CN105005454B - 3d打印机设定高度打印的方法以及3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D打印机设定高度打印的方法，包括：1）设置需要暂停打印的高度并存储；2）打印过程中，当判定当前打印高度与设置的暂停打印高度相同时，停止读取打印指令，并执行完主控器内部缓冲区内的指令；3）存储打印机当前的状态信息以及校验信息；4）控制打印机构移位。以及5）设置需要继续打印的高度，并发送继续打印的控制信号；6）读取所述状态信息以及校验信息，进行数据校验，若校验通过，则从初始位置读取打印指令；7）当判定读取的打印指令对应的打印高度与设置的继续打印高度相同时，控制打印机构到达继续打印高度所对应的位置，继续打印。所述方法实现了智能的设定高度暂停打印以及继续打印。

Description

3D打印机设定高度打印的方法以及3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印快速成形技术领域，尤其涉及一种使3D打印机能在设定的高度暂停打印或在设定的高度继续打印的3D打印机设定高度打印的方法。

背景技术

3D打印是一个比较漫长的过程，如果打印过程中需要暂停打印，现有的3D打印技术只能在生成打印文件的时候确定断点的位置。而断点位置一旦确定下来，打印时间无法更改，断点高度无法更改，因此灵活性很低，只能在特定的高度停止，并且需要生成两个打印文件。

若用户想临时暂停打印的时候，打印机喷头会留在当前的位置，并持续加热打印材料，造成打印材料属性改变，并且会堆叠喷头中残留的打印材料，即使暂停后马上继续打印也会留下一块球形的打印材料，影响成品质量，需要在后期对其处理，增加处理时间及人工成本。如果在打印的过程中碰到需要关闭电源或需要暂停的情况，则需要手动修改文件，或者不得不重新打印。然而手动修改文件需要资深的工程师才能够完成，且会在一定程度上影响打印的效果；重新打印则增加了时间及材料成本。

因此，需要提供一种新的打印方法，能够在打印过程中设置需要暂停打印的高度或者继续打印的高度，实现设定高度的打印，完善3D打印机的暂停和继续打印功能。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中3D打印存在的无法在打印过程中进行设定高度的暂停打印，以及设定高度的继续打印的问题，提供一种3D打印机设定高度打印的方法，完善3D打印机的暂停打印以及继续打印功能，实现智能的设定高度暂停打印以及继续打印。

为实现上述目的，本发明提供了一种3D打印机设定高度打印的方法，包括：（1）设置需要暂停打印的高度并存储；（2）打印过程中，当判定当前打印高度与设置的暂停打印高度相同时，停止读取打印指令，并执行完主控器内部缓冲区内的指令；（3）存储打印机当前的状态信息以及校验信息，其中，所述校验信息根据打印指令以及打印暂停位置生成；（4）控制打印机构移位。

所述方法进一步包括：（5）设置需要继续打印的高度，并发送继续打印的控制信号；（6）读取所述状态信息以及校验信息，进行数据校验，若校验通过，则从初始位置读取打印指令；（7）当判定读取的打印指令对应的打印高度与设置的继续打印高度相同时，控制打印机构到达继续打印高度所对应的位置，继续打印。

所述方法进一步包括：通过按键设置需要暂停打印的高度以及设置需要继续打印的高度。

步骤（4）进一步包括关闭加热器，并控制打印平台下降以及使打印材料回缩。

进一步，所述打印指令存储在外部存储器中，打印机当前的状态信息以及校验信息存储在内部存储器中。步骤（6）进一步包括将内部存储器中存储的校验信息与外部存储器中打印信息进行比对，若外部存储器中打印信息没有改变，则校验通过。

步骤（7）进一步包括控制继续打印的第一层的打印速度低于暂停前打印速度，以及控制3D打印机的风扇以低于暂停前的转速运行，并逐层提高风扇转速以及打印速度至暂停前状态。步骤（7）进一步包括控制继续打印的第一层的打印速度为暂停前打印速度的20%，并控制3D打印机的风扇关闭。

为实现上述目的，本发明还提供了一种3D打印机，包括主控器和打印机构，所述主控器包括设置模块、内部存储器、处理模块以及控制模块；所述设置模块用于设置需要暂停打印的高度并存储；所述处理模块与所述设置模块相连，用于在打印过程中，当判定当前打印高度与所述设置模块设置的暂停打印高度相同时，停止读取打印指令，并执行完主控器内部缓冲区内的指令，之后发出控制信号至所述内部存储器；所述内部存储器与所述处理模块相连，用于根据处理模块的控制信号存储暂停打印时打印机当前的状态信息以及校验信息，其中，所述校验信息根据打印指令以及打印暂停位置生成；所述控制模块与与所述处理模块相连，用于控制打印机构移位、加热器关闭、打印平台下降以及使打印材料回缩。

所述主控器进一步包括一校验模块；所述设置模块进一步用于设置需要继续打印的高度，并发送继续打印的控制信号；所述校验模块分别与所述处理模块以及内部存储器相连，用于根据所述继续打印的控制信号读取所述内部存储器中的校验信息进行数据校验，并发送校验结果至所述处理模块；所述处理模块进一步用于在所述校验模块校验通过后，从初始位置读取打印指令，并在判定读取的打印指令对应的打印高度与设置的继续打印高度相同时，发出控制信号至所述控制模块；所述控制模块进一步用于控制打印机构到达继续打印高度所对应的位置，继续打印。

本发明的优点在于：很好的拓展了现有3D打印机暂停和继续打印的功能，实现了智能的设定高度暂停打印以及继续打印，简化了3D打印机的操控方式，节省时间及材料成本。弥补了现有3D打印机无法在打印过程中完成指定的高度暂停和继续打印的缺点，使得用户能够更加灵活得使用3D打印机的暂停和继续打印功能。通过本发明的设定高度暂停打印以及继续打印，在打印封闭中空的打印件时，可以在指定的高度停止，在打印件内部放入物体后，继续打印，使该物体可以在打印产品内部。或者，当3D打印过程中发生意外，导致3D打印件无法完成打印时，可以通过手动测量当前打印件的高度，通过指定高度继续打印完成之前没有完成的打印。

附图说明

图1，本发明所述3D打印机设定高度打印的方法的流程图；

图2，本发明所述3D打印机的架构示意图；

图3-6，本发明一实施例所述3D打印机设定高度打印的方法的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的3D打印机设定高度打印的方法做详细说明。

参考图1，本发明所述3D打印机设定高度打印的方法的流程图，接下来对图1所示的步骤做详细说明。

S11：设置需要暂停打印的高度并存储。

用户可以通过按键在3D打印机的显示器上显示的菜单选项上设置需要暂停打印的高度并确认后，设置的暂停打印高度即存储至3D打印机的主控器中。主控器也可以通过读取按键信息获取设置的暂停打印高度。用户也可以通过触屏方式直接在3D打印机的显示器上设置需要暂停打印的高度并确认，从而将设置的暂停打印高度存储至3D打印机的主控器中。

S12：打印过程中，当判定当前打印高度与设置的暂停打印高度相同时，停止读取打印指令，并执行完主控器内部缓冲区内的指令。

当主控器当前读取到的打印指令对应的打印高度与设置的暂停打印高度相同时，开始执行暂停打印操作：停止读取打印指令，并执行完主控器内部缓冲区内的指令。由于打印指令一般比较长，需要占用较大存储空间，而3D打印机的内部存储空间相对较小，因此，可以将打印指令存储在外部存储器中，比如存储在SD卡、U盘等存储设备中；需要打印时，连接外部存储器即可读取其中的打印指令，进行打印操作。

S13：存储打印机当前的状态信息以及校验信息，其中，所述校验信息根据打印指令以及打印暂停位置生成。

执行完内部缓冲区内指令后，对打印机当前的状态信息（包括打印指令断点位置，暂停时打印机高度、位置等信息）进行存储；并根据打印指令以及打印暂停位置生成校验信息并存储。此时即使3D打印机电源被切断也不会造成打印数据的丢失。打印机当前的状态信息以及校验信息可以存储在3D打印机的内部存储器中，以在启动继续打印时，通过校验信息确保打印指令没有改变。

S14：控制打印机构移位。

暂停打印后移开包括喷头在内的打印机构，可防止在打印产品上堆叠喷头中残留的打印材料。可以将打印机构移动至靠近打印机边缘框架或回到打印开始前的初始位置，从而确保暂停后喷头与打印产品保持一距离。还可以控制加热器关闭、打印平台下降以及使打印材料回缩，可有效防止对打印材料的持续加热，以及防止残余的材料对打印产品造成影响。

所述方法还可以包括：通过显示器实时显示包括暂停成功信息在内的打印机状态信息，以便用户及时、直观了解3D打印机的状态。

至此，即完成了3D打印机在设定高度暂停打印的操作。以下给出本发明实现在设定高度继续打印的操作，以完成在设定高度暂停后的继续打印，或者在打印过程中意外中止后，在中止高度处的继续打印。

S15：设置需要继续打印的高度，并发送继续打印的控制信号。

若之前的打印操作是在设定高度暂停的，则可以设置需要继续打印的高度与暂停时的高度相同；若之前的打印操作是意外中止的，可以通过手动测量当前打印件的高度，进而设定需要继续打印的高度继续打印，以完成之前没有完成的打印产品。

可以在3D打印机的显示器所显示的菜单上新增“继续打印”选项。用户可以通过按键在菜单选项上设置需要继续打印的高度，并选择“继续打印”，从而发送继续打印的控制信号。主控器可以通过读取按键信息获取设置的继续打印高度。用户也可以通过触屏方式直接在3D打印机的显示器上设置需要继续打印的高度并确认，从而发送继续打印的控制信号至3D打印机的主控器中。

S16：读取所述状态信息以及校验信息，进行数据校验，若校验通过，则从初始位置读取打印指令。

当3D打印机的主控器接收到继续打印的指令后，启动打印执行程序，读取暂停打印时存储的打印机的状态信息以及校验信息，进行数据校验，若数据校验通过，则从初始位置读取打印指令。但此时打印机构保持不动，读取的打印指令也并不执行。

为了防止打印信息被修改或丢失，需要根据校验信息对打印信息进行数据校验，以比对相对于暂停前，打印信息中的打印指令内容是否改变。若校验信息存储在内部存储器中，打印指令存储在外部存储器，可以在从内部存储器中读取到校验信息后，与外部存储器中打印信息进行比对，以保证外部存储器中打印信息没有改变，打印指令可以正确执行。例如，在暂停打印时，会把外部存储器的下一条指令如“G1 X107.171 Y91.385”以及其所在的位置作为校验信息存储到内部存储器中；当继续打印时从外部存储器读取相应位置上的数据，如果还是“G1 X107.171 Y91.385”，则校验通过，开始读取打印指令；如果不是，则校验不通过，不进行打印指令的读取，并提示“外部存储器数据损坏”。

S17：当判定读取的打印指令对应的打印高度与设置的继续打印高度相同时，控制打印机构到达继续打印高度所对应的位置到达继续打印高度所对应的位置，继续打印。

当主控器当前读取到的打印指令对应的打印高度与设置的继续打印高度相同时，开始执行继续打印操作：启动加热器、控制打印机构到达继续打印高度所对应的位置到达继续打印高度所对应的位置，继续打印。至此，即实现了在设定高度智能暂停打印以及继续打印的功能，且暂停后喷头及时离开断点，保证了不会有残余的材料影响打印成品质量。

作为优选的实施方式，所述方法进一步包括控制继续打印的第一层的打印速度低于暂停前打印速度，以及控制3D打印机的风扇以低于暂停前的转速运行，并逐层提高风扇转速以及打印速度至暂停前状态。通过继续打印后的缓慢提速，优化了断点续打的质量。其中，可以控制继续打印的第一层的打印速度为暂停前打印速度的20%，并控制3D打印机的风扇关闭；之后逐层提高风扇转速以及打印速度，直至恢复正常速度。

本发明所述方法很好的拓展了现有3D打印机暂停和继续打印的功能，实现了智能的设定高度暂停打印以及继续打印，简化了3D打印机的操控方式，节省时间及材料成本。弥补了现有3D打印机无法在打印过程中完成指定的高度暂停和继续打印的缺点，使得用户能够更加灵活得使用3D打印机的暂停和继续打印功能。通过本发明的设定高度暂停打印以及继续打印，在打印封闭中空的打印件时，可以在指定的高度停止，在打印件内部放入物体后，继续打印，使该物体可以在打印产品内部。或者，当3D打印过程中发生意外，导致3D打印件无法完成打印时，可以通过手动测量当前打印件的高度，通过指定高度继续打印完成之前没有完成的打印。

参考图2，本发明所述3D打印机的架构示意图；所述3D打印机包括主控器20和打印机构29，所述主控器20包括设置模块201、内部存储器202、处理模块203、控制模块204以及校验模块205。

所述设置模块201用于设置需要暂停打印的高度并存储，以及设置需要继续打印的高度，并发送继续打印的控制信号。用户可以通过3D打印机的按键，在显示器上显示的选项菜单上设置需要暂停打印的高度以及设置需要继续打印的高度。

所述处理模块203与设置模块201相连，用于在打印过程中，当判定当前打印高度与所述设置模块201设置的暂停打印高度相同时，停止读取打印指令，并执行完主控器20内部缓冲区内的指令，之后发出控制信号至所述内部存储器202。所述处理模块203进一步用于在设定高度继续打印中，在所述校验模块205校验通过后，从初始位置读取打印指令，并在判定读取的打印指令对应的打印高度与设置的继续打印高度相同时，发出控制信号至所述控制模块204。

所述内部存储器202与所述处理模块203相连，用于根据处理模块203的控制信号存储暂停打印时打印机当前的状态信息以及校验信息，其中，所述校验信息根据打印指令以及打印暂停位置生成，以在启动继续打印时，通过校验信息确保打印指令没有改变。。

所述校验模块205分别与所述处理模块203以及内部存储器202相连，用于根据所述继续打印的控制信号读取所述内部存储器202中的校验信息进行数据校验，并发送校验结果至所述处理模块203。若通过比对，打印信息中的打印指令内容没有改变，则校验通过，处理模块203开始读取打印指令；否则，说明打印指令发生改变，不执行继续打印指令，并可提醒用户。

所述控制模块204与所述处理模块203相连，用于在暂停打印时控制打印机构29移位、加热器关闭、打印平台下降以及使打印材料回缩；以及在继续打印时控制加热器开启、打印机构29到达继续打印高度所对应的位置继续打印。

作为优选的实施方式，所述控制模块204进一步用于控制继续打印的第一层的打印速度低于暂停前打印速度，以及控制3D打印机的风扇以低于暂停前的转速运行，并逐层提高风扇转速以及打印速度至暂停前状态。通过继续打印后的缓慢提速，优化了断点续打的质量。其中，可以控制继续打印的第一层的打印速度为暂停前打印速度的20%，并控制3D打印机的风扇关闭；之后逐层提高风扇转速以及打印速度，直至恢复正常速度。

以下结合附图3-6给出一实施例，对本发明所述的3D打印机设定高度打印的方法的工作原理进行说明。其中，图3为本实施例设定高度暂停打印的流程图；图4为图3所示实施例对应的3D打印机运行示意图；图5为本实施例设定高度继续打印的流程图；图6为图5所示实施例对应的3D打印机运行示意图。

参考图3-4，在人机交互上兼容现有的3D打印机的交互方式，通过按键在显示器（图4中标号41）所显示的菜单中设置需要暂停打印的高度，并通过相应的确认选项或确认按钮确认，即启动了设定高度暂停打印程序（如图3所示进程31）。主控器可以从菜单处获取信息，或通过读取按键信息获取信息；设置的需要暂停打印的高度存储至主控器；在3D打印的过程中，一旦打印到设定的暂停打印高度，则进入暂停打印程序（如图3所示进程32执行设定高度暂停打印操作）。主控器停止读取外部存储器的打印指令（如图3所示进程33），并将内部缓冲区的指令执行完（如图3所示进程34），之后，存储打印机当前的状态信息和校验信息至内部存储器（如图3所示进程35）。主控器控制电机驱动使包括打印喷头在内的打印机构（图4中标号42），按图4中标号43所示方向快速移位（如图3所示进程36），可以移动到打印初始位置；同时平台（图4中标号44）下降，并使材料按图4中标号45所示方向回缩，以及关闭加热器（图4中标号46）（如图3所示进程37）。通过显示器41显示暂停成功信息（如图3所示进程38），也可以通过显示器显示当前状态。

参考图5-6，若要在设定高度继续打印，则打开3D打印机电源，只需通过按键在显示器（图6中标号61）所显示的菜单中设置需要暂停打印的高度，并通过相应的确认选项或确认按钮确认，即启动了设定高度继续打印程序（如图5所示进程51）。主控器可以从菜单处获取继续打印的控制信号（如图5所示进程52），或通过读取按键信息获取继续打印的控制信号，开始进入打印程序。主控器启动加热器（如图5所示进程53），从内部存储器中读取暂停打印时存储的打印机状态信息以及校验信息（如图5所示进程54）；将内部存储器存储的校验信息与外部存储器的内容进行数据校验，保证外部存储器里的内容没有改变；若校验通过，主控器从外部存储器中从初始位置开始读取打印指令，但不执行打印操作，知道读取到设定高度的打印指令，开始打印（如图5所示进程55）。主控器控制电机驱动使打印机构（图6中标号62）按图6中标号63所示方向快速移到设定高度对应的位置（如图5所示进程56），同时平台上升，并使材料按图6中标号64所示方向上料，开始继续打印。继续打印的第一层以20%的速度进行打印，并关闭风扇；打印若干层后提高风扇转速或逐层提高转速，并每层提高打印速度，直到打印速度恢复到正常速度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机设定高度打印的方法，其特征在于，包括：

(1)设置需要暂停打印的高度并存储；

(2)打印过程中，当判定当前打印高度与设置的暂停打印高度相同时，停止读取打印指令，并执行完主控器内部缓冲区内的指令；

(3)存储打印机当前的状态信息以及校验信息，其中，所述校验信息根据打印指令以及打印暂停位置生成；

(4)控制打印机构移位。

2.根据权利要求1所述的3D打印机设定高度打印的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

(5)设置需要继续打印的高度，并发送继续打印的控制信号；

(6)读取所述状态信息以及校验信息，进行数据校验，若校验通过，则从所述打印指令的初始位置读取打印指令；

(7)当判定读取的打印指令对应的打印高度与设置的继续打印高度相同时，控制打印机构到达继续打印高度所对应的位置，继续打印。

3.根据权利要求2所述的3D打印机设定高度打印的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：通过按键设置需要暂停打印的高度以及设置需要继续打印的高度。

4.根据权利要求1所述的3D打印机设定高度打印的方法，其特征在于，步骤(4)进一步包括关闭加热器，并控制打印平台下降以及使打印材料回缩。

5.根据权利要求1所述的3D打印机设定高度打印的方法，其特征在于，所述打印指令存储在外部存储器中，打印机当前的状态信息以及校验信息存储在内部存储器中。

6.根据权利要求5所述的3D打印机设定高度打印的方法，其特征在于，步骤(6)进一步包括将内部存储器中存储的校验信息与外部存储器中打印信息进行比对，若外部存储器中打印信息没有改变，则校验通过。

7.根据权利要求1所述的3D打印机设定高度打印的方法，其特征在于，步骤(7)进一步包括控制继续打印的第一层的打印速度低于暂停前打印速度，以及控制3D打印机的风扇以低于暂停前的转速运行，并逐层提高风扇转速以及打印速度至暂停前状态。

8.根据权利要求7所述的3D打印机设定高度打印的方法，其特征在于，步骤(7)进一步包括控制继续打印的第一层的打印速度为暂停前打印速度的20％，并控制3D打印机的风扇关闭。

9.一种3D打印机，包括主控器和打印机构，其特征在于，所述主控器包括设置模块、内部存储器、处理模块以及控制模块；

所述设置模块用于设置需要暂停打印的高度并存储；

所述处理模块与所述设置模块相连，用于在打印过程中，当判定当前打印高度与所述设置模块设置的暂停打印高度相同时，停止读取打印指令，并执行完主控器内部缓冲区内的指令，之后发出控制信号至所述内部存储器；

所述内部存储器与所述处理模块相连，用于根据处理模块的控制信号存储暂停打印时打印机当前的状态信息以及校验信息，其中，所述校验信息根据打印指令以及打印暂停位置生成；

所述控制模块与所述处理模块相连，用于控制打印机构移位、加热器关闭、打印平台下降以及使打印材料回缩。

10.根据权利要求9所述的3D打印机，其特征在于，所述主控器进一步包括一校验模块；

所述设置模块进一步用于设置需要继续打印的高度，并发送继续打印的控制信号；

所述校验模块分别与所述处理模块以及内部存储器相连，用于根据所述继续打印的控制信号读取所述内部存储器中的校验信息进行数据校验，并发送校验结果至所述处理模块；

所述处理模块进一步用于在所述校验模块校验通过后，从所述打印指令的初始位置读取打印指令，并在判定读取的打印指令对应的打印高度与设置的继续打印高度相同时，发出控制信号至所述控制模块；

所述控制模块进一步用于控制打印机构到达继续打印高度所对应的位置，继续打印。