CN105216311A - 一种3d打印机用打印头温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D打印机用打印头温度控制系统,包括需要进行温度检测的打印头,所述打印头的底端设置有加热器,在打印头的出料锥形口处设置有温度传感器,该温度控制系统还包括驱动器、控制器、滤波放大电路,所述温度传感器与所述滤波放大电路相连,所述滤波放大电路与所述控制器相连,所述控制器与所述驱动器相连,所述驱动器与所述加热器相连,所述控制器、驱动器、加热器、打印头、温度传感器、滤波放大电路共同构成一个闭环控制系统。该温度控制系统温度控制精度高,干扰小,能够满足对不同材料的温度控制。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域,尤其涉及一种3D打印机用打印头温度控制系统。
背景技术
3D打印技术起源于20世纪80年代出现的快速成形技术(RapidPrototyping,RP)。快速成形技术,又称自由成形技术(FreeformManufacturing,FM)。其基本原理属于加成制造(AdditiveFabrication,AF),既不采用传统的加工机床和模具,依据工件的三维计算机辅助设计(CAD)模型,在计算机控制下由自由成形机直接成形三维工件。它结合了计算机辅助设计、数控、材料等多种先进技术,可谓是一种颠覆性的制造技术。它的基本原理是,利用计算机软件对CAD模型进行分层切片处理,得到各层界面的二维轮廓信息,根据轮廓信息生成G-code控制代码,快速成形机按照控制命令,分层沉积材料,形成一系列二维截面薄片层,最后快速成形机使片层与片层之间相互粘结,将这些薄片逐步顺序叠加堆积成三维工件实体。由于加成制造法通过三维至二维的转化,使工件的成形变得简化,只需要传统切削加工30%-50%的工时和20%-35%的成本,就能直接制作复杂的三维工件,在机械制造业引起了巨大的反响。
目前,打印机中需要使用到打印头,对打印头处的温度控制是材料顺利挤出的保障,根据材料的不同,打印头加热腔需要保持的温度范围也有所不同。只有将加热腔的温度保持在材料刚好处于熔融态的温度,材料才可以被均匀的喷出。如果温度过高,喷嘴出料口可能会出现“拉丝”的现象,而且零件表层还有可能因为温度过高而发生形变;如果温度过低,刚被喷出喷嘴的材料瞬间凝固,无法和周围材料很好的粘结在一起,严重的可能导致材料无法被挤出,因此打印头处的温度控制系统是很重要的。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的不足,提供了一种3D打印机用打印头温度控制系统。
本发明是通过以下技术方案实现:
一种3D打印机用打印头温度控制系统,包括需要进行温度检测的打印头,所述打印头的底端设置有加热器,在打印头的出料锥形口处设置有温度传感器,该温度控制系统还包括驱动器、控制器、滤波放大电路,所述温度传感器与所述滤波放大电路相连,所述滤波放大电路与所述控制器相连,所述控制器与所述驱动器相连,所述驱动器与所述加热器相连。
作为本发明的优选技术方案,所述控制器、驱动器、加热器、打印头、温度传感器、滤波放大电路共同构成一个闭环控制系统。
作为本发明的优选技术方案,所述温度传感器为铠装热电偶传感器。
作为本发明的优选技术方案,所述控制器为单片机。
与现有的技术相比,本发明的有益效果是:本发明结构简单、设计合理,该温度控制系统是一个闭环控制系统,温度控制精度高,干扰小,能够满足对不同材料的温度控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1和图2,图1为本发明的结构示意图,图2为本发明的原理图。
所述一种3D打印机用打印头温度控制系统,包括需要进行温度检测的打印头1,所述打印头1的底端设置有加热器2,在打印头1的出料锥形口处设置有温度传感器3,该温度控制系统还包括驱动器4、控制器5、滤波放大电路6,所述温度传感器3与所述滤波放大电路6相连,所述滤波放大电路6与所述控制器5相连,所述控制器5与所述驱动器4相连,所述驱动器4与所述加热器2相连。
所述控制器5、驱动器4、加热器2、打印头1、温度传感器3、滤波放大电路6共同构成一个闭环控制系统。在本实施例中:所述控制器5为单片机。
所述温度传感器3为铠装热电偶传感器,热电偶是根据热点效应,将两种不同的金属材料的一端焊接在一起,当焊接端与非焊接端温度发生变化,则非焊接端两金属间会有有电势差产生。电势差的大小只与材料两段的温度差有关,与材料的长度和直径无关。热电偶的测温范围最广可达‐270~2700℃。其测温范围广、价格便宜、性能可靠,所以受到广泛应用。打印时所用的材料多为ABS、PBS、PVC等高分子材料,他们处于熔融状态的温度大概为100℃~280℃。热电偶测温范围广,在低温范围,热电偶输出电势较小,测量精度很难保证。综合以上考虑,将Pt100热电阻应用与3D打印设备打印头的温度控制系统中较为适合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种3D打印机用打印头温度控制系统,包括需要进行温度检测的打印头(1),所述打印头(1)的底端设置有加热器(2),在打印头(1)的出料锥形口处设置有温度传感器(3),其特征在于:还包括驱动器(4)、控制器(5)、滤波放大电路(6),所述温度传感器(3)与所述滤波放大电路(6)相连,所述滤波放大电路(6)与所述控制器(5)相连,所述控制器(5)与所述驱动器(4)相连,所述驱动器(4)与所述加热器(2)相连。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印机用打印头温度控制系统,其特征在于:所述控制器(5)、驱动器(4)、加热器(2)、打印头(1)、温度传感器(3)、滤波放大电路(6)共同构成一个闭环控制系统。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印机用打印头温度控制系统,其特征在于:所述温度传感器(3)为铠装热电偶传感器。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印机用打印头温度控制系统,其特征在于:所述控制器(5)为单片机。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |