CN109333993A - 三维打印装置、方法、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

三维打印装置、方法、设备及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种三维打印装置、方法、设备及计算机可读存储介质，该装置包括：控制器，喷墨头，校平单元及打印平台。控制器分别与喷墨头，校平单元电连接。喷墨头和校平单元相对于打印平台可移动的设置在打印平台的上方。控制器，用于根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度移动并喷射材料到打印平台上形成目标三维物体模型的材料层。还用于根据打印控制数据控制校平单元相对于喷墨头以第二移动速度反向移动并对材料层进行校平操作。喷墨头，用于在控制器的控制下执行对应的移动和喷射材料操作。校平单元，用于在控制器的控制下执行对应的移动和校平操作。第一移动速度大于第二移动速度。

Description

三维打印装置、方法、设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明实施例涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种三维打印装置、方法、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
三维喷墨打印机中通常包括字车和打印平台，为了获得高精度打印，字车一般包括喷墨头和校平单元。校平单元包括校平辊、刮片和废料收集槽。在字车与打印平台作相对移动的过程中，装载在字车上的喷墨头喷射材料到打印平台上，随后，同样装载在所述字车上且自身进行旋转的校平辊对材料进行校平，带走多余材料以形成成型层，层层叠加以形成目标三维物体。通常不同的应用场景会要求目标三维物体具有不同的成型精度和成型时间，因此现有的三维打印机中通常会设置有高速打印模式和低速打印模式，相应的，低速打印模式下可以成型高精度物体，但是耗费的时间较多，而高速打印模式下成型的物体精度较低，但是耗费时间少。
其中，物体的成型精度还受到校平单元校平精度的影响，而校平单元的校平精度主要由校平单元相对于物体移动速度和校平辊的旋转速度决定。
现有技术中，校平单元相对于喷墨头移动方向的速度与喷墨头的移动速度相同，所以校平单元相对于物体的移动速度会由于打印模式的改变而改变，且校平辊旋转速度也会由于机器老化或者电压变化等原因发生改变，因此在三维物体的打印过程中校平精度也会随之发生变化，而现有技术中并未对发生变化的校平精度进行补偿，尤其是当打印速度变大或者校平辊旋转速度降低时，校平精度会降低，从而导致物体的成型精度变低。
发明内容
本发明实施例提供一种三维打印装置、方法、设备及计算机可读存储介质，该方法解决了现有技术中并未对发生变化的校平精度进行补偿，尤其是当打印速度变大或者校平辊旋转速度降低时，校平精度会降低，从而导致物体的成型精度变低的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种三维打印装置，包括：控制器，打印结构，所述打印结构包括：喷墨头，校平单元及打印平台；所述控制器分别与所述喷墨头，所述校平单元电连接；所述喷墨头和所述校平单元相对于所述打印平台可移动的设置在所述打印平台的上方；所述控制器，用于根据打印控制数据控制所述喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度移动并喷射材料到所述打印平台上形成目标三维物体模型的材料层；所述控制器，还用于根据所述打印控制数据控制所述校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动并对所述材料层进行校平操作；所述喷墨头，用于在所述控制器的控制下执行对应的移动和喷射材料操作；所述校平单元，用于在所述控制器的控制下执行对应的移动和校平操作；其中，所述打印控制数据包括所述第一移动速度和所述第二移动速度，所述第一移动速度大于所述第二移动速度。
进一步地，如上所述的三维打印装置，还包括：数据处理单元，所述数据处理单元与所述控制器电连接；所述数据处理单元，用于根据目标三维物体模型数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据生成打印控制数据；所述控制器，还用于接收所述打印控制数据。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述校平单元包括：安装架，校平辊和废料收集结构；所述校平辊和所述废料收集结构均设置在所述安装架上。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述打印控制数据还包括：所述校平辊的旋转速度；
所述控制器，具体用于根据所述校平辊的旋转速度控制所述校平单元的校平辊以所述校平辊的旋转速度进行旋转对所述材料层进行校平操作；
其中，所述校平辊的旋转速度对应的校平辊外边缘的线速度大于或等于第三移动速度，所述第三移动速度为所述校平单元相对于所述打印平台的移动速度，所述第三移动速度是所述第一移动速度与所述第二移动速度的差值。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述校平辊的外边缘的线速度为所述第三移动速度的1-20倍。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述校平辊上设置有速度传感器，所述速度传感器用于检测所述校平辊的旋转速度。
进一步地，如上所述的三维打印装置，若所述预设打印速度数据变大，则所述打印控制数据中的第一移动速度和所述第二移动速度增大；所述第二移动速度的增量大于或等于0且所述第二移动速度的增量小于所述第一移动速度的增量；或者若所述预设校平精度数据变大，则所述打印控制数据中的第二移动速度增大。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述控制器，用于若采用所述速度传感器检测到所述校平辊的旋转速度减小，则控制所述校平单元增大所述第二移动速度。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述打印结构还包括：固化单元；所述固化单元与所述控制器电连接；所述打印控制数据还包括：固化控制数据；所述控制器，还用于根据所述固化控制数据控制所述固化单元对校平后的材料层进行固化操作；所述固化单元，用于在所述控制器的控制下执行固化操作。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述打印结构还包括：第一传动单元；所述喷墨头和所述校平单元可移动地设置在所述第一传动单元上；所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度在所述第一传动单元上正向移动；所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度在所述第一传动单元上反向移动。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述打印结构还包括：字车和第二传动单元；所述喷墨头固定设置在所述字车上，所述字车可移动地设置在所述第一传动单元上；所述第二传动单元固定设置在所述字车上，所述校平单元通过所述第二传动单元可移动地设置在所述字车上；所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述字车相对于所述打印平台以第一移动速度在所述第一传动单元上正向移动；所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度在所述第二传动单元上反向移动。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述校平单元为一个，所述校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上设置在所述喷墨头的后侧；所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对所述材料层进行校平操作，并控制所述校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对所述材料层不进行校平操作；其中，所述第一移动方向与所述第二移动方向相反。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述校平单元为两个，分别为第一校平单元和第二校平单元，在执行主扫描操作的第一移动方向上所述第一校平单元位于所述喷墨头的后侧方，所述第二校平单元位于所述喷墨头的前侧方；所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述第一校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对所述材料层进行校平操作并控制所述第二校平单元对所述材料层不进行校平操作；根据所述打印控制数据控制所述第一校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对所述材料层不进行校平操作并控制所述第二校平单元对所述材料层进行校平操作；其中，所述第一移动方向与所述第二移动方向相反。
进一步地，如上所述的三维打印装置，所述校平单元还包括：升降模块；所述控制器与所述升降模块电连接；所述打印控制数据还包括：升降控制数据；所述控制器，还用于根据所述升降控制数据控制所述升降模块在所述校平单元位于喷墨头移动方向的前侧时，将所述校平单元移动到高位，以使所述校平单元与所述材料层之间形成间隙，不对所述材料层进行校平操作，在所述校平单元位于喷墨头移动方向的后侧时，将所述校平单元移动到低位，以使所述校平单元与所述材料层接触，对所述材料层进行校平操作；所述升降模块，用于在所述控制器的控制下执行升降操作。
第二方面，本发明实施例提供一种三维打印方法，包括：根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度正向移动并喷射材料到所述打印平台上形成所述目标三维物体模型的材料层；根据所述打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动并对所述材料层进行校平操作；其中，所述打印控制数据中包括：所述第一移动速度和所述第二移动速度，所述第一移动速度大于所述第二移动速度。
进一步地，如上所述的方法，所述根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度正向移动并喷射材料到所述打印平台上形成所述目标三维物体模型的材料层之前，还包括：
根据目标三维物体模型数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据生成所述打印控制数据。
进一步地，如上所述的方法，所述校平单元包括：安装架，校平辊和废料收集结构；
所述校平辊和所述废料收集结构均设置在所述安装架上；所述打印控制数据还包括：校平辊的旋转速度；
相应地，所述根据打印控制数据控制校平单元对所述材料层进行校平操作，具体包括：
根据所述校平辊的旋转速度控制所述校平单元的校平辊以所述校平辊的旋转速度进行旋转对所述材料层进行校平操作；
其中，所述校平辊的旋转速度对应的校平辊外边缘的线速度大于或等于第三移动速度，所述第三移动速度为所述校平单元相对于所述打印平台的移动速度，所述第三移动速度是所述第一移动速度与所述第二移动速度的差值。
进一步地，如上所述的方法，所述校平辊上设置有速度传感器，所述速度传感器用于检测所述校平单元的校平辊的旋转速度。
进一步地，如上所述的方法，所述校平辊的外边缘的线速度为所述第三移动速度的1-20倍。
进一步地，如上所述的方法，若所述预设打印速度数据变大，则所述打印控制数据中的第一移动速度和所述第二移动速度增大；所述第二移动速度的增量大于或等于0且所述第二移动速度的增量小于所述第一移动速度的增量；或者若所述预设校平精度数据变大，则所述打印控制数据中的第二移动速度增大。
进一步地，如上所述的方法，还包括：
若采用所述速度传感器检测到所述校平辊的旋转速度减小，则控制所述校平单元增大所述第二移动速度。
进一步地，如上所述的方法，所述打印结构还包括：固化单元；所述固化单元与所述控制器电连接；相应地，所述打印控制数据还包括：固化控制数据；所述根据打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动并对所述材料层进行校平操作之后，还包括：根据所述固化控制数据控制所述固化单元对校平后的材料层进行固化操作。
进一步地，如上所述的方法，所述打印结构还包括：第一传动单元；所述喷墨头和所述校平单元可移动地设置在所述第一传动单元上；相应地，所述根据打印控制数据控制喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度正向移动，具体包括：根据所述打印控制数据控制喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度在所述第一传动单元上正向移动；所述根据打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动，具体包括：根据所述打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度在所述第一传动单元上反向移动。
进一步地，如上所述的方法，所述打印结构还包括：字车和第二传动单元；所述喷墨头固定设置在所述字车上，所述字车可移动地设置在所述第一传动单元上；所述第二传动单元固定设置在所述字车上，所述校平单元通过所述第二传动单元可移动地设置在所述字车上；相应地，所述根据打印控制数据控制喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度正向移动，具体包括：根据所述打印控制数据控制字车相对于所述打印平台以第一移动速度在所述第一传动单元上正向移动；所述根据打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动，具体包括：根据所述打印控制数据控制所述校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度在所述第二传动单元上反向移动。
进一步地，如上所述的方法，所述校平单元为一个，所述校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上设置在所述喷墨头的后侧；相应地，所述根据所述打印控制数据控制校平单元对所述材料层进行校平操作，具体包括：根据所述打印控制数据控制所述校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对所述材料层进行校平操作，并控制所述校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对所述材料层不进行校平操作；其中，所述第一移动方向与所述第二移动方向相反。
进一步地，如上所述的方法，所述校平单元为两个，分别为第一校平单元和第二校平单元，在执行主扫描操作的第一移动方向上所述第一校平单元位于所述喷墨头的后侧方，所述第二校平单元位于所述喷墨头的前侧方；相应地，所述根据所述打印控制数据控制校平单元对所述材料层进行校平操作，具体包括：根据所述打印控制数据控制所述第一校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对所述材料层进行校平操作并控制所述第二校平单元对所述材料层不进行校平操作；根据所述打印控制数据控制所述第一校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对所述材料层不进行校平操作并控制所述第二校平单元对所述材料层进行校平操作；其中，所述第一移动方向与所述第二移动方向相反。
进一步地，如上所述的方法，所述校平单元还包括：升降模块；所述控制器与所述升降模块电连接；所述打印控制数据还包括：升降控制数据；所述方法还包括：根据所述升降控制数据控制所述升降模块在所述校平单元位于喷墨头移动方向的前侧时，将所述校平单元移动到高位，以使所述校平单元与所述材料层之间形成间隙，不对所述材料层进行校平操作，在所述校平单元位于喷墨头移动方向的后侧时，将所述校平单元移动到低位，以使所述校平单元与所述材料层接触，对所述材料层进行校平操作。
第三方面，本发明实施例提供一种三维打印设备，包括：打印结构，存储器，处理器以及计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如上述第二方面任一项所述的方法；所述打印结构为如上述第一方面中任一项所述的装置中的打印结构。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述第二方面中任一项所述的方法。
本发明实施例提供一种三维打印装置、方法、设备及计算机可读存储介质，该三维打印装置包括：控制器，打印结构，打印结构包括：喷墨头，校平单元及打印平台。控制器分别与喷墨头，校平单元电连接。喷墨头和校平单元相对于打印平台可移动的设置在打印平台的上方。控制器，用于根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度移动并喷射材料到打印平台上形成目标三维物体模型的材料层。控制器，还用于根据打印控制数据控制校平单元相对于喷墨头以第二移动速度反向移动并对材料层进行校平操作。喷墨头，用于在控制器的控制下执行对应的移动和喷射材料操作。校平单元，用于在控制器的控制下执行对应的移动和校平操作。其中，打印控制数据包括第一移动速度和第二移动速度，第一移动速度大于第二移动速度。从而在喷墨头相对于打印平台的移动速度变大或者当校平辊的旋转速度随着机器的老化或电压变化等原因降低时，通过校平单元相对于喷墨头以第二移动速度反向移动来对发生变化的校平精度进行补偿，避免校平精度的降低。
应当理解，上述发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的三维打印装置的结构示意图；
图2为本实施例一中校平单元的结构示意图；
图3为本发明实施例一中校平辊对材料层沿-X方向校平时的状态示意图；
图4为本发明实施例二提供的三维打印装置的结构示意图；
图5为本发明实施例一中第一移动速度和第二移动速度的曲线图；
图6为本发明实施例三提供的三维打印装置的结构示意图；
图7为本发明实施例四提供的三维打印装置的结构示意图；
图8为本发明实施例五提供的三维打印装置的结构示意图；
图9为本发明实施例五提供的三维打印装置执行-X方向的主扫描操作的状态示意图；
图10为本发明实施例五提供的三维打印装置执行X方向的主扫描操作的状态示意图；
图11为本发明实施例六提供的三维打印装置的结构示意图；
图12为本发明实施例七提供的三维打印装置的结构示意图；
图13为本发明实施例八提供的三维打印方法的流程图；
图14为本发明实施例九提供的三维打印方法的流程图；
图15为本发明实施例十提供的三维打印设备。
附图标记
11-控制器 12打印结构 121-喷墨头 122-校平单元 122a-安装架 122b-校平辊122c-刮片 122d-废料收集结构 122e-第一校平单元 122f-第二校平单元 123-打印平台124-目标三维物体模型 125-第一传动单元 126-第二传动单元 127-字车 128-升降模块129-固化单元 13-数据处理单元
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要进行说明的是，本发明所有实施例中的移动速度和加速度均为标量，并非向量。即移动速度和加速度只有数值，没有方向，移动方向另行说明。
以下将参照附图来具体描述本申请的实施例。
图1为本发明实施例一提供的三维打印装置的结构示意图，如图1所示，则本实施例提供的三维打印装置包括：控制器11，打印结构12，打印结构12包括：喷墨头121，校平单元122及打印平台123。
其中，控制器11分别与喷墨头121，校平单元122电连接。
具体地，喷墨头121和校平单元122相对于打印平台123可移动的设置在打印平台123的上方。
本实施例中，控制器11，用于根据打印控制数据控制喷墨头121相对于打印平台123以第一移动速度移动并喷射材料到打印平台123上形成目标三维物体模型124的材料层。控制器11，还用于根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度反向移动并对材料层进行校平操作。喷墨头121，用于在控制器11的控制下执行对应的移动和喷射材料操作。校平单元122，用于在控制器11的控制下执行对应的移动和校平操作。
其中，打印控制数据包括第一移动速度和第二移动速度，第一移动速度大于第二移动速度。
具体地，本实施例中，控制器11分别与喷墨头121，校平单元122电连接，控制器11根据打印控制数据控制喷墨头121相对于打印平台123以第一移动速度移动并喷射材料到打印平台123上形成目标三维物体模型124的材料层，其中第一移动速度为V0。喷墨头121在控制器11的控制下执行对应的移动和喷射材料操作。同时控制器11根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度反向移动并对材料层进行校平操作，校平单元122在控制器11的控制下执行对应的移动和校平操作。其中第二移动速度为V1。
其中，控制器11获取的打印控制数据可以是根据目标三维物体模型124数据，预设校平精度数据和预设打印速度数据生成的打印控制数据。
本实施例中，喷墨头121相对于打印平台123可沿主扫描方向往返移动或单向移动，或沿子扫描方向往返移动或单向移动，还可以沿Z轴往返移动或单向移动，则校平单元122相对于喷墨头121也可沿主扫描方向往返移动或单向移动，或沿子扫描方向往返移动或单向移动，还可以沿Z轴往返移动或单向移动，但要保证在同一时间喷墨头121相对于打印平台123的移动方向与校平单元122相对于喷墨头121的移动方向相反，并且第一移动速度大于第二移动速度。在图1中，喷墨头121相对于打印平台123正沿主扫描方向的反方向移动，即-X方向移动，校平单元122相对于喷墨头121沿主扫描方向，即X方向移动。
本实施例中，在喷墨头121，校平单元122和打印平台123的结构和位置设置时，保证喷墨头121和校平单元122相对于打印平台123可移动的设置在打印平台123的上方即可。其中，喷墨头121和校平单元122可以可移动地设置在第一传动单元125上，第一传动单元125设置在打印平台123的上方，以保证喷墨头121和校平单元122相对于打印平台123可移动的设置在打印平台123的上方。或者喷墨头121固定设置在字车127上，字车127可移动地设置在第一传动单元125上，第二传动单元126固定设置在字车127上，校平单元122通过第二传动单元126可移动地设置在字车127上，字车127设置在打印平台123的上方，以保证喷墨头121和校平单元122相对于打印平台123可移动的设置在打印平台123的上方。喷墨头121，校平单元122和打印平台123的结构和位置设置方式也可以为其他方式，只要保证喷墨头121和校平单元122相对于打印平台123可移动的设置在打印平台123的上方即可，本实施例中对此不做限定。
本实施例中，图2为本实施例一中校平单元122的结构示意图。如图2所示，本实施例中，校平单元122可以包括：安装架122a，校平辊122b和废料收集结构。校平辊122b和废料收集结构均设置在安装架122a上。
具体地，废料收集结构可以包括：刮片122c和废墨槽122d。所以校平辊122b通过安装轴设置在安装架122a上，校平辊122b绕安装轴旋转；刮片122c的一端与校平辊122b的旋转面贴合，刮片122c的另一端与废墨槽122d贴合，以使校平辊122b对材料层进行校平时将刮下的废墨移入废墨槽122d中。
图3为本发明实施例一中校平辊122b对材料层沿-X方向校平时的状态示意图，结合图1和图3对本实施例的三维打印装置进行说明。喷墨头121相对于打印平台123在-X方向的第一移动速度为V0，校平单元122相对于喷墨头121在X方向的第二移动速度为V1。则此时目标三维物体模型124的材料层相对于校平单元122的移动速度为V＝V0-V1。由于V0大于V1，最终目标三维物体模型124的材料层相对于校平单元122的校平辊122b沿X方向以速度V移动。
其中，校平辊122b外边缘的线速度，即校平辊122b与目标三维物体模型124的材料层接触部分的线速度Vr的方向和目标三维物体模型124的材料层相对于校平辊122b的移动速度V的方向相反，如图3所示，校平辊122b外边缘的线速度Vr为沿-X方向的速度，而目标三维物体模型124相对于校平辊122b的移动速度V沿X方向，此时校平辊122b的旋转方向为顺时针旋转，校平辊122b外边缘的线速度Vr和目标三维物体模型124的材料层相对于校平辊122b的移动速度V可表示为式(1)和式(2)所示：
Vr＝ωR＝2πnR (1)
V＝V0-V1 (2)
其中，ω为校平辊122b的角速度，R为校平辊122b的半径，n为校平辊122b的转速。
则校平精度相关参数P可表示为式(3)所示：
且粘附在校平辊122b上的材料受到的离心力F可表示为式(4)所示：
F＝mω2R＝m(2πn)2R (4)
其中，P越大校平精度越高，即三维目标物体的成型精度越高，一般可以通过增大校平辊122b转速n或校平辊122b半径R来增大P，但是校平辊122b转速n太大或校平辊122b半径R太大都会导致黏附在校平辊122b上的材料受到的离心力F变大而导致材料飞离校平辊122b，会影响三维打印装置的正常工作，因此一般地，校平辊122b的转速n和校平辊122b的半径R会设置为一个校平性能稳定的最佳值。在n、R设置为固定值，则Vr是固定值，因此，当喷墨头121相对于打印平台123的第一移动速度V0变大时，若校平单元122相对于喷墨头121静止，即第二移动速度V1＝0，则P会变小，即校平精度会降低；或者将校平辊122b的旋转速度设置变小或者随着机器的老化或电压变化等原因校平辊122b的旋转速度降低，即n减小时，Vr变小，则P也会变小。
所以在本实施例中，使得校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度V1反向移动，即使得V1>0，可以在喷墨头121相对于打印平台123的第一移动速度变大或校平辊122b旋转速度变小时一定程度的避免P的减小，从而在喷墨头121相对于打印平台123的移动速度变大或者当校平辊122b的旋转速度随着机器的老化或电压变化等原因降低时，通过校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度V1反向移动来对发生变化的校平精度进行补偿，避免校平精度的降低。
本实施例提供的三维打印装置，包括：控制器11，打印结构12，打印结构12包括：喷墨头121，校平单元122及打印平台123。控制器11分别与喷墨头121，校平单元122电连接。喷墨头121和校平单元122相对于打印平台123可移动的设置在打印平台123的上方。控制器11，用于根据打印控制数据控制喷墨头121相对于打印平台123以第一移动速度移动并喷射材料到打印平台123上形成目标三维物体模型124的材料层。控制器11，还用于根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度反向移动并对材料层进行校平操作。喷墨头121，用于在控制器11的控制下执行对应的移动和喷射材料操作。校平单元122，用于在控制器11的控制下执行对应的移动和校平操作。其中，打印控制数据包括第一移动速度和第二移动速度，第一移动速度大于第二移动速度。从而在喷墨头121相对于打印平台123的移动速度变大或者当校平辊122b的旋转速度随着机器的老化或电压变化等原因降低时，通过校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度V1反向移动来对发生变化的校平精度进行补偿，避免校平精度的降低。
实施例二
图4为本发明本实施例二提供的三维打印装置的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的三维打印装置是在本发明实施例一提供的三维打印装置的基础上，还包括：数据处理单元13。并且对第一移动速度，第二移动速度，校平辊122b的旋转速度进行更加细化的描述，则本实施例提供的三维打印装置还包括以下方案。
进一步地，本实施例中，打印控制数据还包括：校平辊122b的旋转速度。
控制器11，具体用于根据校平辊122b的旋转速度控制校平单元122的校平辊122b以校平辊122b的旋转速度进行旋转对材料层进行校平操作。
其中，校平辊122b的旋转速度对应的校平辊122b外边缘的线速度大于或等于第三移动速度，第三移动速度为校平单元122相对于打印平台123的移动速度，第三移动速度是第一移动速度与第二移动速度的差值。
其中，如图3所示，校平辊122b的旋转速度对应的校平辊122b外边缘的线速度表示为Vr，第三移动速度为校平单元122相对于打印平台123的移动速度，其与目标三维物体模型124的材料层相对于校平单元122的校平辊122b的移动速度相等，表示为V。校平辊122b的旋转速度对应的校平辊122b外边缘的线速度大于或等于第三移动速度，能够有效提高校平精度。
优选地，本实施例中，校平辊122b的外边缘的线速度为第三移动速度的1-20倍。
具体地，本实施例中，校平辊122b的外边缘的线速度为第三移动速度的1-20倍，在校平辊122b相对于打印平台123移动的过程中，校平辊122b能够对材料层的每一部分进行精细的校平，能够进一步提高校平精度。
进一步地，本实施例中，校平辊122b上设置有速度传感器。速度传感器用于检测校平辊122b的旋转速度。
其中，速度传感器可设置在校平辊122b的外表面或内部。具体可设置在除校平辊122b的圆心外的任一位置。速度传感器可对校平辊122b的旋转速度进行周期性检测，并将检测到的校平辊122b的旋转速度发送给控制器11。控制器11可根据速度传感器检测到的校平辊122b的旋转速度控制校平单元122相对于喷墨头121反向移动的第二移动速度。具体地，当校平辊122b由于机器老化等原因导致校平辊122b的旋转速度降低时，速度传感器可以及时检测到校平辊122b的旋转速度的变化，若校平辊122b的旋转速度变小，则控制校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度增大。能够避免校平精度的降低。
进一步地，本实施例中，还包括：数据处理单元13。
其中，数据处理单元13与控制器11电连接。数据处理单元13，用于根据目标三维物体模型124数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据生成打印控制数据；控制器11，还用于接收打印控制数据。
具体地，本实施例中，数据处理单元13获取目标三维物体模型124的数据进行切片，并根据预设校平精度数据和预设打印速度数据生成打印控制数据。
其中，预设校平精度数据和预设打印速度数据可以为在打印前通过用户界面由用户设置的。其中，预设校平精度数据可以为式(3)中的P。预设打印速度数据可以按照打印模式设定。打印模式可以包括高速打印模式，中速打印模式和低速打印模式。用户可根据实际需要通过用户界面选择不同的打印模式设置打印速度。其中，在高速打印模式下可以快速成型低精度的目标三维物体模型124，需要消耗的打印时间短。在低速打印模式下可以成型高精度的目标三维物体模型124，需要消耗的打印时间长，在中速打印模式下可以成型的精度和消耗的打印时间在高速打印模式和低速打印模式之间。
进一步地，本实施例中，若预设打印速度数据变大，则打印控制数据中的第一移动速度和第二移动速度增大；第二移动速度的增量大于或等于0且第二移动速度的增量小于第一移动速度的增量；或者若预设校平精度数据变大，则打印控制数据中的第二移动速度增大。
具体地，本实施例中，用户可通过三维打印装置的用户界面对预设打印速度数据进行更改，或更改预设校平精度数据。数据处理单元基于更改后的预设打印速度数据和预设校平精度数据生成打印控制数据。若预设打印速度数据变大，则打印控制数据中的第一移动速度和第二移动速度增大。以保证校平精度不受影响。或者，若预设校平精度数据变大，则打印控制数据中的第二移动速度增大。
进一步地，控制器11，用于若采用所述速度传感器检测到所述校平辊122b的旋转速度减小，则控制所述校平单元增大所述第二移动速度。
具体地，本实施例中，若采用所述速度传感器检测到所述校平辊122b的旋转速度减小，则说明校平棍122b的旋转速度随着机器的老化或电压变化等原因减小，则控制器11控制校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度V1增大，来对发生变化的预设校平精度进行补偿，避免校平精度的降低。
具体地，本实施例中，可以预先确定高速打印模式、中速打印模式和低速打印模式下喷墨头121相对于打印平台123的第一移动速度V0，并基于V0设定相应的校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度V1。更为具体的，低速打印模式下，喷墨头121相对于打印平台123的第一移动速度V0＝V0d，校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度V1＝V1d。中速打印模式下，喷墨头121相对于打印平台123的第一移动速度V0＝V0m，校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度V1＝V1m；高速打印模式下，喷墨头121相对于打印平台123的第一移动速度V0＝V0g，校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度V1＝V1g。其中，V0d<V0m<V0g，相应的校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度V1随着V0的增大而增大。即V1d<V1m<V1g。且由于在本发明实施例二中说明第二移动速度的增量小于第一移动速度的增量，所以校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度的增量小于喷墨头121相对于打印平台123的第一移动速度的增量，即V0m-V0d>V1m-V1d，V0g-V0m>V1g-V1m。
优选的，本实施例中，将低速打印模式下校平单元122相对于喷墨头121的第二移动速度设置为0。即低速打印模式下，校平单元122和喷墨头121保持相对静止。低速打印模式下的成型精度较高，因此无需进一步通过牺牲打印效率来提高校平精度。而V1m和V1g可以基于预设校平精度以及打印效率需求等确定。
进一步地，本实施例中，喷墨头121相对于打印平台123的第一移动速度可在执行主扫描操作的一次往返移动中，即包括-X方向的扫描和X方向的扫描的单个扫描过程中并不是一直匀速运动的，可以包括加速阶段，匀速阶段和减速阶段，并在喷墨头121匀速运动的阶段进行目标三维物体模型124的打印。所以在单个扫描过程中，校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度V1反向移动过程中也包括加速阶段、匀速阶段和减速阶段。优选的，为了使得校平精度一致从而实现较高的成型精度，校平单元122与材料层接触时相对于打印平台123保持匀速移动。
图5为本发明实施例一中第一移动速度和第二移动速度的曲线图，如图5所示，s1表示第一移动速度的曲线，s2表示第二移动速度的曲线。则在单个扫描过程的一个移动方向移动时第一移动速度V0可以根据曲线s1表示为式(5)所示：
在单个扫描过程的一个移动方向移动时第二移动速度V1可以根据曲线s2表示为式(6)所示：：
在式(5)和式(6)中，0-t1为加速阶段，t1-t2为匀速阶段，t2-t3为减速阶段。
其中a1、a2分别为喷墨头121加速阶段的加速度和减速阶段的加速度。a1’和a2’分别为校平单元122加速阶段的加速度和减速阶段的加速度。其中，加速度a1、a2、a1’，a2’可以是变量，且其大小也可以根据实际情况调整。只要能够保证校平单元122与目标三维物体模型124的材料层接触时喷墨头121相对于打印平台123的移动和校平单元122相对于喷墨头121的移动均处于匀速阶段即可。
优选地，本实施例中，a1＝a2，a1’＝a2’，且a1>a1’，这样可以将喷墨头121相对于打印平台123和校平单元122相对于喷墨头121的匀速阶段控制在同一时段内，并保证喷墨头121相对于打印平台123匀速运动的第一移动速度V0大于校平单元122相对于喷墨头121匀速运动的第二移动速度V1。
实施例三
图6为本发明实施例三提供的三维打印装置的结构示意图，如图6所示，本实施例提供的三维打印装置是在本发明实施例二提供的三维打印装置的基础上，还包括了打印结构12中的喷墨头121，校平单元122的一种具体位置和连接关系。则本实施例提供的三维打印装置还包括以下方案。
进一步地，本实施例中，打印结构12还包括：第一传动单元125和第二传动单元126。
其中，喷墨头121固定设置在字车127上，字车127可移动地设置在第一传动单元125上。第二传动单元126固定设置在字车127上，校平单元122通过第二传动单元126可移动地设置在字车127上。
其中，控制器11，具体用于根据打印控制数据控制字车127相对于打印平台123以第一移动速度在第一传动单元125上移动。控制器11，具体用于根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度在第二传动单元126上反向移动。
具体地，本实施例中，字车127可移动地设置在第一传动单元125上，由于喷墨头121固定设置在字车127上，所以控制器11根据打印控制数据控制字车127相对于打印平台123以第一移动速度在第一传动单元125上移动时，喷墨头121相对于打印平台123也以第一移动速度进行移动。在字车127上还固定设置有第二传动单元126，校平单元122可移动地设置在第二传动单元126上，所以控制器11根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度在第二传动单元126上反向移动，由于第二传动单元126和喷墨头121都是固定设置在字车127上的，所以能够达到控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度反向移动的目的。
其中，第一传动单元125和第二传动单元126可以为滑轨结构或其他结构，本实施例中对此不做限定。
本实施例提供的三维打印装置，打印结构12还包括：第一传动单元125和第二传动单元126，喷墨头121固定设置在字车127上，字车127可移动地设置在第一传动单元125上；第二传动单元126固定设置在字车127上，校平单元122通过第二传动单元126可移动地设置在字车127上；控制器11，具体用于根据打印控制数据控制字车127相对于打印平台123以第一移动速度在第一传动单元125上移动；控制器11，具体用于根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度在第二传动单元126上反向移动。实现了喷墨头121和校平单元122相对于打印平台123可移动的设置在打印平台123的上方。
实施例四
图7为本发明实施例四提供的三维打印装置的结构示意图，如图7所示，本实施例提供的三维打印装置是在本发明实施例二的基础上，还包括了打印结构12中的喷墨头121，校平单元122的另一种具体位置和连接关系。则本实施例提供的三维打印装置还包括以下方案。
进一步地，本实施例中，打印结构12还包括：第一传动单元125。
其中，喷墨头121和校平单元122可移动地设置在第一传动单元125上。
本实施例中，控制器11，具体用于根据打印控制数据控制喷墨头121相对于打印平台123以第一移动速度在第一传动单元125上移动。控制器11，具体用于根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度在第一传动单元125上反向移动。
具体地，本实施例中，喷墨头121和校平单元122直接可移动的设置在第一传动单元125上，第一传动单元125固定在打印平台123的上方。所以控制器11根据打印控制数据控制喷墨头121相对于第一传动单元125以第一移动速度在第一传动单元125上移动，能够使喷墨头121相对于打印平台123以第一移动速度移动。同时控制器11，根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度在第一传动单元125上反向移动。
其中，第一传动单元125可以为滑轨结构或其他结构，本实施例中对此不做限定。
本实施例提供的三维打印装置，打印结构12还包括：第一传动单元125；喷墨头121和校平单元122可移动地设置在第一传动单元125上；控制器11，具体用于根据打印控制数据控制喷墨头121相对于打印平台123以第一移动速度在第一传动单元125上移动；控制器11，具体用于根据打印控制数据控制校平单元122相对于喷墨头121以第二移动速度在第一传动单元125上反向移动。实现了喷墨头121和校平单元122相对于打印平台123可移动的设置在打印平台123的上方，并且相对于实施例三提供的三维打印装置，可以避免校平单元122移动空间的增加导致三维打印装置体积的变大。
实施例五
图8为本发明实施例五提供的三维打印装置的结构示意图，如图8所示，本实施例提供的三维打印装置是在发明实施例三或实施例四提供的三维打印装置的基础上，校平单元122为一个。并且三维打印装置还包括：升降模块128。
进一步地，本实施例中，校平单元122为一个，校平单元122在执行主扫描操作的第一移动方向上设置在喷墨头121的后侧。控制器11，具体用于根据打印控制数据控制校平单元122在执行主扫描操作的第一移动方向上对材料层进行校平操作，并控制校平单元122在执行主扫描操作的第二移动方向上对材料层不进行校平操作。
其中，第一移动方向与第二移动方向相反。
图9为本发明实施例五提供的三维打印装置执行-X方向的主扫描操作的状态示意图，图10为本发明实施例五提供的三维打印装置执行X方向的主扫描操作的状态示意图。如图9和图10所示，在图9和图10的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式以实施例三提供的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式为例进行说明。可以理解的是，本实施例中的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的连接方式也可以为实施例四提供的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的连接方式。
本实施例中，第一移动方向可以为在执行主扫描操作的-X方向，或在执行主扫描操作的X方向。相应地，第二移动方向可以为在执行主扫描操作的X方向或在执行主扫描操作的-X方向，以保证第一移动方向与第二移动方向相反。在图9和图10中，第一移动方向为在执行主扫描操作的-X方向，第二移动方向为在执行主扫描操作的X方向。则校平单元122在执行主扫描操作的-X方向上设置在喷墨头121的后侧。由于校平单元122在执行主扫描操作的第一移动方向上设置在喷墨头121的后侧方，所以喷墨头121在执行主扫描操作在第一移动方向上相对于打印平台123以第一移动速度移动时，喷墨头121喷射材料到打印平台123上以形成材料层，校平单元122能够对喷墨头121对材料层进行校平操作，所以控制器11根据打印控制数据控制校平单元122在执行主扫描操作的第一移动方向上对材料层进行校平操作。如图10所示，在-X方向上的主扫描操作完成后，喷墨头121沿X方向以第一移动速度V0相对于打印平台123移动，此时由于校平单元122位于喷墨头121执行主扫描操作的第二移动方向的前侧方，在喷墨头121在执行主扫描操作在第二移动方向上相对于打印平台123以第一移动速度移动时，喷墨头121喷射材料到打印平台123上以形成材料层，校平单元122不能够再对材料层进行校平操作，所以控制器11控制校平单元122在执行主扫描操作的第二移动方向上对材料层不进行校平操作。
进一步地，本实施例中，校平单元122还包括：升降模块128。
其中，控制器11与升降模块128电连接。
本实施例中，打印控制数据还包括：升降控制数据。控制器11，还用于根据升降控制数据控制升降模块128在校平单元122位于喷墨头121移动方向的前侧时，将校平单元122移动到高位，以使校平单元122与材料层之间形成间隙，不对材料层进行校平操作，在校平单元122位于喷墨头121移动方向的后侧时，将校平单元122移动到低位，以使校平单元122与材料层接触，对材料层进行校平操作。升降模块128，用于在控制器11的控制下执行升降操作。
具体地，本实施例中，如图9所示，字车127带动喷墨头121沿-X方向以第一移动速度V0相对于打印平台123移动，校平单元122相对于喷墨头121沿X方向以第二移动速度V1移动，在此过程中，校平单元122位于喷墨头121移动方向的后侧方，喷墨头121喷射材料到打印平台123上以形成材料层，而校平单元122则沿-X方向以第三移动速度V相对于喷墨头121形成的材料层移动，所以控制器11控制升降模块128将校平单元122移动到低位，以使校平单元122与材料层接触，对材料层进行校平操作，带走材料层上多余的材料以形成目标三维物体模型124的层。
如图10所示，在-X方向上的主扫描操作完成后，字车127带动喷墨头121沿X方向以第一移动速度V0相对于打印平台123移动，此时由于校平单元122位于喷墨头121移动方向的前侧方，所以控制器11根据升降控制数据控制升降模块128将校平单元122移动到高位，以使校平单元122与材料层之间形成间隙，不对材料层进行校平操作，从而避免校平单元122与已成型的材料层接触，并且在字车127沿X方向相对于打印平台123移动的过程中，校平单元122也沿-X方向以速度V1’相对于字车127移动以返回其起始点，其中校平单元122返回其起始点的速度V1’可以根据实际需求调整，只需保证字车127回到其起始位置时校平单元122已经回到其起始位置即可。本实施例优选为V1’＝V1，控制器11也可控制校平单元122回到起始位置的时间和字车127回到起始位置的时间一致。
其中，在字车127带动喷墨头121沿X方向以速度V0相对于打印平台123移动时，喷墨头121可以选择喷射材料到打印平台123上形成新的材料层，但是由于该过程中在第二移动方向上校平单元122设置在喷墨头121的前侧方，即该过程中沉积的材料层不能执行校平操作；这种往复打印的方式可以提高打印效率，但是会一定程度地降低校平精度，进而降低成型精度；为了保证高的成型精度，在三维打印装置往返扫描过程中，喷墨头121在执行主扫描操作的第二移动方向上不喷射材料，即仅在执行主扫描操作的第一移动方向上执行打印操作。
实施例六
图11为本发明实施例六提供的三维打印装置的结构示意图。如图11所示，本实施例提供的三维打印装置是在发明实施例三或实施例四提供的三维打印装置的基础上，校平单元122为两个。并且三维打印装置还包括：升降模块128。
进一步地，本实施例中，校平单元122为两个，分别为第一校平单元122e和第二校平单元122f，在执行主扫描操作的第一移动方向上第一校平单元122e位于喷墨头121的后侧方，第二校平单元122f位于喷墨头121的前侧方。
本实施例中，控制器11，具体用于根据打印控制数据控制第一校平单元122e在执行主扫描操作的第一移动方向上对材料层进行校平操作并控制第二校平单元122f对材料层不进行校平操作；根据打印控制数据控制第一校平单元122e在执行主扫描操作的第二移动方向上对材料层不进行校平操作并控制第二校平单元122f对材料层进行校平操作。
其中，第一移动方向与第二移动方向相反。
如图11所示，在图11中的打印结构12的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式以本发明实施例三提供的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式为例进行说明。可以理解的是，本实施例中的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式也可以为实施例四提供的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式。
如图11所示，本实施例中，本实施例中，第一移动方向可以为在执行主扫描操作的-X方向，或在执行主扫描操作的X方向。相应地，第二移动方向可以为在执行主扫描操作的X方向或在执行主扫描操作的-X方向，以保证第一移动方向与第二移动方向相反。在图11中第一移动方向为执行主扫描操作的-X方向。
具体地，如图11所示，本实施例中，校平单元122为两个，相应地，第二传动单元126也为两个，每个校平单元122通过对应的第二传动单元126可移动地设置在字车127上。在执行主扫描操作的-X方向上，第一校平单元122e位于喷墨头121的后侧方，第二校平单元122f位于喷墨头121的前侧方。两个校平单元122的校平辊122b的旋转方向相反。在控制器11根据打印控制数据控制字车127在执行主扫描操作的-X方向上移动时，控制第一校平单元122e对喷墨头121形成的材料层进行校平操作。并控制位于前侧方的第二校平单元122f不与喷墨头121形成的材料层不发生接触，即不执行校平操作。相应地，在执行主扫描操作的X方向上，第一校平单元122e位于喷墨头121的前侧方，第二校平单元122f位于喷墨头121的后侧方。在控制器11根据打印控制数据控制字车127在执行主扫描操作的X方向上移动时，控制第一校平单元122e与喷墨头121形成的材料层不发生接触，即不执行校平操作并控制位于后侧方的第二校平单元122f对喷墨头121形成的材料层进行校平操作。
进一步地，本实施例中，每个校平单元122还包括：升降模块128。
其中，控制器11与升降模块128电连接。
本实施例中，打印控制数据还包括：升降控制数据。控制器11，还用于根据升降控制数据控制升降模块128在校平单元122位于喷墨头121移动方向的前侧时，将校平单元122移动到高位，以使校平单元122与材料层之间形成间隙，不对材料层进行校平操作，在校平单元122位于喷墨头121移动方向的后侧时，将校平单元122移动到低位，以使校平单元122与材料层接触，对材料层进行校平操作。升降模块128，用于在控制器11的控制下执行升降操作。
可以理解的是，升降模块128可以也为两个，一个升降模块分别与一个校平单元122对应。
具体地，如图11所示，在执行主扫描操作的-X方向上，第一校平单元122e位于喷墨头121的后侧方，第二校平单元122f位于喷墨头121的前侧方。在控制器11根据打印控制数据控制字车127在执行主扫描操作的-X方向上移动时，根据升降控制数据控制第一校平单元122e的升降模块128将第一校平单元122e移动到低位，以使第一校平单元122e与材料层接触，对材料层进行校平操作。并根据升降控制数据控制第二校平单元122f的升降模块128在将第二校平单元122f移动到高位，以使第二校平单元122f与材料层之间形成间隙，不对材料层进行校平操作。相应地，在控制器11根据打印控制数据控制字车127在执行主扫描操作的X方向上移动时，第一校平单元122e位于喷墨头121的前侧方，第二校平单元122f位于喷墨头121的后侧方。根据升降控制数据控制第二校平单元122f的升降模块128将第二校平单元122f移动到低位，以使第二校平单元122f与材料层接触，对材料层进行校平操作。并根据升降控制数据控制第一校平单元122e的升降模块128在将第一校平单元122e移动到高位，以使第一校平单元122e与材料层之间形成间隙，不对材料层进行校平操作。
本实施例提供的三维打印装置中，校平单元122为两个，分别为第一校平单元122e和第二校平单元122f，在执行主扫描操作的第一移动方向上第一校平单元122e位于喷墨头121的后侧方，第二校平单元122f位于喷墨头121的前侧方。控制器11，具体用于根据打印控制数据控制第一校平单元122e在执行主扫描操作的第一移动方向上对材料层进行校平操作并控制第二校平单元122f对材料层不进行校平操作；根据打印控制数据控制第一校平单元122e在执行主扫描操作的第二移动方向上对材料层不进行校平操作并控制第二校平单元122f对材料层进行校平操作，相较于本发明实施例五提供的三维打印装置，能够在三维打印装置执行主扫描操作反复打印时，均进行校平操作，保持高的成型精度，并由于反复打印也提高了打印效率。
实施例七
图12为本发明实施例七提供的三维打印装置的结构示意图。如图12所示，本实施例提供的三维打印装置是在发明实施例三至实施例六提供的三维打印装置的基础上，该三维打印装置还包括：固化单元129。
其中，固化单元129与控制器11电连接。打印控制数据还包括：固化控制数据。控制器11，还用于根据固化控制数据控制固化单元129对校平后的材料层进行固化操作。固化单元129，用于在控制器11的控制下执行固化操作。
在图12中的打印结构12的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式以本发明实施例三提供的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式为例进行说明。可以理解的是，本实施例中的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式也可以为实施例四至实施例六中任一实施例提供的打印结构12中的喷墨头121和校平单元122的具体位置和连接方式。
本实施例中，在图12中，固化单元129在字车127移动方向上设置在喷墨头121和校平单元122的后侧方，即在字车127执行主扫描操作沿-X方向移动时，喷墨头121、校平单元122和固化单元129沿X方向依次设置，随着字车127执行主扫描操作沿-X方向的移动，喷墨头121在控制器11的控制下喷射材料到打印平台123上形成材料层，随后校平单元122在控制器11的控制下对材料层进行校平，之后固化单元129在控制器11的控制下固化校平后的材料层以形成目标三维物体模型124的层。
需要说明的是，图12中固化单元129的设置位置只是一种形式，可以采用其他设置方式，只要保证固化单元129能够对校平单元122校平的材料层进行固化即可。
本实施例中，并不限制固化单元129的具体安装方式，例如固化单元129还可以和校平单元122设置为一体，具体可以是，固化单元129设置在校平单元122的安装架122a上，其可随校平单元122的移动，也可以是固定设置在字车127上，固化单元129还可以是单独设置在第一传动单元125上，或与校平单元122一同设置在第二传动单元126上。
本实施例提供的三维打印装置，还包括：固化单元129。其中，固化单元129与控制器11电连接。打印控制数据还包括：固化控制数据。控制器11，还用于根据固化控制数据控制固化单元129对校平后的材料层进行固化操作。固化单元129，用于在控制器11的控制下执行固化操作。能够对校平单元122进行校平后的材料层快速进行固化，保证三维模型成型精度。
实施例八
图13为本发明实施例八提供的三维打印方法的流程图，如图13所示，本实施例的执行主体为三维打印装置。则本实施例提供的三维打印方法包括以下步骤。
步骤1301，根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度移动并喷射材料到打印平台上形成目标三维物体模型的材料层。
步骤1302，根据打印控制数据控制校平单元相对于喷墨头以第二移动速度反向移动并对材料层进行校平操作。
其中，打印控制数据中包括：第一移动速度和第二移动速度，第一移动速度大于第二移动速度。
本实施例中，步骤1301和步骤1302由三维打印装置的控制器执行。
具体地，本实施例中，采用本发明实施例一中提供的三维打印装置可以执行本实施例中的三维打印方法的技术方案。其实现原理和技术效果类似，此处不再一一赘述。
实施例九
图14为本发明实施例九提供的三维打印方法的流程图，如图14所示，本实施例提供的三维打印方法在本发明实施例八提供的三维打印方法的基础上，还包括：根据目标三维物体模型数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据生成打印控制数据的步骤，以及根据固化控制数据控制固化单元对校平后的材料层进行固化操作的步骤以及根据升降控制数据控制升降模块对校平单元进行升降的步骤。则本实施例提供的三维打印方法包括以下步骤。
步骤1401，根据目标三维物体模型数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据生成打印控制数据。
其中，由数据处理单元获取目标三维物体模型数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据，并根据目标三维物体模型数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据生成打印控制数据。
步骤1402，根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度移动并喷射材料到打印平台上形成目标三维物体模型的材料层。
进一步地，本实施例中，校平单元包括：安装架，校平辊和废料收集结构。其中，校平辊和废料收集结构均设置在安装架上。
步骤1403，根据打印控制数据控制校平单元相对于喷墨头以第二移动速度反向移动并对材料层进行校平操作。
其中，打印控制数据中包括：第一移动速度和第二移动速度，第一移动速度大于第二移动速度。
进一步地，步骤1401中，若预设打印速度数据变大，则打印控制数据中的第一移动速度和第二移动速度增大；第二移动速度的增量大于或等于0且第二移动速度的增量小于第一移动速度的增量；或者若预设校平精度数据变大，则打印控制数据中的第二移动速度增大。
进一步地，本实施例中，打印控制数据还包括：校平辊的旋转速度。
相应地，步骤1403，根据打印控制数据控制校平单元对材料层进行校平操作，具体包括：
根据校平辊的旋转速度控制校平单元的校平辊以校平辊的旋转速度进行旋转对材料层进行校平操作。
其中，校平辊的旋转速度对应的校平辊外边缘的线速度大于或等于第三移动速度，第三移动速度为校平单元相对于打印平台的移动速度，第三移动速度是第一移动速度与第二移动速度的差值。
进一步地，本实施例中，校平辊上设置有速度传感器，速度传感器用于检测所述校平单元的校平辊的旋转速度。
相应地，若采用所述速度传感器检测到所述校平辊的旋转速度减小，则控制所述校平单元增大所述第二移动速度。
优选地，本实施例中，校平辊的外边缘的线速度为第三移动速度的1-20倍。
可选地，本实施例中，打印结构还包括：第一传动单元。喷墨头和校平单元可移动地设置在第一传动单元上。
相应地，步骤1402，根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度正向移动，具体包括：根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度在第一传动单元上正向移动。步骤1403，根据打印控制数据控制校平单元相对于喷墨头以第二移动速度反向移动，具体包括：根据打印控制数据控制校平单元相对于喷墨头以第二移动速度在第一传动单元上反向移动。
可选地，本实施例中，打印结构还包括：字车和第二传动单元。喷墨头固定设置在字车上，字车可移动地设置在第一传动单元上；第二传动单元固定设置在字车上，校平单元通过第二传动单元可移动地设置在字车上。相应地，步骤1402，根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度正向移动，具体包括：根据打印控制数据控制字车相对于打印平台以第一移动速度在第一传动单元上正向移动。步骤1403，根据打印控制数据控制校平单元相对于喷墨头以第二移动速度反向移动，具体包括：根据打印控制数据控制校平单元相对于喷墨头以第二移动速度在第二传动单元上反向移动。
可选地，本实施例中，校平单元为一个，校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上设置在喷墨头的后侧。相应地，步骤1403，根据打印控制数据控制校平单元对材料层进行校平操作，具体包括：根据打印控制数据控制校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对材料层进行校平操作，并控制校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对材料层不进行校平操作。其中，第一移动方向与第二移动方向相反。
可选地，校平单元为两个，分别为第一校平单元和第二校平单元，在执行主扫描操作的第一移动方向上第一校平单元位于喷墨头的后侧方，第二校平单元位于喷墨头的前侧方。相应地，步骤1403，根据打印控制数据控制校平单元对材料层进行校平操作，具体包括：根据打印控制数据控制第一校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对材料层进行校平操作并控制第二校平单元对材料层不进行校平操作；根据打印控制数据控制第一校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对材料层不进行校平操作并控制第二校平单元对材料层进行校平操作；其中，第一移动方向与第二移动方向相反。
可选地，本实施例中，校平单元还包括：升降模块。控制器与升降模块电连接。打印控制数据还包括：升降控制数据。本实施例中的三维打印方法还包括：根据升降控制数据控制升降模块在校平单元位于喷墨头移动方向的前侧时，将校平单元移动到高位，以使校平单元与材料层之间形成间隙，不对材料层进行校平操作，在校平单元位于喷墨头移动方向的后侧时，将校平单元移动到低位，以使校平单元与材料层接触，对材料层进行校平操作。
步骤1404，根据固化控制数据控制固化单元对校平后的材料层进行固化操作。
本实施例中，采用本发明实施例二至实施例七中提供的三维打印装置可以执行本实施例中的三维打印方法的技术方案。其实现原理和技术效果类似，此处不再一一赘述。
实施例十
图15为本发明实施例十提供的三维打印设备。如图15所示，本实施例提供的三维打印设备1500包括：打印结构1501，存储器1502，处理器1503以及计算机程序。
其中，计算机程序存储在存储器1502中，并被配置为由处理器1503执行以实现本发明实施例八提供的三维打印方法或本发明实施例九提供的三维打印方法。
其中，打印结构为本发明实施例一至实施例七提供的三维打印装置中的打印结构。
相关说明可以对应参见图1至图14中所对应的相关描述和效果进行理解，此处不做过多赘述。
实施例十一
本发明实施例十一提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行以实现本发明实施例八提供的三维打印方法或本发明实施例九提供的三维打印方法。
相关说明可以对应参见图12至图13中所对应的相关描述和效果进行理解，此处不做过多赘述。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (29)

1.一种三维打印装置，其特征在于，包括：控制器，打印结构，所述打印结构包括：喷墨头，校平单元及打印平台；
所述控制器分别与所述喷墨头，所述校平单元电连接；
所述喷墨头和所述校平单元相对于所述打印平台可移动的设置在所述打印平台的上方；
所述控制器，用于根据打印控制数据控制所述喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度移动并喷射材料到所述打印平台上形成目标三维物体模型的材料层；
所述控制器，还用于根据所述打印控制数据控制所述校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动并对所述材料层进行校平操作；
所述喷墨头，用于在所述控制器的控制下执行对应的移动和喷射材料操作；
所述校平单元，用于在所述控制器的控制下执行对应的移动和校平操作；
其中，所述打印控制数据包括所述第一移动速度和所述第二移动速度，所述第一移动速度大于所述第二移动速度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：数据处理单元，
所述数据处理单元与所述控制器电连接；
所述数据处理单元，用于根据目标三维物体模型数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据生成打印控制数据；
所述控制器，还用于接收所述打印控制数据。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述校平单元包括：安装架，校平辊和废料收集结构；
所述校平辊和所述废料收集结构均设置在所述安装架上。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述打印控制数据还包括：所述校平辊的旋转速度；
所述控制器，具体用于根据所述校平辊的旋转速度控制所述校平单元的校平辊以所述校平辊的旋转速度进行旋转对所述材料层进行校平操作；
其中，所述校平辊的旋转速度对应的校平辊外边缘的线速度大于或等于第三移动速度，所述第三移动速度为所述校平单元相对于所述打印平台的移动速度，所述第三移动速度是所述第一移动速度与所述第二移动速度的差值。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述校平辊的外边缘的线速度为所述第三移动速度的1-20倍。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述校平辊上设置有速度传感器，
所述速度传感器用于检测所述校平辊的旋转速度。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，若所述预设打印速度数据变大，则所述打印控制数据中的第一移动速度和所述第二移动速度增大；所述第二移动速度的增量大于或等于0且所述第二移动速度的增量小于所述第一移动速度的增量；
或者
若所述预设校平精度数据变大，则所述打印控制数据中的第二移动速度增大。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制器，用于若采用所述速度传感器检测到所述校平辊的旋转速度减小，则控制所述校平单元增大所述第二移动速度。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述打印结构还包括：固化单元；
所述固化单元与所述控制器电连接；
所述打印控制数据还包括：固化控制数据；
所述控制器，还用于根据所述固化控制数据控制所述固化单元对校平后的材料层进行固化操作；
所述固化单元，用于在所述控制器的控制下执行固化操作。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述打印结构还包括：第一传动单元；
所述喷墨头和所述校平单元可移动地设置在所述第一传动单元上；
所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度在所述第一传动单元上移动；
所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度在所述第一传动单元上反向移动。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述打印结构还包括：字车和第二传动单元；
所述喷墨头固定设置在所述字车上，所述字车可移动地设置在所述第一传动单元上；
所述第二传动单元固定设置在所述字车上，所述校平单元通过所述第二传动单元可移动地设置在所述字车上；
所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述字车相对于所述打印平台以第一移动速度在所述第一传动单元上移动；
所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度在所述第二传动单元上反向移动。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述校平单元为一个，所述校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上设置在所述喷墨头的后侧；
所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对所述材料层进行校平操作，并控制所述校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对所述材料层不进行校平操作；
其中，所述第一移动方向与所述第二移动方向相反。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述校平单元为两个，分别为第一校平单元和第二校平单元，在执行主扫描操作的第一移动方向上所述第一校平单元位于所述喷墨头的后侧方，所述第二校平单元位于所述喷墨头的前侧方；
所述控制器，具体用于根据所述打印控制数据控制所述第一校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对所述材料层进行校平操作并控制所述第二校平单元对所述材料层不进行校平操作；根据所述打印控制数据控制所述第一校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对所述材料层不进行校平操作并控制所述第二校平单元对所述材料层进行校平操作；
其中，所述第一移动方向与所述第二移动方向相反。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述校平单元还包括：升降模块；
所述控制器与所述升降模块电连接；
所述打印控制数据还包括：升降控制数据；
所述控制器，还用于根据所述升降控制数据控制所述升降模块在所述校平单元位于喷墨头移动方向的前侧时，将所述校平单元移动到高位，以使所述校平单元与所述材料层之间形成间隙，不对所述材料层进行校平操作，在所述校平单元位于喷墨头移动方向的后侧时，将所述校平单元移动到低位，以使所述校平单元与所述材料层接触，对所述材料层进行校平操作；
所述升降模块，用于在所述控制器的控制下执行升降操作。
15.一种三维打印方法，其特征在于，包括：
根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度移动并喷射材料到所述打印平台上形成所述目标三维物体模型的材料层；
根据所述打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动并对所述材料层进行校平操作；
其中，所述打印控制数据中包括：所述第一移动速度和所述第二移动速度，所述第一移动速度大于所述第二移动速度。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述根据打印控制数据控制喷墨头相对于打印平台以第一移动速度正向移动并喷射材料到所述打印平台上形成所述目标三维物体模型的材料层之前，还包括：
根据目标三维物体模型数据、预设校平精度数据和预设打印速度数据生成所述打印控制数据。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述校平单元包括：安装架，校平辊和废料收集结构；
所述校平辊和所述废料收集结构均设置在所述安装架上；
所述打印控制数据还包括：校平辊的旋转速度；
相应地，所述根据打印控制数据控制校平单元对所述材料层进行校平操作，具体包括：
根据所述校平辊的旋转速度控制所述校平单元的校平辊以所述校平辊的旋转速度进行旋转对所述材料层进行校平操作；
其中，所述校平辊的旋转速度对应的校平辊外边缘的线速度大于或等于第三移动速度，所述第三移动速度为所述校平单元相对于所述打印平台的移动速度，所述第三移动速度是所述第一移动速度与所述第二移动速度的差值。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述校平辊上设置有速度传感器，所述速度传感器用于检测所述校平单元的校平辊的旋转速度。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述校平辊的外边缘的线速度为所述第三移动速度的1-20倍。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，若所述预设打印速度数据变大，则所述打印控制数据中的第一移动速度和所述第二移动速度增大；所述第二移动速度的增量大于或等于0且所述第二移动速度的增量小于所述第一移动速度的增量；
或者
若所述预设校平精度数据变大，则所述打印控制数据中的第二移动速度增大。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：
若采用所述速度传感器检测到所述校平辊的旋转速度减小，则控制所述校平单元增大所述第二移动速度。
22.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述打印结构还包括：固化单元；
所述固化单元与所述控制器电连接；
相应地，所述打印控制数据还包括：固化控制数据；
所述根据打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动并对所述材料层进行校平操作之后，还包括：
根据所述固化控制数据控制所述固化单元对校平后的材料层进行固化操作。
23.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述打印结构还包括：第一传动单元；
所述喷墨头和所述校平单元可移动地设置在所述第一传动单元上；
相应地，所述根据打印控制数据控制喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度移动，具体包括：
根据所述打印控制数据控制喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度在所述第一传动单元上移动；
所述根据打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动，具体包括：
根据所述打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度在所述第一传动单元上反向移动。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述打印结构还包括：字车和第二传动单元；
所述喷墨头固定设置在所述字车上，所述字车可移动地设置在所述第一传动单元上；所述第二传动单元固定设置在所述字车上，所述校平单元通过所述第二传动单元可移动地设置在所述字车上；
相应地，所述根据打印控制数据控制喷墨头相对于所述打印平台以第一移动速度移动，具体包括：
根据所述打印控制数据控制字车相对于所述打印平台以第一移动速度在所述第一传动单元上移动；
所述根据打印控制数据控制校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度反向移动，具体包括：
根据所述打印控制数据控制所述校平单元相对于所述喷墨头以第二移动速度在所述第二传动单元上反向移动。
25.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述校平单元为一个，所述校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上设置在所述喷墨头的后侧；
相应地，所述根据所述打印控制数据控制校平单元对所述材料层进行校平操作，具体包括：
根据所述打印控制数据控制所述校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对所述材料层进行校平操作，并控制所述校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对所述材料层不进行校平操作；
其中，所述第一移动方向与所述第二移动方向相反。
26.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述校平单元为两个，分别为第一校平单元和第二校平单元，在执行主扫描操作的第一移动方向上所述第一校平单元位于所述喷墨头的后侧方，所述第二校平单元位于所述喷墨头的前侧方；
相应地，所述根据所述打印控制数据控制校平单元对所述材料层进行校平操作，具体包括：
根据所述打印控制数据控制所述第一校平单元在执行主扫描操作的第一移动方向上对所述材料层进行校平操作并控制所述第二校平单元对所述材料层不进行校平操作；根据所述打印控制数据控制所述第一校平单元在执行主扫描操作的第二移动方向上对所述材料层不进行校平操作并控制所述第二校平单元对所述材料层进行校平操作；
其中，所述第一移动方向与所述第二移动方向相反。
27.根据权利要求25或26所述的方法，其特征在于，所述校平单元还包括：升降模块；
所述控制器与所述升降模块电连接；
所述打印控制数据还包括：升降控制数据；
所述方法还包括：
根据所述升降控制数据控制所述升降模块在所述校平单元位于喷墨头移动方向的前侧时，将所述校平单元移动到高位，以使所述校平单元与所述材料层之间形成间隙，不对所述材料层进行校平操作，在所述校平单元位于喷墨头移动方向的后侧时，将所述校平单元移动到低位，以使所述校平单元与所述材料层接触，对所述材料层进行校平操作。
28.一种三维打印设备，其特征在于，包括：打印结构，存储器，处理器以及计算机程序；
其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如权利要求15-27中任一项所述的方法；
所述打印结构为如权利要求1-13中任一项所述的装置中的打印结构。
29.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求15-27中任一项所述的方法。
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