CN110861293B - 一种高温高精度3d打印机及其风冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温高精度3D打印机及其风冷系统，该打印机包含：设备外壳；运动机构支撑架，其设置在设备外壳内部；高温成型室，其设置在设备外壳内部且处于运动机构支撑架内侧；打印平台，其滑动设置在高温成型室内部；3D打印喷头及其挤出装置，其设置在设备外壳内且处于高温成型室外部；高精度运动机构，其至少包含：X、Y和Z轴运动机构；以及运动机构温控系统，其用于根据高精度运动机构温度实时调节冷却气流通道系统内的空气流量。本发明的风冷系统能够减少从高温成型室外壁向运动机构的热传导和热对流，并对运动机构上的整体温度场加以控制，降低机构整体温度，减小温度梯度，减小机构热变形，满足高精度3D打印的需求。

Description

一种高温高精度3D打印机及其风冷系统

技术领域

本发明涉及一种风冷系统，具体涉及一种高温高精度3D打印机及其风冷系统。

背景技术

3D打印技术(又称“增材制造技术”或“快速原形技术”)是一种数字化的先进制造技术，可直接根据零部件的CAD模型数据即可实现成型，省去了传统成型工艺中需要的刀具、夹具和模具等配套工具，大大简化了零部件的生产流程，而且可以方便地生产出形状复杂、难以加工的零件，具有很大的发展前景。

FDM技术(即熔融沉积成型技术)是目前成本最低、应用最广的3D打印设技术，目前大多数FDM 3D打印机不具备控制成型室内部环境的能力，只能成型熔点低于260℃的高分子聚合物，对于熔点较高的聚合物(如PEEK，即聚醚醚酮，其熔点为334℃)，其成型零件的热变形大，精度较低，且由于结晶不完全导致其强度与层间结合力较弱，很容易因为翘边与层间剥离等原因导致成型失败。因此，FDM技术在熔点较高的聚合物应用方面就受到了很大的限制。

目前，公开了一些针对高温材料3D打印的高温FDM 3D打印机的设计如：

(1)中国专利CN1136089C，其公开了高温成型装置，通过将所有运动机构设计在高温成型舱外，从而避免了运动机构与高温空气的直接接触，提高了运动机构的使用寿命和稳定性。然而，由于高温成型室仍会通过热对流与热辐射的方式向外散热，这将导致包围在外的运动机构受热不均匀而发生热变形，对于该专利所涉及的同步带传动的3D打印机而言，由于其打印精度较低，因此影响不大，但若要开发精度更高的3D打印机(如使用滚珠丝杠传动)，则必须考虑这种热变形对打印精度造成的影响；

(2)中国专利CN107187021A，其公开了一种3D打印高温成型装置，直接将运动机构置于高温成型室内部，虽对部分重要器件(包括电机)设置了液体冷却组件，但由不均匀的温度场造成的热变形也同样存在；

(3)中国专利CN208682133U，其公开了可打印高温材料的3D打印机，其主要是解决如何提高打印工作温度，因此其机箱外壳内设有保温隔热材料，打印预热组件设置在机箱内部，用于在密封的机箱产生恒定的高温环境打印温度。更是直接将运动机构置于高温成型室内部，虽对部分重要器件(如电机)设置了液冷装置，但由不均匀的温度场造成的热变形也同样存在，对于精度要求较高(定位精度小于30μm，重复定位精度小于10μm)的3D打印机而言这种设计是不合适的。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温高精度3D打印机及其风冷系统，该风冷系统解决了现有高温3D打印机的热变形问题，能够对运动机构上的整体温度场加以控制，减小温度梯度，进而减小机构热变形，使之满足高精度3D打印的需求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种高温高精度3D打印机的风冷系统，该风冷系统针对的高温高精度3D打印机包含：设备外壳，其为顶部翻盖的全封闭或半封闭式外壳，其顶部设置有：进风风扇及进风风扇滤网，其后侧下部设置有：排风风扇；运动机构支撑架，其设置在所述设备外壳内部，具有前立柱和后立柱；高温成型室，其设置在所述设备外壳内部且处于所述运动机构支撑架内侧；打印平台，其滑动设置在所述高温成型室内部；3D打印喷头及其挤出装置，其设置在所述设备外壳内且处于所述高温成型室外部，其喷头部分伸入所述高温成型室内部，其挤出装置部分位于所述高温成型室外部；以及高精度运动机构，其至少包含：X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，该X轴运动机构和Y轴运动机构与所述3D打印喷头及其挤出装置固定连接，用于使所述3D打印喷头及其挤出装置沿X轴和Y轴方向运动，该Z轴运动机构与所述打印平台连接，用于使所述打印平台沿Z轴方向运动。

其中，所述高温成型室外部空间和所述设备外壳构成了周边舱室，该周边舱室包含：用于安置所述高精度运动机构的运动轴的相关轴机构舱，该相关轴机构舱至少包含：XY轴机构舱和Z轴机构舱，该XY轴机构舱用于安装所述X轴运动机构和Y轴运动机构，所述Z轴机构舱用于安装所述Z轴运动机构。

在所述XY轴机构舱上部或顶部且处于所述进风风扇的正下方的位置处设置有：进风挡流板；在所述运动机构支撑架的前立柱的底端和后立柱的顶端和底端均设置的环形隔热流道后挡流板，所述后立柱的顶端和底端设置的环形隔热流道后挡流板处于所述运动机构支撑架的后侧，所述前立柱的底端设置的环形隔热流道后挡流板处于所述运动机构支撑架的左右两侧；所述运动机构支撑架左右两侧固定有：环形隔热流道侧挡流板，其处于XY轴机构舱内，其上设置有：环形隔热流道侧进气孔。

所述高温成型室左右两侧的侧壁的顶部上固定有：侧密封板和后密封板，该后密封板处于所述高温成型室左右两侧的侧壁的后端，该侧密封板与所述环形隔热流道后挡流板的一端相贴合且相垂直；所述高温成型室左右两侧的侧壁的顶部上还设有：环形隔热流道侧排气孔和前部通气孔，该环形隔热流道侧排气孔设置在所述高温成型室左右两侧的侧壁的顶部中部，且其出口处固定有：L形挡流片，该前部通气孔围绕所述运动机构支撑架的前立柱；所述高温成型室顶部与Z轴运动机构顶部之间的间隙构成了环形隔热流道后排气孔。

所述X轴运动机构上设置有：环形隔热流道上进气孔和后部通气孔。

所述风冷系统包含：运动机构温控系统和冷却气流通道系统，其中，运动机构温控系统用于根据所述高精度运动机构的温度实时调节冷却气流通道系统内的空气流量；所述冷却气流通道系统是由所述设备外壳、进风风扇、进风风扇滤网、排风风扇、进风挡流板、环形隔热流道后挡流板、环形隔热流道侧挡流板、侧密封板、后密封板，以及所述周边舱室构成的，其用于形成贯通该3D打印机的冷却气流。

其中，所述环形隔热流道上进气孔、环形隔热流道侧挡流板、环形隔热流道侧进气孔、环形隔热流道后挡流板、环形隔热流道侧排气孔和L形挡流片构成了环形隔热流道，其通过所述环形隔热流道后排气孔和环形隔热流道侧排气孔分别与位于所述XY轴机构舱下方的周边舱室连通。

优选地，所述高温成型室外部两侧各固定有一个：挂舱，该挂舱用于安装高温成型室加热器。

优选地，所述进风风扇和排风风扇均设有两个。

优选地，所述高温成型室的前侧、后侧、左侧、右侧和底部的侧壁外表面上均设有：隔热层。

优选地，所述高温成型室的顶部设有：随所述3D打印喷头及其挤出装置运动而伸缩的双层风琴板，且处于所述X轴运动机构和Y轴运动机构的下方，该双层风琴板由耐高温材料制成，包括：X轴风琴板和Y轴风琴板。

优选地，所述运动机构温控系统包含：温度传感器，其设置于所述高精度运动机构上，以及温控系统控制器，其与所述进风风扇和排风风扇的电机及所述温度传感器均电连接。

优选地，所述运动机构温控系统的电路包含：稳压电路、主控电路、风扇驱动电路和传感器电路。

其中，所述稳压电路用于将总电源的电流转化为两路低电压电流，分别用第一路低电压电流和第二路低电压电流；所述第一路低电压电流的输出端与所述主控电路、风扇驱动电路和传感器电路的电源输入端连接，为其逻辑控制电路提供电压；所述第二路低电压电流的输出端与所述主控电路连接，为其逻辑控制电路提供电压。

所述传感器电路中，所述第一路低电压电流的输出端与热敏电阻连接，该热敏电阻通过温度信号线与所述主控电路连接；所述热敏电阻用于实时检测机构温度，经低通滤波后通过所述温度信号线将电压信号传给所述主控电路的主控芯片。

所述主控电路中，所述温度信号线与主控芯片的引脚连接，通过主控芯片引脚提供的AD功能接收温度传感器电路传回的温度信号，经PID控制算法计算出驱动进风、排风风扇所需的PWM信号，并通过主控芯片引脚，经过光电耦合器向所述风扇驱动电路输出。

所述风扇驱动电路中，选用L298N双H桥直流电机驱动芯片作为主芯片，通过TFPWM和BF PWM线路与所述主控电路相连，分别接收进风风扇和排风风扇的PWM控制信号，主芯片L298N根据两路PWM信号，由其内部H桥控制风扇供电电路的通断占空比，从而驱动进风风扇和排风风扇以某一转速运转。

优选地，所述温度传感器设置于所述运动机构上温度最高的位置处。

本发明还提供了一种高温高精度3D打印机，该3D打印机为如权利要求1中所述的3D打印机，还具有如权利要求1-6中任意一项所述的高温高精度3D打印机的风冷系统，该3D打印机的高温成型室的温度在200度以上。

优选地，所述X轴运动机构设置在所述XY轴机构舱内且固定在所述运动机构支撑架顶部；所述Y轴运动机构设置在所述XY轴机构舱内且固定在所述运动机构支撑架顶部，与所述X轴运动机构处于同一平面内且相互垂直；所述Z轴运动机构设置在所述Z轴机构舱内且固定在所述运动机构支撑架后侧。

优选地，所述周边舱室还包含：用于安置除所述高精度运动机构外该3D打印机所需装置或部件的其它舱室，根据其它舱室相对于所述高温成型室的位置，该其它舱室包含：处于所述高温成型室两侧的侧舱、处所述高温成型室上方的顶舱、处于所述高温成型室下方的底舱，以及处于所述高温成型室后方的后舱；其中，所述其它舱室内安置的该3D打印机所需装置或部件，包括：3D打印耗材远程挤出装置、3D打印耗材及其支架、3D打印耗材烘干装置和控制系统相关器件。

本发明的高精度3D打印机及其风冷系统，解决了解决了现有3D打印机的热变形问题，具有以下优点：

本发明的风冷系统设计，能够有效地控制从高温成型室向其运动机构传导的热量，从而稳定运动机构的温度，均衡运动机构上的温度场，提高运动机构的使用寿命，减少运动机构热变形，提高高温3D打印机的运动精度，并提高设备的稳健性。

附图说明

图1为本发明实施例2的设备外壳的前侧立体图。

图2为本发明实施例2的设备外壳的后侧立体图。

图3为本发明实施例2的高精度3D打印机后侧的立体剖视图。

图4为本发明实施例2的运动机构支撑架的立体图。

图5为本发明实施例2的高精度3D打印机的左剖视图。

图6为本发明图5中A处局部放大图。

图7为本发明实施例2的高精度3D打印机的顶剖视图。

图8为本发明图7中B处局部放大图。

图9为本发明实施例2的高精度3D打印机的前剖视图。

图10为本发明图9中C处局部放大图。

图11为本发明图9中D处局部放大图。

图12为本发明的运动机构温控系统的原理图。

图13为本发明的运动机构温控系统的电路图。

图14为本发明的稳压电路的电路图。

图15为本发明的传感器电路的电路图。

图16为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6引脚连接图。

图17为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6的晶振电路和复位电路。

图18为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6的供电电路-1。

图19为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6的供电电路-2和启动状态选择电路。

图20为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6的程序烧写和调试电路。

图21为本发明的风扇驱动电路的电路图。

具体实施方式

下面将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。

作为对本发明的说明，以下对在本说明书中所涉及到的部分3D打印机特定结构的简化称谓进行说明：

本领域的技术人员可以理解，以打印平台所在平面上的任意固定点为原点，以打印平台所在平面的法向为Z轴，建立3D打印机的直角坐标系O-XYZ(X轴方向可任意选取)，则运动机构的3个运动轴中，用于驱动3D打印喷头(或打印平台)在X和Y轴方向上运动的运动机构，分别简称其为“X轴机构”和“Y轴机构”，用于驱动3D打印喷头(或打印平台)在Z轴方向上运动的运动机构，简称其为“Z轴机构”。

一种高精度3D打印机，该打印机包含：设备外壳1，其为顶部翻盖的全封闭或半封闭式外壳，其顶部设置有：进风风扇5及进风风扇滤网2，其后侧下部设置有：排风风扇4；运动机构支撑架20，其设置在设备外壳1内部，具有前立柱201和后立柱；高温成型室60，其设置在设备外壳1内部且处于运动机构支撑架20内侧；打印平台12，其滑动设置在高温成型室60内部；3D打印喷头及其挤出装置13，其设置在设备外壳1内且处于高温成型室60外部，其喷头部分伸入高温成型室60内部，其挤出装置部分位于高温成型室60外部；高精度运动机构，其至少包含：X轴运动机构7、Y轴运动机构8和Z轴运动机构10，该X轴运动机构7和Y轴运动机构8与3D打印喷头及其挤出装置13连接，用于使3D打印喷头及其挤出装置13沿X轴和Y轴方向运动，该Z轴运动机构10与打印平台12连接，用于使打印平台12沿Z轴方向运动；以及运动机构温控系统，其用于根据高精度运动机构的温度实时调节冷却气流通道系统内的空气流量。

其中，高温成型室60外部空间和设备外壳1构成了周边舱室，该周边舱室包含：用于安置高精度运动机构的运动轴的相关轴机构舱，该相关轴机构舱至少包含：XY轴机构舱9和Z轴机构舱11，该XY轴机构舱9用于安装X轴运动机构7和Y轴运动机构8，Z轴机构舱11用于安装Z轴运动机构10。

在XY轴机构舱9上部或顶部且处于进风风扇5的正下方的位置处设置有：进风挡流板140；在运动机构支撑架20的前立柱201的底端和后立柱的顶端和底端均设置的环形隔热流道后挡流板142，后立柱的顶端和底端设置的环形隔热流道后挡流板142处于运动机构支撑架20的后侧，前立柱201的底端设置的环形隔热流道后挡流板142处于运动机构支撑架20的左右两侧；运动机构支撑架20左右两侧固定有：环形隔热流道侧挡流板144，该环形隔热流道侧挡流板144上设置有：环形隔热流道侧进气孔24。

高温成型室60左右两侧的侧壁的顶部上固定有：侧密封板141和后密封板143，该后密封板143处于高温成型室60左右两侧的侧壁的后端，该侧密封板141与环形隔热流道后挡流板142的一端相贴合且相垂直；高温成型室60左右两侧的侧壁的顶部上还设有：环形隔热流道侧排气孔25和前部通气孔26，该环形隔热流道侧排气孔25设置在高温成型室60左右两侧的侧壁的顶部中部，且其出口处固定有：L形挡流片145，该前部通气孔26围绕运动机构支撑架20的前立柱201；高温成型室60顶部与Z轴运动机构10顶部之间的间隙构成了环形隔热流道后排气孔23。

X轴运动机构7上设置有：环形隔热流道上进气孔19和后部通气孔18。

其中，冷却气流通道系统是由设备外壳1、进风风扇5、进风风扇滤网2、排风风扇4、进风挡流板140、环形隔热流道后挡流板142、环形隔热流道侧挡流板144、侧密封板141、后密封板143，以及周边舱室构成的，其用于形成贯通该3D打印机的冷却气流。

其中，环形隔热流道上进气孔19、环形隔热流道侧挡流板144、环形隔热流道侧进气孔24、环形隔热流道后挡流板142、环形隔热流道侧排气孔25和L形挡流片145构成了环形隔热流道16，其通过环形隔热流道后排气孔23和环形隔热流道侧排气孔25分别与位于XY轴机构舱9下方的周边舱室连通。

进一步地，X轴运动机构7设置在XY轴机构舱9内且固定在运动机构支撑架20顶部；Y轴运动机构8设置在XY轴机构舱9内且固定在运动机构支撑架20顶部，与X轴运动机构7处于同一平面内且相互垂直；Z轴运动机构10设置在Z轴机构舱11内且固定在运动机构支撑架20后侧。

进一步地，周边舱室还包含：用于安置除高精度运动机构外该3D打印机所需装置或部件的其它舱室，根据其它舱室相对于高温成型室60的位置，该其它舱室包含：处于高温成型室两侧的侧舱15、处高温成型室上方的顶舱、处于高温成型室下方的底舱、处于高温成型室前方的前舱，以及处于高温成型室后方的后舱。

进一步地，其它舱室内安置的该3D打印机所需装置或部件，包括：高温成型室加热器、3D打印耗材远程挤出装置、3D打印耗材及其支架、3D打印耗材烘干装置和控制系统相关器件。

进一步地，高温成型室60外部两侧各固定有一个：挂舱，该挂舱用于安装高温成型室加热器。

进一步地，进风风扇5和排风风扇4均设有两个。

进一步地，高温成型室60的前侧、后侧、左侧、右侧和底部的侧壁外表面上均设有：隔热层21。

进一步地，高温成型室60的顶部设有：随3D打印喷头及其挤出装置13运动而伸缩的双层风琴板，该双层风琴板由耐高温材料制成，包括：X轴风琴板17和Y轴风琴板22。

进一步地，运动机构温控系统包含：温度传感器27，其设置于高精度运动机构上，以及温控系统控制器，其与进风风扇5和排风风扇4的电机及温度传感器27均电连接。

进一步地，运动机构温控系统的电路包含：稳压电路、主控电路、风扇驱动电路和传感器电路。

其中，稳压电路用于将总电源的电流转化为两路低电压电流，分别用第一路低电压电流和第二路低电压电流；第一路低电压电流的输出端与主控电路、风扇驱动电路和传感器电路的电源输入端连接，为其逻辑控制电路提供电压；第二路低电压电流的输出端与主控电路连接，为其逻辑控制电路提供电压。

传感器电路中，第一路低电压电流的输出端与热敏电阻连接，该热敏电阻通过温度信号线与主控电路连接；热敏电阻用于实时检测机构温度，经低通滤波后通过温度信号线将电压信号传给主控电路的主控芯片。

主控电路中，温度信号线与主控芯片的引脚连接，通过主控芯片引脚提供的AD功能接收温度传感器电路传回的温度信号，经PID控制算法计算出驱动进风、排风风扇所需的PWM信号，并通过主控芯片引脚，经过光电耦合器向风扇驱动电路输出。

风扇驱动电路中，选用L298N双H桥直流电机驱动芯片作为主芯片，通过TF PWM和BF PWM线路与主控电路相连，分别接收进风风扇5和排风风扇4的PWM控制信号，主芯片L298N根据两路PWM信号，由其内部H桥控制风扇供电电路的通断占空比，从而驱动进风风扇和排风风扇以某一转速运转。

进一步地，温度传感器27设置于Y轴运动机构8的导轨中部。

一种高精度3D打印机的风冷系统，该风冷系统由上述冷却气流通道系统和运动机构温控系统构成。

与中国专利CN1136089C公开的高温成型装置和中国专利CN107187021A公开的一种3D打印高温成型装置比较，中国专利CN1136089C提供了单纯分离的运动机构与高温成型室的隔热设计，中国专利CN107187021A中提供了对高温成型室内局部器件进行水冷冷却设计，而本发明提出的风冷系统设计具有更好的隔热、冷却效果，可在高精度运动机构上获得更均匀的温度场，进而实现更小的热变形，且相比于水冷系统，风冷系统具有维护方便，维护成本低的优势。且本发明提供的风冷系统主要由风扇、若干挡流板和密封板等低成本组件以及3D打印机原有的结构构成，容易在现有的高温3D打印机内通过局部改造加以实现。

本发明的3D打印机的风冷系统，其应用于具有较高精度要求的高温FDM 3D打印机(定位精度≤30μm，重复定位精度≤10μm，成型室运行温度≥200℃)，减少高温成型室向运动机构的热传导，同时对运动机构进行冷却，降低运动机构的整体温度，还能够对运动机构上的整体温度场加以控制，减小温度梯度，进而减小运动机构热变形，使之满足高精度3D打印的需求。

为了进一步地对本发明提供的高精度3D打印机机及其风冷系统进行具体说明，以下通过实施例1和实施例2进行详细阐述。

实施例1

一种高精度3D打印机的风冷系统，其适用于满足以下构型的FDM 3D打印机：具有一个或多个3D打印喷头及其挤出(送料)装置；具有用于驱动3D打印喷头或打印平台运动的至少3个运动轴的高精度运动机构；具有内部运行温度高于230℃的高温成型室，且3个运动轴的高精度运动机构位于高温成型室外部；设备外壳1与高温成型室60之间的空间构成的周边舱室；以及具有一个容纳高温成型室、周边舱室、所有机构和所有装置的全封闭或半封闭式设备外壳。

上述周边舱室包含：用于设置高精度运动机构的运动轴的相关轴机构舱(如XY轴机构舱、Z轴机构舱)、用于设置除运动轴外高精度运动机构其他部分的其它舱室。其中，根据其它舱室相对于高温成型室的位置，其它舱室包含：在高温成型室两侧的侧舱15、在高温成型室上方的顶舱、在高温成型室下方的底舱、在高温成型室前方(设备的人机交互面板所在的方向)的前舱，和在高温成型室后方的后舱。其它舱室用于安置3D打印机所需的其他装置或器件，包括：高温成型室加热器、3D打印耗材远程挤出装置、3D打印耗材及其支架、3D打印耗材烘干装置和控制系统相关器件。控制系统相关器件是本领域的已知技术，本发明是针对不同打印机对其风冷系统进行改进，而且不同品牌打印机的控制系统不同，因此在此不做赘述。

该风冷系统包含：由设备外壳1、设备外壳上设置的进风风扇5及其滤网2、设备外壳上设置的排风风扇4、设备外壳内部的多块挡流板和密封板、高精度运动机构和高温成型室的周边舱室所构成的贯通整个3D打印机的冷却气流通道系统，及根据高精度运动机构温度实时调节冷却气流通道内空气流量的运动机构温控系统。

上述进风风扇5设置在设备外壳1上部或顶部，进风风扇滤网2设置在其上，用于过滤进入进风风扇5的空气。

上述冷却气流通道系统在结构上耦合于设备外壳、高精度运动机构、高温成型室外壁及其周边舱室之间，通过合理引导进入设备内的冷空气气流穿过上述结构并最终排出设备，来起到隔热、冷却与均衡机构温度场的作用。

上述高精度运动机构与高温成型室60之间不存在任何结构上的直接的紧固连接，通过X轴风琴板17和Y轴隔热风琴板22隔开，X轴风琴板17和Y轴隔热风琴板22可通过X、Y轴风琴板固定架吊装在XY轴机构的下方，位于XY轴运动机构与成型室之间，其目的是为了避免具有不同热膨胀系数的材料在直接紧固连接并受热后发生难以控制的较大的翘曲变形。

上述运动机构温控系统包含：设置于高精度运动机构上的温度传感器27(NTC反温度系数热敏电阻)，设置于设备外壳1上的进风风扇5和排风风扇4，以及温控系统控制器，其能够保证在外界条件变动干扰下，高精度运动机构仍能运行在合理的温度范围内，并监测整个风冷系统的状态，在出现故障时发出警报。

该温控系统控制器采用单片机(选用STM32F429IGT6)，温度传感器滤波电路的输出端与单片机的PA0端口连接，温度信号通过该端口内的ADC通道输入单片机；从单片机的PB10和PB11端口分别输出两路控制进风风扇和排风风扇的PWM波信号，两路信号通过光电隔离器(也称光耦合器)分别输出给两路风扇电机的驱动电路；两路风扇电机驱动电路的输出端分别与进风风扇和排风风扇的供电端直接连接，根据PWM波信号驱动风扇运转。

如图12所示，为本发明的控制系统的工作原理图，温度传感器27设置于高精度运动机构温度较高的位置处，与温控系统控制器通过电连接，进风风扇5和排风风扇4也与温控系统控制器通过电连接，温度传感器27实时监测运动机构的温度并传输给温控系统控制器，温控系统控制器将接收的温度与设置的最有利于维持机构热变形量的参考目标温度做差，得到当前温度差，并通过PID算法控制设备外壳上的进风风扇5与排风风扇4的转速(控制方式为PWM波调制)。当高精度运动机构的温度偏高时提高进风风扇5和排风风扇4的转速，进而增大气流量，迫使机构温度下降；当高精度运动机构温度偏低时，则降低进风风扇5和排风风扇4转速，减小气流量，使高精度运动机构的温度恢复到合理范围内，而不至于过度冷却造成机构温度梯度增大。

此外，若进风风扇滤网2因灰尘积聚而过流阻力增大，导致冷却气流量的减少使得高精度运动机构温度上升时，或者当3D打印机外界气温变化较大时(如昼夜温差、季节温差的存在，或者设备的使用环境不同)，温度传感器27将检测到这一温度变化，并通过温控系统控制器相应的提高进风风扇5和排风风扇4的转速，进而补偿由于阻力增大而损失的气流量，直到风扇转速达到了最大值。若此时仍无法迫使机构温度降低，就证明滤网上的灰尘过多，温控系统控制器将发出警报(LED指示灯亮红灯)，提示用户清洗或更换滤网。如此一来，便有效地延长了滤网的清洗/更换周期，并且保证设备外壳内部环境的稳定性。

如图13所示，为本发明的运动机构温控系统的电路图，运动机构温控系统的电路包含：稳压电路(Regulator)、主控电路(Host)、风扇驱动电路(Fan Drive)和传感器电路(Sensor)。系统总电源为12V直流电，通过稳压电路(图14)转换为5V直流电和3.3V直流电。其中，5V输出端与主控电路、风扇驱动电路和传感器电路的电源输入端连接，为其逻辑控制电路提供电压；而3.3V输出端则与主控电路连接，为其逻辑控制电路提供电压。传感器电路(图15)通过引脚P1、P2与一个NTC型热敏电阻(既温度传感器)连接，并通过温度信号线(Temp Sig)与主控电路连接；热敏电阻实时检测机构温度，经低通滤波(RC低通滤波器，截止50Hz以上的噪声)后通过温度信号线将电压信号传给主控板。主控电路(图16-20)选用STM32F429IGT6单片机作为主控芯片，电路中设计了单片机的最小系统以及JTAG下载调试端口，便于对系统进行调试、升级。温度信号线与单片机的PA0引脚连接，通过PA0引脚提供的AD功能接收温度传感器电路传回的温度信号。经PID控制算法计算出驱动进风、排风风扇所需的PWM信号，并通过引脚PB10和PB11的PWM功能，经过光电耦合器向风扇驱动电路输出。当机构温度出现异常(如，冷却系统风扇全功率运行而机构温度仍过高)时，PC0引脚驱动报警指示灯LED0发红色光，提醒用户检查设备(如，检查风扇过滤网堵塞、风扇损坏、隔热结构损坏等)。风扇驱动电路(图21，共集开关电路，实现电平反向控制底部风扇的旋转方向)选用L298N双H桥直流电机驱动IC作为主芯片，通过TF PWM和BF PWM线路与主控电路相连，分别接收顶部进风风扇和底部排风风扇的PWM控制信号；两个进风风扇并联于风扇供电线TFout 1、TF out 2，而两个排风风扇并联于风扇供电线BF out 1、BF out 1。控制芯片L298N根据两路PWM信号，由其内部H桥控制风扇供电电路的通断占空比，从而驱动进风风扇和排风风扇以一定的转速运转。

如图16所示，为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6引脚连接图，给出了主控芯片STM32F429IGT6的传感器信号输入引脚(Temp_Sig)、顶部底部风扇驱动PWM信号的输出引脚和电路(TF_PWM和BF_PWM)、底部风扇方向控制信号的输出引脚和电路(BF_DRT)、报警LED指示灯的控制引脚以及一系列与启动状态选择电路和程序烧写调试电路相关的控制引脚。如图17所示，为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6的晶振电路和复位电路。如图18所示，为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6的供电电路-1。如图19所示，为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6的供电电路-2和启动状态选择电路。如图20所示，为本发明主控电路中主控芯片STM32F429IGT6的程序烧写和调试电路。

进一步地，如图11所示，温度传感器27设置于Y轴运动机构8的导轨中部位置，经过仿真试验证明，该位置的机构温度较高。

为了进一步提高成型室的许用温度，高温成型室60的前侧、后侧、左侧、右侧和底部的侧壁外表面上均设置了隔热层21。在隔热材料的耐热性能允许，且选用的进气、排风风扇风量充足的前提下，在成型室工作温度为230℃的情况下，本发明可将3D打印机运动机构的温度及其梯度与热变形控制在合理的范围内，使得运动机构最高温度≤40℃，定位精度≤30μm，重复定位精度≤10μm。

本发明的风冷系统的工作原理，具体如下：

在3D打印机工作时，由位于设备外壳上部或顶部的进风风扇5吸入外围冷空气，气流进入设备后由设备外壳内部的挡流板引导气流先进入XY轴机构舱9，在XY轴机构舱9内形成从X轴运动机构7和Y轴运动机构8外围向中部聚拢上升的气流场，抑制从高温成型室60顶部逃逸的热量或高温空气向X轴运动机构7和Y轴运动机构8扩散，降低并均衡机构温度。接着，一部分空气先进入X轴运动机构7或Y轴运动机构8与高温成型室60之间构成的环形隔热流道16，冷空气绕行于气流通道内，迅速带走从高温成型室60向X轴运动机构7或Y轴运动机构8传递的热量，再通过环形隔热流道16的排气孔优选的向下排入位于XY轴机构舱9下方的周边舱室。与此同时，另一部分空气则直接从XY轴机构舱9内通过通气孔向下流入位于XY轴机构舱9下方的周边舱室。最后，位于XY轴机构舱9下方周边舱室(Z轴机构舱11和侧舱15)内的空气均通过设备外壳1下部或底部的排风风扇4排出，带出多余的热量。

本发明的风冷系统，可有效地抑制从高温成型室60向高精度运动机构的热传导和热对流，有效地均衡高精度运动机构上的温度场，减小温度梯度，同时还可以有效地避免高温成型室60与高精度运动机构之间的热变形耦合，进而减小高精度运动机构的热变形。

实施例2

具有实施例1所述的风冷系统的高精度3D打印机，其包含：具有顶部翻盖的全封闭式设备外壳1，在设置设备外壳1顶部的两个进风风扇5及其滤网2，设置在设备外壳1后侧下部的两个排风风扇4，设置在设备外壳1的运动机构支撑架20，设置在设备外壳1内部且处于运动机构支撑架20内的高温成型室60，位于高温成型室60和运动机构支撑架20上方的XY轴机构舱9，设置在XY轴机构舱9内且固定在运动机构支撑架20顶部的X轴运动机构7和Y轴运动机构8，设置在XY轴机构舱9内的3D打印喷头及其挤出装置13，位于高温成型室60后方的Z轴机构舱11，设置在Z轴机构舱11内且固定在运动机构支撑架20后侧的Z轴运动机构10，滑动设置在高温成型室60内的打印平台12。其中，X轴运动机构7和Y轴运动机构8与3D打印喷头及其挤出装置13连接，用于使3D打印喷头及其挤出装置13沿X轴和Y轴方向运动，Z轴运动机构10与打印平台12连接，用于使打印平台12沿Z轴方向运动。3D打印喷头及其挤出装置13的喷头部分伸入高温成型室60内部，其固定在Y轴运动机构8的运动滑块上，其挤出装置部分位于高温成型室60外部并与Y轴运动机构8连接。

高温成型室60的前侧设置有舱门3，该舱门3转动设置在设备外壳1的前侧壁上，高温成型室60的前侧、后侧、左侧、右侧和底部的侧壁外表面上均设置了隔热层21，进一步提高了高温成型室60的许用温度。在隔热材料的耐热性能允许，且选用的进气、排风风扇风量充足的前提下，在成型室工作温度为230℃的情况下，3D打印机运动机构的温度及其梯度与热变形控制在合理的范围内，使得运动机构最高温度≤40℃，定位精度≤30μm，重复定位精度≤10μm。

高温成型室60的顶部设置了随3D打印喷头及其挤出装置13运动而伸缩的双层风琴板，该双层风琴板由耐高温材料制成，具体的，包括X轴风琴板17和Y轴风琴板22。X轴风琴板的固定端固定于X轴风琴板固定架上，位于X轴运动机构7的基板开口下方左右两侧，其移动端固定于Y轴风琴板固定架，随Y轴机构的运动而伸缩；Y轴风琴板的固定端固定于Y轴风琴板固定架上，位于Y轴运动机构8下方前后两侧，其移动端固定于3D打印喷头及其挤出装置13的3D打印喷头上，随打印喷头的运动而伸缩。X轴风琴板17和Y轴风琴板22使得高温成型室60成为一个密闭空间，阻挡高温成型室60内的热空气向上进入XY轴机构舱，从而阻挡了高温成型室60向XY轴运动机构的热传导。

此外，高温成型室60的两侧各外挂有一个挂舱，该空间内用于安装高温成型室加热器，由于本发明不涉及高温成型室60的内部设计，故将前述挂舱也视为高温成型室60的一部分，其内部温度与高温成型室60的工作温度保持一致。

在上述构型的3D打印内部，本发明提供的冷却气流通道系统贯穿其中(由设备外壳1、多个挡流板、密封板、X轴运动机构7、运动机构支撑架20，以及构成高温成型室60的多个壁板所构成)，具体的，在3D打印内部的结构有：设置在XY轴机构舱9的上部或顶部且处于进风风扇5的正下方的进风挡流板140，设置在X轴运动机构7上的环形隔热流道上进气孔19和后部通气孔18，固定在运动机构支撑架20左右两侧上部的环形隔热流道侧挡流板144及其上设置的环形隔热流道侧进气孔24，设置在运动机构支撑架20各个角上的环形隔热流道后挡流板142(参见图4)，设置在高温成型室左右两侧壁61顶部的环形隔热流道侧排气孔25，固定在高温成型室左右两侧壁61上环形隔热流道侧排气孔25的出口处的L形挡流片145(参见图10)，设置在高温成型室左右两侧壁61顶部上的前部通气孔26，以及固定在高温成型室左右两侧壁61顶部的侧密封板141和后密封板143(参见图7)。运动机构支撑架20的前立柱201贯穿该前部通气孔26。后密封板143处于高温成型室60左右两侧的侧壁的后端，侧密封板141与环形隔热流道后挡流板142的一端相贴合且相垂直。

上述环形隔热流道上进气孔19具体设置在X轴运动机构7的基板上，在基板的前侧和后侧各设置有一排环形隔热流道上进气孔19。上述环形隔热流道侧挡流板144固定在运动机构支撑架20左右两侧上部，并处于XY轴机构舱内，挡住运动机构支撑架20左右两侧位于高温成型室60上部的区域，从而形成环形流道结构。上述侧密封板141和后密封板143相互垂直，且均紧贴于X轴运动机构7的基板。

其中，环形隔热流道上进气孔19、环形隔热流道侧挡流板144、环形隔热流道侧进气孔24、环形隔热流道后挡流板142、环形隔热流道侧排气孔25和L形挡流片145构成了环形隔热流道16。该环形隔热流道16中的排气孔和与周边舱室连通的进气孔均紧贴或环抱于Z轴运动机构或运动机构的其他支撑结构周围，排出的冷空气在其表面形成优选的自上而下流动的冷气膜，起到阻隔Z轴机构或运动机构的其他支撑结构与高温成型室外壁之间的对流传热，从而降低相关结构上的温度，并均衡整个运动机构的温度场。

高温成型室60顶部与Z轴运动机构10顶部之间的间隙形成环形隔热流道后排气孔23。X轴运动机构7上设置有后部通气孔18。

本发明的高温高精度3D打印机的工作原理，具体如下：

如图5所示，在高温高精度3D打印机工作时，由位于所示的设备外壳1上部或顶部的进风风扇5吸入外围冷空气，气流进入打印机后由进风挡流板140引导气流从侧面先进入XY轴机构舱9内，在XY轴机构舱9内形成从X轴运动机构7和Y轴运动机构8外围向中部聚拢并上升的气流场。而且，一部分空气通过X轴运动机构7上设置的环形隔热流道上进气孔19和环形隔热流道侧挡流板144上设置的环形隔热流道侧进气孔24进入位于X轴运动机构7与高温成型室60之间的环形隔热流道16内。被吸入的冷空气绕行于环形隔热流道16内，而环形隔热流道16是较为狭窄的形状，使得内部气流流速变快，得以迅速带走从高温成型室60向X轴运动机构7和运动机构支撑架20传递的热量，对X轴运动机构7和运动机构支撑架20实现一定程度的冷却作用。

环形隔热流道16内的空气通过环形隔热流道后排气孔23和环形隔热流道侧排气孔25，分别向下排入位于XY轴机构舱9下方的Z轴机构舱11和侧舱15。从环形隔热流道后排气孔23排出的冷气流将在高温成型室60与Z轴运动机构10之间形成一道自上而下流动的“空气幕帘”，从而有效地隔绝从高温成型室60向Z轴运动机构10的热传导与热对流，实现对Z轴机构温度的控制。

位于高温成型室60的左右两侧侧壁上的环形隔热流道侧排气孔25及其出口处设置的L形挡流片145，使得从环形隔热流道侧排气孔25排出的空气在撞上L形挡流片145后将向四周发散，从而在高温成型室60两侧的挂舱上方形成“伞状”气流，从而迅速带走了该区域中向上运动的热空气，进一步隔离了从高温成型室60向XY轴机构舱9传递的热量，稳定了XY轴机构舱9内空气的温度。L形挡流片145还避免了从环形隔热流道侧排气孔25排出的冷空气流直接作用于高温成型室加热器顶部，而导致过强的对流换热带走过多的热量，造成不必要的热量损失。

此外，在XY轴机构舱9内，另一部分没有进入环形隔热流道16的冷空气则直接从XY轴机构舱9内通过X轴运动机构7上设置的后部通气孔18(参见图3)向下流入Z轴机构舱11，或通过高温成型室左右两侧壁61前端顶部的前部通气孔26向下流入侧舱15。从后部通气孔18排入Z轴机构舱11的冷空气将覆盖整个Z轴运动机构10，起到直接冷却机构，降低Z轴机构舱11的内环境温度，均衡整个运动机构温度场的作用。前部通气孔26环抱于运动机构支撑架20的前立柱201周围，其排出的冷空气在前立柱201表面形成自上而下流动的环形冷气膜，阻隔了前立柱201与高温成型室60的外壁之间的对流传热，从而降低了该结构上的温度，均衡了整个运动机构的温度场。

通过仿真分析与样机试验证明，环形隔热流道16对降低X轴运动机构7的温度以及均衡运动机构温度场方面发挥着重要而显著的作用。而且，从X轴运动机构7和Y轴运动机构8外围向中部聚拢并上升的气流场可迅速带走或稀释从高温成型室60顶部的X轴风琴板17和Y轴隔热风琴板22表面传导出的热量或者从其缝隙中渗出的高温空气，有效的避免了热量向X轴机构7和Y轴机构8的扩散，同时还保证了XY轴机构舱9内部的环境温度维持在合理范围内，对降低和均衡机构温度发挥了重要的作用。

经仿真分析与样机验证，本发明实施例2的运行效果为：

在本发明实施例1的风冷系统在实施例2高温高精度3D打印机上运行，高温成型室60的稳定工作温度为250℃时，X轴运动机构7、Y轴运动机构8和Z轴运动机构10上的最高温度均低于40℃，且所有机构上的温度极差小于5℃。在该温度与温度场下，X轴运动机构7、Y轴运动机构8和Z轴运动机构10上热变形最为严重的直线导轨的最大翘曲变形量低于125μm/m，在高温高精度3D打印机的最大工作行程(200mm)上由热变形带来的定位误差约为25μm。而且，配合具有合理的精度等级的滚珠丝杠螺母运动副和直线导轨滑块运动副，高温高精度3D打印机实现定位精度优于30μm，重复定位精度优于10μm的效果。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种高温高精度3D打印机的风冷系统，其特征在于，该风冷系统针对的高温高精度3D打印机包含：

设备外壳（1），其为顶部翻盖的全封闭或半封闭式外壳，其顶部设置有：进风风扇（5）及进风风扇滤网（2），其后侧下部设置有：排风风扇（4）；

运动机构支撑架（20），其设置在所述设备外壳（1）内部，具有前立柱（201）和后立柱；

高温成型室（60），其设置在所述设备外壳（1）内部且处于所述运动机构支撑架（20）内侧；

打印平台（12），其滑动设置在所述高温成型室（60）内部；

3D打印喷头及其挤出装置（13），其设置在所述设备外壳（1）内且处于所述高温成型室（60）外部，其喷头部分伸入所述高温成型室（60）内部，其挤出装置部分位于所述高温成型室（60）外部；以及

高精度运动机构，其至少包含：X轴运动机构（7）、Y轴运动机构（8）和Z轴运动机构（10），该X轴运动机构（7）和Y轴运动机构（8）与所述3D打印喷头及其挤出装置（13）固定连接，用于使所述3D打印喷头及其挤出装置（13）沿X轴和Y轴方向运动，该Z轴运动机构（10）与所述打印平台（12）连接，用于使所述打印平台（12）沿Z轴方向运动；

其中，所述高温成型室（60）外部空间和所述设备外壳（1）构成了周边舱室，该周边舱室包含：用于安置所述高精度运动机构的运动轴的相关轴机构舱，该相关轴机构舱至少包含：XY轴机构舱（9）和Z轴机构舱（11），该XY轴机构舱（9）用于安装所述X轴运动机构（7）和Y轴运动机构（8），所述Z轴机构舱（11）用于安装所述Z轴运动机构（10）；

在所述XY轴机构舱（9）上部或顶部且处于所述进风风扇（5）的正下方的位置处设置有：进风挡流板（140）；在所述运动机构支撑架（20）的前立柱（201）的底端和后立柱的顶端和底端均设置的环形隔热流道后挡流板（142），所述后立柱的顶端和底端设置的环形隔热流道后挡流板（142）处于所述运动机构支撑架（20）的后侧，所述前立柱（201）的底端设置的环形隔热流道后挡流板（142）处于所述运动机构支撑架（20）的左右两侧；所述运动机构支撑架（20）左右两侧固定有：环形隔热流道侧挡流板（144），其处于XY轴机构舱内，其上设置有：环形隔热流道侧进气孔（24）；

所述高温成型室（60）左右两侧的侧壁的顶部上固定有：侧密封板（141）和后密封板（143），该后密封板（143）处于所述高温成型室（60）左右两侧的侧壁的后端，该侧密封板（141）与所述环形隔热流道后挡流板（142）的一端相贴合且相垂直；所述高温成型室（60）左右两侧的侧壁的顶部上还设有：环形隔热流道侧排气孔（25）和前部通气孔（26），该环形隔热流道侧排气孔（25）设置在所述高温成型室（60）左右两侧的侧壁的顶部中部，且其出口处固定有：L形挡流片（145），该前部通气孔（26）围绕所述运动机构支撑架（20）的前立柱（201）；所述高温成型室（60）顶部与Z轴运动机构（10）顶部之间的间隙构成了环形隔热流道后排气孔（23）；

所述X轴运动机构（7）上设置有：环形隔热流道上进气孔（19）和后部通气孔（18）；

所述风冷系统包含：运动机构温控系统和冷却气流通道系统，其中，运动机构温控系统用于根据所述高精度运动机构的温度实时调节冷却气流通道系统内的空气流量；所述冷却气流通道系统是由所述设备外壳（1）、进风风扇（5）、进风风扇滤网（2）、排风风扇（4）、进风挡流板（140）、环形隔热流道后挡流板（142）、环形隔热流道侧挡流板（144）、侧密封板（141）、后密封板（143），以及所述周边舱室构成的，其用于形成贯通该3D打印机的冷却气流；

其中，所述环形隔热流道上进气孔（19）、环形隔热流道侧挡流板（144）、环形隔热流道侧进气孔（24）、环形隔热流道后挡流板（142）、环形隔热流道侧排气孔（25）和L形挡流片（145）构成了环形隔热流道（16），其通过所述环形隔热流道后排气孔（23）和环形隔热流道侧排气孔（25）分别与位于所述XY轴机构舱（9）下方的周边舱室连通；

所述高温成型室（60）外部两侧各固定有一个：挂舱，该挂舱用于安装高温成型室加热器；

所述高温成型室（60）的前侧、后侧、左侧、右侧和底部的侧壁外表面上均设有：隔热层（21）。

2.根据权利要求1所述的高温高精度3D打印机的风冷系统，其特征在于，所述高温成型室（60）的顶部设有：随所述3D打印喷头及其挤出装置（13）运动而伸缩的双层风琴板，且处于所述X轴运动机构（7）和Y轴运动机构（8）的下方，该双层风琴板由耐高温材料制成，包括：X轴风琴板（17）和Y轴风琴板（22）。

3.根据权利要求1所述的高温高精度3D打印机的风冷系统，其特征在于，所述运动机构温控系统包含：

温度传感器（27），其设置于所述高精度运动机构上，以及

温控系统控制器，其与所述进风风扇（5）和排风风扇（4）的电机及所述温度传感器（27）均电连接。

4.根据权利要求3所述的高温高精度3D打印机的风冷系统，其特征在于，所述温度传感器（27）设置于所述运动机构上温度最高的位置处。

5.根据权利要求3所述的高温高精度3D打印机的风冷系统，其特征在于，所述运动机构温控系统的电路包含：稳压电路、主控电路、风扇驱动电路和传感器电路；

其中，所述稳压电路用于将总电源的电流转化为两路低电压电流，分别用第一路低电压电流和第二路低电压电流；所述第一路低电压电流的输出端与所述主控电路、风扇驱动电路和传感器电路的电源输入端连接，为其逻辑控制电路提供电压；所述第二路低电压电流的输出端与所述主控电路连接，为其逻辑控制电路提供电压；

所述传感器电路中，所述第一路低电压电流的输出端与热敏电阻连接，该热敏电阻通过温度信号线与所述主控电路连接；所述热敏电阻用于实时检测机构温度，经低通滤波后通过所述温度信号线将电压信号传给所述主控电路的主控芯片；

所述主控电路中，所述温度信号线与主控芯片的引脚连接，通过主控芯片引脚提供的AD功能接收温度传感器电路传回的温度信号，经PID控制算法计算出驱动进风、排风风扇所需的PWM信号，并通过主控芯片引脚，经过光电耦合器向所述风扇驱动电路输出；

所述风扇驱动电路中，选用L298N双H桥直流电机驱动芯片作为主芯片，通过TF PWM和BF PWM线路与所述主控电路相连，分别接收进风风扇（5）和排风风扇（4）的PWM控制信号，主芯片L298N根据两路PWM信号，由其内部H桥控制风扇供电电路的通断占空比，从而驱动进风风扇和排风风扇以某一转速运转。

6.一种高温高精度3D打印机，其特征在于，该3D打印机具有如权利要求1-5中任意一项所述的高温高精度3D打印机的风冷系统，该3D打印机的高温成型室（60）的温度在200度以上。

7.根据权利要求6所述的高温高精度3D打印机，其特征在于，所述X轴运动机构（7）设置在所述XY轴机构舱（9）内且固定在所述运动机构支撑架（20）顶部；所述Y轴运动机构（8）设置在所述XY轴机构舱（9）内且固定在所述运动机构支撑架（20）顶部，与所述X轴运动机构（7）处于同一平面内且相互垂直；所述Z轴运动机构（10）设置在所述Z轴机构舱（11）内且固定在所述运动机构支撑架（20）后侧。

8.根据权利要求6所述的高温高精度3D打印机，其特征在于，所述周边舱室还包含：用于安置除所述高精度运动机构外该3D打印机所需装置或部件的其它舱室，根据其它舱室相对于所述高温成型室（60）的位置，该其它舱室包含：处于所述高温成型室两侧的侧舱（15）、处所述高温成型室上方的顶舱、处于所述高温成型室下方的底舱，以及处于所述高温成型室后方的后舱；其中，所述其它舱室内安置的该3D打印机所需装置或部件，包括：3D打印耗材远程挤出装置、3D打印耗材及其支架、3D打印耗材烘干装置和控制系统相关器件。