CN110103461A - 共享式fdm3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共享式FDM3D打印机，包括共享式FDM3D打印机本体和外部终端设备共同作用实现3D共享打印，共享式FDM3D打印机本体内包括成品暂存仓、耗材存储仓、成品移库机构和打印控制设备组成，箱体上还包括触摸液晶显示屏、成品出口电控闸门和USB外接口，打印控制设备包括FDM3D打印机、计算机、无线路由器、无源光纤接入用户端设备、恒温干燥器、可编程控制器和开关电源。外部设备终端包括网络服务器、网络交换机或光端机和220V/AC供电线路组成。通过网络服务器向打印机发送打印文件，完成打印，并通过扫描触摸液晶显示屏上的二维码进行打印成品取出。

Description

共享式FDM3D打印机

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，更具体的说是涉及一种共享式FDM3D打印机。

背景技术

3D打印技术，也常被称为增材制造技术，可以追溯到20世纪80年代提出的快速成型技术，该技术在计算机中将CAD模型分为若干层，按照分层图形将材料粘合、烧结或者熔融在一起，一层一层叠加起来，从而通过各层图形的累积形成三维物体。和传统的制造技术相比，3D打印技术具有制造多样化复杂产品成本小、废弃材料少、制造时间少、设备运行和维护方便的优点。3D打印技术按照成型原理不同分为很多种，其中，FDM熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling)技术是美国学者在1988年研究和提出的制造技术，材料一般为热塑性材料，丝料结构，如蜡、ABS和尼龙等。对零件模型进行切片处理，得到切片数据，以此规划喷头移动位置，材料在加热腔内被加热至熔融状态并从喷头挤出，迅速遇冷后与周围的材料凝结。因此FDM3D打印机使用较为普遍，基于现在共享模式的快速发展，共享单车、共享汽车等共享商品发展迅速，一般FDM3D打印机体积较大，对于日常消费者使用频率不高，因此，有待于实现FDM3D打印机的共享，满足日常消费者的需求。

因此，如何实现FDM3D打印机的共享是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种共享式FDM3D打印机，包括打印机本体和外部终端设备，所述打印机本体由箱体和设置在箱体上的触摸液晶显示屏、成品出口电控闸门和USB外接口以及设置在箱体内的成品暂存仓、耗材存储仓、成品移库机构和打印控制设备组成，所述打印控制设备包括FDM3D打印机、计算机、无线路由器、无源光纤接入用户端设备、恒温干燥器、可编程控制器和开关电源。外部终端设备包括网络服务器、网络交换机或光端机和220V/AC供电线路组成。通过网络服务器向打印机发送打印文件，完成打印，并通过扫描触摸液晶显示屏上的二维码进行打印成品取出。所述共享式FDM3D打印机具有材料缺少提前检测功能、废品自动移除重新打印功能、打印完成自动清理台面功能、打印喷头自动预热功能、工作面自动找平功能、自动除湿功能、成品自动移库功能、成品自动给付功能和通过微信或支付宝交易功能等。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种共享式FDM3D打印机，包括：箱体，所述箱体内包括成品暂存仓、耗材存储仓、成品移库机构和打印控制设备，所述箱体上还包括成品出口电控闸门；所述打印控制设备连接所述成品暂存仓、所述耗材存储仓、所述成品移库机构和所述成品出口电控闸门；所述打印控制设备通过有线或无线方式接收打印指令和出库指令，根据所述打印指令控制所述耗材存储仓输出打印材料至所述打印控制设备；所述打印控制设备接收所述打印材料并进行打印获得打印成品；所述打印控制设备控制所述成品移库机构将所述打印成品输送至所述成品暂存仓；所述打印控制设备根据所述出库指令控制所述成品暂存仓移至所述成品出口电控闸门位置，并控制所述成品出口电控闸门开启或关闭。

优选的，所述箱体上还包括触摸液晶显示屏和USB外接口；所述打印控制设备与所述触摸液晶显示屏和所述USB外接口连接；所述触摸液晶显示屏上提供用户端通讯接入信息，用户端通过所述接入信息连接所述打印控制设备进行无线通讯，传输打印指令；通过所述USB外接口与所述打印控制设备进行有线通讯，传输打印指令。

优选的，所述打印控制设备包括FDM3D打印机、计算机、无线路由器、无源光纤接入用户端设备、恒温干燥器、可编程控制器和开关电源；所述开关电源分别连接所述可编程控制器、所述无线路由器、所述成品暂存仓、所述耗材存储仓和所述成品移库机构；所述无源光纤接入用户端设备与所述计算机和所述无线路由器连接通讯；所述可编程控制器与所述计算机上均设置有USB接口，所述计算机发送成品移库指令至所述可编程控制器；所述可编程控制器与所述成品暂存仓、所述耗材存储仓、所述成品移库机构和所述成品出口电控闸门通过控制信号线连接通讯；所述计算机与所述触摸液晶显示器、所述FDM3D打印机和所述USB外接口连接通讯。

优选的，所述共享式FDM3D打印机还包括外围设备，所述外围设备包括网络服务器、传输设备和220V/AC供电线路；所述网络服务器采用因特网或局域网网络线连接所述计算机和所述无线路由器进行通讯；所述网络服务器通过光纤与所述无源光纤接入用户端设备连接通讯；所述220V/AC供电线路连接所述恒温干燥器，控制所述恒温干燥器开启或关闭；所述恒温干燥器具有自动调节箱体温度，避免所述箱体内设备和材料受潮从而影响使用；所述传输设备连接互联网，通过所述互联网进行远距离传输数据和指令；所述传输设备为网络交换机或光端机；所述传输设备使用网络交换机或光端机取决于设备安装地点的现场能提供的条件。

优选的，所述无源光纤接入用户端设备通过网络线连接所述计算机。

优选的，所述计算机通过USB数据线连接所述触摸液晶显示屏、所述FDM3D打印机、所述可编程控制器和所述USB外接口；所述计算机还通过VGA或DVI或HDMI与所述触摸液晶显示器数据连接。

优选的，所述可编程控制器通过专用信号控制线与所述成品暂存仓、所述耗材存储仓、所述成品出口电控闸门和所述成品移库机构连接。

优选的，所述成品暂存仓内包括仓位平层传感器和成品入仓到位传感器，与所述可编程控制器通讯连接；所述耗材存储仓内包括耗材预警传感器和耗材缺乏传感器，与所述可编程控制器通讯连接；所述成品出口电控闸门包括锁位置传感器和门位置传感器，与所述可编程控制器通讯连接；所述成品移库机构包括成品移除传感器，与所述可编程控制器通讯连接。

优选的，移动客户端通过所述无线路由器控制计算机向所述可编程控制器发送取物控制指令，所述可编程控制器控制所述成品出口电控闸门开启和所述成品移库机构动作

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种共享式FDM3D打印机，实现了FDM3D打印机的共享打印，通过在共享打印机的箱体内设置成品暂存仓、耗材存储仓、成品移库机构、FDM3D打印机、计算机、无线路由器、无源光纤接入用户端设备、恒温干燥器、可编程控制器和开关电源，在箱体上设置触摸液晶显示屏、成品出口电控闸门和USB外接口。通过外部设置的220V/AC供电电路为共享打印机供电，和通过网络服务器与计算机实现通讯，从而使得用户可以通过移动终端发送打印文件或通过USB外接口传输打印文件至FDM3D打印机，从而实现3D打印，并通过触摸液晶显示屏和移动终端控制取出打印成品，实现付费打印。共享式FDM3D打印机节约了社会资源，实现了资源共享，节约生活成本，为社会进步提供了推动力。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的共享式FDM3D打印机结构示意图；

图2附图为本发明提供的共享式FDM3D打印机原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种共享式FDM3D打印机，包括：箱体，箱体内包括成品暂存仓、耗材存储仓、成品移库机构和打印控制设备，箱体上还包括成品出口电控闸门；打印控制设备连接成品暂存仓、耗材存储仓、成品移库机构和成品出口电控闸门；打印控制设备通过有线或无线方式接收打印指令和出库指令，根据打印指令控制耗材存储仓输送打印材料至打印控制设备；打印控制设备接收打印材料并进行打印获得打印成品；打印控制设备控制成品移库机构将打印成品输送至成品暂存仓；打印控制设备根据出库指令控制成品暂存仓移至成品出口电控闸门位置，并控制成品出口电控闸门开启或关闭。

为了进一步优化上述技术方案，箱体上还包括触摸液晶显示屏和USB外接口；打印控制设备与触摸液晶显示屏和USB外接口连接；触摸液晶显示屏上提供用户端通讯接入信息，用户端通过接入信息连接打印控制设备进行无线通讯，传输打印指令；通过USB外接口与打印控制设备进行有线通讯，传输打印指令。

为了进一步优化上述技术方案，打印控制设备包括FDM3D打印机、计算机、无线路由器、无源光纤接入用户端设备、恒温干燥器、可编程控制器和开关电源；开关电源分别连接可编程控制器、所述无线路由器、所述成品暂存仓、所述耗材存储仓和所述成品移库机构的适配器；无源光纤接入用户端设备与计算机和无线路由器连接通讯；可编程控制器与计算机上均设置有USB接口，计算机发送成品移库指令至可编程控制器；可编程控制器与成品暂存仓、耗材存储仓、成品移库机构和成品出口电控闸门通过控制信号线连接通讯；计算机与触摸液晶显示器、FDM3D打印机和USB外接口连接通讯。

为了进一步优化上述技术方案，共享式FDM3D打印机还包括外围设备，外围设备包括网络服务器、传输设备和220V/AC供电线路；网络服务器采用因特网或局域网网络线连接计算机和无线路由器进行通讯；网络服务器通过光纤与无源光纤接入用户端设备连接通讯；220V/AC供电线路连接恒温干燥器，控制恒温干燥器开启或关闭；恒温干燥器具有自动调节箱体温度，避免箱体内设备和材料受潮从而影响使用；传输设备连接互联网，通过互联网进行远距离传输数据和指令；传输设备为网络交换机或光端机；传输设备使用网络交换机或光端机取决于安装地点的现场能提供的条件。

为了进一步优化上述技术方案，无源光纤接入用户端设备通过网络线连接计算机。

为了进一步优化上述技术方案，计算机通过USB数据线连接触摸液晶显示屏、FDM3D打印机、可编程控制器和USB外接口；计算机还通过VGA或DVI或HDMI与触摸液晶显示器数据连接。

为了进一步优化上述技术方案，可编程控制器通过专用信号控制线与成品暂存仓、耗材存储仓、成品出口电控闸门和成品移库机构连接。

为了进一步优化上述技术方案，成品暂存仓内包括仓位平层传感器和成品入仓到位传感器，与可编程控制器通讯连接；耗材存储仓内包括耗材预警传感器和耗材缺乏传感器，与可编程控制器通讯连接；成品出口电控闸门包括锁位置传感器和门位置传感器，与可编程控制器通讯连接；成品移库机构包括成品移除传感器，与可编程控制器通讯连接。

为了进一步优化上述技术方案，移动客户端通过无线路由器控制计算机向可编程控制器发送取物控制指令，可编程控制器控制成品出口电控闸门开启和成品移库机构动作。

为了进一步优化上述技术方案，恒温干燥器使得共享式FDM3D打印机具备自动除湿功能。恒温干燥器是一个空气加热装置，安装于箱体内且位于底部耗材存储仓旁边，当箱体内温度低于37.5℃时启动加热空气，利用热气流将热量传导至箱体内各处，是水汽蒸发排出箱体，当箱体内温度高于38.5℃时停止加热空气，使箱体内温度具有相对恒定，不至箱体内部设备和材料受潮，避免影响正常工作。

为了进一步优化上述技术方案，自动清理台面功能的实现是基于每次打印产品前，可编程控制器会控制耗材存储仓内的环氧树脂箱，输出一块新的环氧树脂薄板至3D打印机工作台面，将要打印的产品在新的环氧树脂薄板上打印，待打印完成后，将打印成品连同薄板一起移至成品暂存仓。这样每次打印都将在新的环氧树脂薄板上打印就达到自动清理台面功能。

为了进一步优化上述技术方案，可编程控制器电源由箱体内开关电源提供的24V直流电，并且24V开关电源自带24V/DC后备电池，当打印期间遇突然断电，或强烈电磁辐射干扰导致计算机或3D打印机重新启动，这些异常信息将通过USB总线被可编程控制器采集并记录，待计算机重启并正常运行后，发送给计算机，由计算机通过互联网上传至服务器通知管理员，由计算机控制可编程控制器将打印的废品自动移至成品暂存仓，再由计算机控制可编程控制器更换新的环氧树脂薄板，并重新进行打印。

为了进一步优化上述技术方案，打印喷头自动预热和打印工作面自动找平功能预制在FDM 3D打印机内，在进行打印工作时可实现打印喷头的自动预热和打印工作面的自动找平，提高打印质量。

为了进一步优化上述技术方案，FDM3D打印机打印工作面自动找平功能是基于FDM3D打印机打印时通过打印机喷嘴分别轻微碰触打印工作面的4个边角和中心点的空间高度，由此计算出最佳的原始工作平面，用于打印时自动修正水平面偏差。

为了进一步优化上述技术方案，触摸液晶显示屏上显示二维码信息，二维码信息包括下载打印平台客户端APP和取物二维码。

为了进一步优化上述技术方案，成品出口电控闸门的锁位置传感器和门位置传感器与可编程控制器进行通讯，接收可编程控制器发送的取物开启指令，控制电控闸门的锁与门开启。

为了进一步优化上述技术方案，成品移库机构中的成品移除传感器监控打印成品是否移除至成品暂存仓。

为了进一步优化上述技术方案，耗材存储仓中设置的耗材缺乏传感器，能够检测当前打印状态和计算耗材量，监测耗材余量，当耗材不足时及时发出预警，并通过可编程控制器上传预警信息至计算机，计算机将预警信息显示在触摸液晶显示屏上，并通过网络服务器发送至后台以及无线发送至移动终端提醒管理员。

为了进一步优化上述技术方案，成品移库机构还包括成品移库通道，可以设置为传送带，FDM3D打印机打印出成品通过成品移库通道将成品传送至成品暂存仓，仓位平层传感器控制进行移库操作时，使得一个空的成品暂存仓入口正对成品移库通道，成品入仓到位传感器检测成品是否完全实现了入库操作。

实施例

打印控制设备中的计算机通过有线或无线方式接收打印指令和出库指令，并转发给可编程控制器；由计算机将打印指令通过数据线发送给可编程控制器，再由可编程控制器控制耗材存储仓内的送丝电机输送打印材料至FDM3D打印机，进行打印并获得打印成品；计算机发送移库指令至可编程控制器，再由可编程控制器控制成品移库机构将打印成品输送至成品暂存仓；计算机发送出库指令至可编程控制器，再由可编程控制器控制所述成品暂存仓和所述成品出口电控闸门动作，可编程控制器控制成品暂存仓移至成品出口电控闸门位置，并控制成品出口电控闸门开启或关闭。

客户通过移动终端扫描共享式FDM3D打印机触摸液晶显示屏上的“慧思通3D打印平台2维码”后下载安装慧思通3D打印平台客户端APP，并进行用户注册，用户成功注册后，通过移动终端无线上传或通过USB外接口上传需要打印的3D文件至共享式FDM3D打印机内部的计算机，文件经由慧思通网络服务器进行后台审核，审核通过后，客户可以在移动终端上完成支付，支付完成信息经由慧思通网络服务器进行后台审核通过后，向计算机发送打印指令，计算机再向FDM3D打印机发送打印指令，并开始打印文件，待3D文件打印完成后，计算机通过可编程控制器向成品移库机构发送成品移库指令，将打印成品移至成品暂存仓，同时计算机向慧思通网络服务器发送文件打印完成信息，由慧思通3D打印平台客户端APP向客户端发送文件打印完成信息，客户再次来到慧思通共享式FDM3D打印机前，客户通过扫描共享式FDM3D打印机的触摸液晶显示屏上的慧思通3D打印平台二维码后，在客户手机客户端软件控制下发送取物指令，计算机接收到取物指令，通过可编程控制器控制成品暂存仓移动至成品出口电控闸门位置，并控制成品出口电控闸门开启，客户取到成品。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种共享式FDM3D打印机，其特征在于，包括：箱体，所述箱体内包括成品暂存仓、耗材存储仓、成品移库机构和打印控制设备，所述箱体上还包括成品出口电控闸门；所述打印控制设备连接所述成品暂存仓、所述耗材存储仓、所述成品移库机构和所述成品出口电控闸门；所述打印控制设备通过有线或无线方式接收打印指令和出库指令，根据所述打印指令控制所述耗材存储仓输出打印材料至所述打印控制设备；所述打印控制设备接收所述打印材料并进行打印获得打印成品；所述打印机构控制所述成品移库机构将所述打印成品输送至所述成品暂存仓；所述打印控制设备根据所述出库指令控制所述成品暂存仓移至所述成品出口电控闸门位置，并控制所述成品出口电控闸门开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的共享式FDM3D打印机，其特征在于，所述箱体上还包括触摸液晶显示屏和USB外接口；所述打印控制设备与所述触摸液晶显示屏和所述USB外接口连接；所述触摸液晶显示屏上提供用户端通讯接入信息，用户端通过所述接入信息连接所述打印控制设备进行无线通讯，传输打印指令；通过所述USB外接口与所述打印控制设备进行有线通讯，传输打印指令。

3.根据权利要求1所述的共享式FDM3D打印机，其特征在于，所述打印控制设备包括FDM3D打印机、计算机、无线路由器、无源光纤接入用户端设备、恒温干燥器、可编程控制器和开关电源；

所述开关电源分别连接所述可编程控制器、所述无线路由器、所述成品暂存仓、所述耗材存储仓和所述成品移库机构；

所述无源光纤接入用户端设备与所述计算机和所述无线路由器连接通讯；

所述可编程控制器与所述计算机上均设置有USB接口，所述计算机发送成品移库指令至所述可编程控制器；所述可编程控制器与所述成品暂存仓、所述耗材存储仓、所述成品移库机构和所述成品出口电控闸门通过控制信号线连接通讯；

所述计算机与所述触摸液晶显示器、所述FDM3D打印机和所述USB外接口连接通讯。

4.根据权利要求3所述的共享式FDM3D打印机，其特征在于，所述共享式FDM3D打印机还包括外围设备，所述外围设备包括网络服务器、传输设备和220V/AC供电线路；所述网络服务器采用因特网或局域网网络线连接所述计算机和所述无线路由器进行通讯；所述网络服务器通过光纤与所述无源光纤接入用户端设备连接通讯；所述220V/AC供电线路连接所述恒温干燥器，控制所述恒温干燥器开启或关闭；所述传输设备连接互联网，通过所述互联网进行远距离传输数据和指令；所述传输设备为网络交换机或光端机。

5.根据权利要求1所述的共享式FDM3D打印机，其特征在于，所述无源光纤接入用户端设备通过网络线连接所述计算机。

6.根据权利要求1所述的共享式FDM3D打印机，其特征在于，所述计算机通过USB数据线连接所述触摸液晶显示屏、所述FDM3D打印机、所述可编程控制器和所述USB外接口；所述计算机还通过VGA或DVI或HDMI与所述触摸液晶显示器数据连接。

7.根据权利要求1所述的共享式FDM3D打印机，其特征在于，所述可编程控制器通过专用信号控制线与所述成品暂存仓、所述耗材存储仓、所述成品出口电控闸门和所述成品移库机构连接。

8.根据权利要求1所述的共享式FDM3D打印机，其特征在于，所述成品暂存仓内包括仓位平层传感器和成品入仓到位传感器，与所述可编程控制器通讯连接；所述耗材存储仓内包括耗材预警传感器和耗材缺乏传感器，与所述可编程控制器通讯连接；所述成品出口电控闸门包括锁位置传感器和门位置传感器，与所述可编程控制器通讯连接；所述成品移库机构包括成品移除传感器，与所述可编程控制器通讯连接。

9.根据权利要求1所述的共享式FDM3D打印机，其特征在于，移动客户端通过所述无线路由器控制计算机向所述可编程控制器发送取物控制指令，所述可编程控制器控制所述成品出口电控闸门开启和所述成品移库机构动作。