板通电产生热量进行加热。这种方法无论打印物体的大小，即使打印很小的物体也需要对整个底板加热，带来很大的能源浪费。这就导致加热区域大，所需功率大，等待升温和最后降温时间长，导致整体打印速度慢。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种3D打印机底板，可以根据打印物体的大小进行分区域加热。

本发明所提供的3D打印机底板是这样实现的，包括板架及加热装置，所述加热装置可分区加热。

进一步地，所述3D打印机底板进一步包括一区域识别装置，用于根据打印文件中的底板层打印时的喷嘴移动轨迹解析出底板层的打印区域。

进一步地，所述加热装置包括加热电路和控制电路，所述加热电路，用于对打印物体底层进行加热；所述控制电路，用于根据所述区域识别装置解析出的底板层的打印区域控制加热电路分区加热。

进一步地，所述加热电路包括若干电阻丝，每个电阻丝构成一个环路回路，各电阻丝由内部向外部的方式包围排布，每个电阻丝可单独受控制电路控制加热。

进一步地，所述加热电路包括若干MOS管，所述MOS管以环路的方式排布在底板上，所有MOS管构成内外包围结构，每个MOS管可单独受控制电路控制加热。

进一步地， 所述加热电路包括若干电阻丝或者MOS管，各电阻丝或者MOS管在底板上对称排布，所述对称排布方式包括：上下对称、左右对称、左上右下对称、右上左下对称、上下左右对称、右上右下左上左下对称，或者其组合。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种包含了上述任意一种3D打印机底板的打印机，这种打印机可以根据待打印物体的大小对底板分区加热。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种3D打印机底板加热的方法，包括如下步骤：S1，确定底板层的打印区域；S2，根据打印区域进行分区加热。

进一步地，所述确定底板层的打印区域包括：S101，接受发送给3D打印机的打印文件，所述打印文件中包括打印底板层时喷嘴的移动轨迹；S102，根据所述喷嘴移动轨迹解析出底板层的打印区域。

进一步地，所述根据打印区域进行分区加热包括：S201，根据待加热区域确定加热电路的控制逻辑；S202，根据所述控制逻辑控制电阻丝或者MOS管的开闭。

根据本发明的如上技术方案：

本发明通过识别底层打印区域，针对性加热所需要部分，使得3D打印机能源消耗减少数倍，并且升温降温快，加速了整体打印时间。3D打印机功耗最大的部分在于加热底板，本发明使得加热底板能够根据实际需求加热，大大减少了能源浪费。

附图说明

图1  为现有技术3D打印机底板的加热示意图；

图2  为本发明实施例提供的3D打印机底板的结构框图；

图3  为本发明实施例提供的3D打印机底板的分区加热示意图；

图4  为本发明实施例提供的另一3D打印机底板的分区加热示意图；

图5  为本发明实施例提供的另一3D打印机底板的分区加热示意图；

图6  为本发明实施例提供的另一3D打印机底板的分区加热示意图；

图7  为本发明实施例提供的3D打印机底板分区加热流程图；

图8  为本发明实施例提供的另一3D打印机底板分区加热流程图；

图9  为本发明实施例提供的另一3D打印机底板分区加热流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图2所示，本发明实施例提供的3D打印机底板10，包括板架101及加热装置102，加热装置可分区加热。

加热装置包含在板架之内，加热装置可以设计为一个PCB，通过给PCB通电产生热量。该PCB上的导电区域可以根据控制分区域加热，达到分区加热的目的。

根据本发明提供的另外一个实施例，3D打印机底板进一步包括一区域识别装置103，用于根据打印文件中的底板层打印时的喷嘴移动轨迹解析出底板层的打印区域。

打印文件是G-code(G代码)文件：文件后缀一般为.gcode.它是一种发送给3D打印机的控制指令，包含了喷头需要移动到的每个点的坐标位置、移动速度、进料速度等参数。3D打印机通过逐条执行G-code文件，完成整个打印。

文件内容解析范例：

G1 X89.3 Y114.70 Z0.3 E22.4 F9000.0

即为喷头移动到X方向89.3mm，Y方向114.70mm，Z方向0.3mm，进料长度到22.4mm，进料电机以9000mm/min的速度挤压进料。

打印文件中包括了底板层打印时的喷嘴移动轨迹，区域识别装置103根据这一移动轨迹就可以解析出底板的打印区域。然后由加热装置对打印区域相应的部分进行部分加热。

根据本发明提供的另一实施例，上述加热装置还包括加热电路1021和控制电路1022，

所述加热电路1021，用于对打印物体底层进行加热；

所述控制电路1022，用于根据所述区域识别装置103解析出的底板层的打印区域控制加热电路分区加热。

根据本发明提供的实施例，所述加热电路包括若干电阻丝，每个电阻丝构成一个环路回路，各电阻丝由内部向外部的方式包围排布，每个电阻丝可单独控制加热。

如图3所示，每个回路由电阻丝构成，通过控制电路1022控制是否给1，2，3，4…引脚通电，控制加热范围，打印物体在正中央时，若物体较小，只需要对1通电加热，若物体较大，则对4通电加热，或者1，2，3，4同时通电加热。

如图4所示，通过控制电路1022控制是否给1，2，3，4，5，6…引脚通电，控制加热范围打印物体在正中央时，若物体较小，只需要对1，2通电加热，若物体较大，则对5，6通电加热，或者1，2，3，4，5，6同时通电加热。

如图5所示，通过控制电路1022控制是否给1，2，3，4，5，6，7，8…引脚通电，控制加热范围打印物体在正中央时，若物体较小，只需要对1，2，3，4通电加热，若物体较大，则对5，6，7，8通电加热，或者1，2，3，4，5，6，7，8同时通电加热。

本领域技术人员都理解，上述电阻丝仅为用于加热的其中一种方式，还可以由MOS管来构成，或者MOS管与电阻丝的组合。所述加热电路包括若干MOS管，所述MOS管以环路的方式排布在底板上，所有MOS管构成内外包围结构，每个MOS管可单独控制加热。

如图6所示，由16个（M1，M2~M16）MOS管以4*4的方式组成加热电路，所述MOS管可以使用IRF530。当确定了加热区域后，通过控制电路对mos管的门级进行控制，可以控制每个MOS管的工作，例如当物体较小时，并且从底板中心开始打印物体时，可以控制MOS管M6、M7、M10、M11工作，当物体较大占满整个底板时，对M1~M16全部控制打开工作；当小物体从底板左上方开始打印时，可以控制MOS管M1、M2、M5、M6进行工作。MOS管的数量也可以根据底板的大小来放置，大的话可以是8*8，或者8*7，小的话可以是3*3或者3*4, 可以是矩阵式M*N的排布，其中M大于等于2，N大于等于2。

如图4,5所述，实际构成了一个电阻丝或者MOS管的对称形状，所述对称排布方式包括：上下对称、左右对称、左上右下对称、右上左下对称、上下左右对称、右上右下左上左下对称，或者其组合。

可以想象的到，如果将打印物体不是放置在底板中心开始打印，同样可以通过不同的控制逻辑去控制其他区块的加热，例如上半部分，下半部分，左上，右上，左部，右部等等。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种3D打印机，包括了上述任一实施例所提供的 3D打印机底板。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种一种3D打印机底板加热的方法，如图7所示，具体包括如下步骤：

S1，确定底板层的打印区域；

S2，根据打印区域进行分区加热。

当确定了需要打印的物体时，就可以确定打印机底板层的打印区域，这时，就可以根据打印区域进行分区的加热。确定打印区域可以是由用户直接将大小控制好，直接指令给打印机，或者采用其他文件的方式来通知打印机。根据打印物体的大小，大的物体加热面积大，小的物体加热面积小，通过识别底层打印区域，针对性加热所需要部分，使得3D打印机能源消耗减少数倍，并且升温降温快，加速了整体打印时间。3D打印机功耗最大的部分在于加热底板，本发明使得加热底板能够根据实际需求加热，大大减少了能源浪费。

本发明还提供另一实施例，如图8所示，包括如下步骤：

S101，接受发送给3D打印机的打印文件，所述打印文件中包括打印底板层时喷嘴的移动轨迹；

S102，根据所述喷嘴移动轨迹解析出底板层的打印区域；

S2，根据打印区域进行分区加热。

上述发送给打印机的打印文件是G-code文件，包含了喷头需要移动到的每个点的坐标位置、移动速度、进料速度等参数。根据文件中的打印底板层时喷嘴的移动轨迹解析出底板层的打印区域，然后分区控制加热。

本发明还提供另一实施例，如图9所示，包括如下步骤：

S1，确定底板层的打印区域；

S201，根据待加热区域确定加热电路的控制逻辑；

S202，根据所述控制逻辑控制电阻丝或者MOS管的开闭。

加热区域由电阻丝或者MOS管组成，可以在确定了打印区域后，根据收到的控制逻辑，该控制逻辑可以是用户直接发送给打印机，也可以是根据g-code文件解析出来的打印区域后，生成的控制逻辑，控制电阻丝或者MOS管或者其组合的开闭，以达到分区局部加热的目的。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印机底板，包括板架及加热装置，其特征在于，所述加热装置可分区加热。

2.如权利要求1所述的3D打印机底板，其特征在于，所述3D打印机底板进一步包括一区域识别装置，用于根据打印文件中的底板层打印时的喷嘴移动轨迹解析出底板层的打印区域。

3.如权利要求2所述的3D打印机底板，其特征在于，所述加热装置包括加热电路和控制电路，所述加热电路，用于对打印物体底层进行加热；所述控制电路，用于根据所述区域识别装置解析出的底板层的打印区域控制加热电路分区加热。

4.如权利要求3所述的3D打印机底板，其特征在于，所述加热电路包括若干电阻丝，每个电阻丝构成一个环路回路，各电阻丝由内部向外部的方式包围排布，每个电阻丝可单独受控制电路控制加热。

5.如权利要求3所述的3D打印机底板，其特征在于，所述加热电路包括若干MOS管，所述MOS管以环路的方式排布在底板上，所有MOS管构成内外包围结构或者M*N矩阵结构，每个MOS管可单独受控制电路控制加热。

6.如权利要求3所述的3D打印机底板，其特征在于，所述加热电路包括若干电阻丝或者MOS管，各电阻丝或者MOS管在底板上对称排布，所述对称排布方式包括：上下对称、左右对称、左上右下对称、右上左下对称、上下左右对称、右上右下左上左下对称，或者其组合。

7.一种3D打印机，包括如权利要求1~6任一所述的3D打印机底板。

8.一种3D打印机底板加热的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，确定底板层的打印区域；

S2，根据打印区域进行分区加热。

9.如权利要求8所述的3D打印机底板加热的方法，其特征在于，所述确定底板层的打印区域包括：

S101，接受发送给3D打印机的打印文件，所述打印文件中包括打印底板层时喷嘴的移动轨迹；

S102，根据所述喷嘴移动轨迹解析出底板层的打印区域。

10.如权利要求8所述的3D打印机底板加热的方法，其特征在于，所述根据打印区域进行分区加热包括：

S201，根据待加热区域确定加热电路的控制逻辑；

S202，根据所述控制逻辑控制电阻丝或者MOS管的开闭。