CN110891769A - 通过力反馈设置3d打印机喷嘴间隙 - Google Patents

Abstract

一种控制3D打印机的系统和方法，包括：处理器从传感器获得用于3D打印机的喷嘴和3D打印机的构建板之间的多个距离中的每一个的相应传感器值，所述传感器值均表征来自喷嘴并且到传感器值所对应的相应距离处的构建板上的长丝的沉积的特征；基于所获得的传感器值识别特征的最大和/或最小值；以及基于被识别的最大和/或最小值而设置在喷嘴和构建板之间的初始间隙，在该初始间隙处沉积待合成的对象的第一层。

Description

通过力反馈设置3D打印机喷嘴间隙

技术领域

本发明涉及用于为初始打印层设置在三维（3D）打印机的喷嘴和构建表面之间的间隙的系统和方法。

背景技术

3D打印或增材制造是例如基于通过数字文件和/或通过扫描待通过3D打印机复制的固体对象提供的蓝图而制造三维固体对象的过程。通过在3D打印机的平台的构建表面上以图案策略性地产生增加材料的连续层直到创建整个对象为止来实现所需3D固体对象的合成。能够例如通过数字文件驱动3D对象的合成，该数字文件提供了描述如何创建层的图案以及用于产生对象的材料的规范。

通常通过构建笼而保护3D打印机不受外部影响，并且，在构建笼内，3D打印机包括具有构建表面的构建平台，在该构建表面上执行合成过程。在构建平台上构建（打印）3D对象之前，构建平台应当被设置成水平状态。出于该目的，构建平台能够包括在腿部（例如，两个前腿部和一个中心后腿部）上的平台框架和在平台框架上的平台板，其中，弹簧例如在对应于两个前腿部中的每一个的位置处将平台板向上远离平台框架偏压，但是被独立压缩以用于在两个前腿部处使平台板向下移动成更靠近平台框架直到确定构建平台处于水平状态为止，在该点处，能够锁定平台板相对于平台框架的位置。

能够例如根据以下各者中的任何一项执行增加材料的连续层的产生：(1)还原光固化（Vat Photopolymerisation）、(2)材料喷射、(3)粘结剂喷射、(4)定向能量沉积、(5)粉末床熔融、(6)薄片叠层或(7)材料挤出。用于产生连续层的材料挤出的具体过程能够涉及使用熔融沉积成型（“FDM”）、熔融长丝制造（“FFF”）或直接墨水书写（“DIW”）进行顺序沉积。

用作3D打印机的“墨水”以产生3D对象的材料能够包括例如以下材料中的任何一种的长丝：粉末材料、聚合物材料、热塑性塑料、共晶金属、可食用材料、橡胶、造型粘土、塑像用粘土、金属粘土、陶瓷材料、金属合金、纸、由陶瓷和金属材料组成的复合材料（“金属陶瓷”）、金属基复合物、陶瓷基复合物、光敏聚合物、石膏、不锈钢、铝、塑料膜和金属箔。长丝在打印机头处被加热，被通过喷嘴挤出并且沉积到构建平台的构建表面上，例如如在2016年6月28日提交的美国专利申请序列号15/195,456和2016年12月6日提交的美国专利申请序列号15/371,018中描述地，每个申请的内容以此通过引用整体并入本文中。

最初将喷嘴定位在沿z方向距构建表面初始距离（z距离）处，即具有初始间隙（初始z间隙），以用于在喷嘴在x-y平面中移位时，通过将长丝通过喷嘴挤出而沉积待合成的对象的第一层。在每一层被沉积之后，在待沉积另一层的地方，通过沿z方向向上移位喷嘴或者沿z方向向下移位构建表面而将在喷嘴和构建表面之间的z距离增加预设量，且然后将下一层沉积在之前沉积的层上。

许多3D打印机通过使用探针传感器感测构建表面的存在和位置以及然后使构建表面或喷嘴移位以将初始z间隙改变成预定设置来设置在喷嘴和构建表面之间的初始z间隙。

发明内容

在FFF制造中，通常为大约0.2-0.3 mm的初始z间隙是重要的，待合成的对象的第一层在该初始z间隙处沉积到打印表面上。如果初始z间隙比0.3 mm更宽，则初始基底沉积层可能不会充分地结合至构建表面，从而导致打印失败。另一方面，如果初始z间隙小于0.2mm，则合成的对象可以由于离开喷嘴的熔融长丝在被敷设到构建表面上时被向外挤而变形，打印的对象可以与构建表面结合得太坚固，从而导致在从构建表面移除对象时对其可能的损伤，喷嘴可以变得被长丝堵塞从而导致对打印机的损伤和/或畸形的合成的对象，可以阻止长丝被挤出以构建对象的第一层等。

使用探针传感器将z间隙设置为例如在0.2-0.3 mm之间的预设值的过程关于测量的感测中涉及的部件的校准以及测量的精确度容易产生误差。

如下是在下文中详细描述的特定实施例的总结。呈现所描述的方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施例的简要概述，并且这些方面的描述不旨在限制本公开的范围。事实上，本公开可以包含在下文可能未明确阐述的各种方面。

本发明的示例实施例提供了一种系统和方法，其使用关于所感测的由长丝在构建表面上的沉积产生的力的反馈来设置初始z间隙。在这点上，由于对被沉积的熔融长丝能够在其中扩散的空间的量的限制，初始z间隙越小，由长丝到构建表面上的沉积产生的力越大。

在示例实施例中，系统和方法获得由长丝到构建表面上的沉积产生的最小力的值（其对应于在大的初始z间隙处的最畅通的沉积），并且使用来自传感器的反馈来识别由长丝到构建表面上的沉积所导致的最大感测力（其对应于最小初始z间隙）。系统和方法然后基于被识别的最大感测力而设置初始z间隙。在示例实施例中，所获得的由长丝的沉积产生的最小力的值也用于设置初始z间隙。

在示例实施例中，基于被识别的最大感测力设置初始z间隙包括将初始z间隙设置为一值，在该值处，由长丝沉积产生的力是在所获得的产生的最小力的值和被识别的最大感测力之间的预定百分比。

在替代示例实施例中，基于被识别的最大感测力设置初始z间隙包括将初始z间隙从其处最大感测力被感测到的位置扩大预定量（例如，0.2 mm）。

在示例实施例中，在通过设置喷嘴或构建板的z位置而设置的多个z间隙中的每一个处，随着喷嘴在x-y平面中移位的同时沉积长丝，传感器产生对应于由长丝沉积产生的力的信号，该构建板的顶部表面是构建表面。处理对应于不同z间隙的各种输出信号以识别最大感测力。

在示例实施例中，传感器感测驱动马达以使长丝移位预定距离通过通向喷嘴的连接器管所需的功率的量，感测到的所需功率的量对应于反电动势（EMF）的量，该反电动势是推动驱动马达的电流的电动势。例如，控制为马达供电的电源的驱动器包括传感器，该传感器感测马达没有正充分移动以使长丝移动预定距离、确定功率必须上升以使马达充分移动的量，以及控制电源以提供所确定的功率的量，该功率的量对应于由长丝的沉积产生的力。

在替代示例实施例中，传感器感测在预设量的驱动功率的影响下由马达驱动的驱动齿轮的角位移，其中，在预设量的驱动功率下，例如每单位时间的角移动越小，由长丝的沉积产生的力越大。

在替代示例实施例中，随着长丝在驱动齿轮的影响下直线地行进通过连接器管，传感器感测转动的惰轮的角位移，该驱动齿轮转而在预设量的驱动功率的影响下由马达驱动，其中，在预设量的驱动功率下，例如每单位时间的角移动越小，由长丝的沉积所产生的力越大。

在替代示例实施例中，随着长丝在驱动齿轮的影响下直线地行进通过连接器管，传感器感测长丝的直线位移，该驱动齿轮转而在预设量的驱动功率的影响下由马达驱动，其中，在预设量的驱动功率下，例如每单位时间的直线移动越小，由长丝的沉积所产生的力越大。

在替代示例实施例中，压力传感器感测在长丝沉积期间被施加到构建板的压力，该压力取决于由长丝沉积产生的力并且因此对应于初始z间隙。

在替代示例实施例中，压力传感器感测在长丝沉积期间被施加到喷嘴的压力，该压力取决于由长丝沉积产生的力并且因此对应于初始z间隙。

应当注意，在其中使用角位移、直线位移或压力传感器的实施例中，不必将角位移、直线位移或压力传感器值的传感器输出信号转换为用于设置初始z间隙的力值，而是那些传感器值能够以与在其中基于力值设置初始z间隙的实施例中描述的相同的方式直接用于设置初始z间隙。还应注意，根据在其中将初始z间隙从其处所感测的特征的外边界被感测到的位置扩大预定量的实施例，其中，使用位移代替力，所感测的特征的外边界是最小传感器值而不是最大传感器值，即，扩大量是距其处感测到最小感测位移的位置的预定量的扩大量。这是因为力和位移反向相关，即，力越大，位移越小。

在示例实施例中，通过使用来自传感器的反馈来识别所产生的最小力的值的系统和方法而执行所产生的最小力的值的获得。具体地，在示例实施例中，系统和方法最初将喷嘴或构建板设置至预定z位置，在该z位置处，在喷嘴和构建板之间的z间隙非常大，并且系统和方法获得用于该z间隙的力传感器值（或等同物）以作为基准力值。

系统和方法然后将z间隙逐渐减小预定量，且在z间隙中的每一个处获得新传感器读数，直到检测到已经达到最大力（或等同物）传感器值为止。例如，在示例实施例中，当在已经确定传感器值针对z间隙中的改变而改变，然后确定在随后的z间隙设置（在该z间隙设置处获得传感器值）之间的传感器值不改变或至少不改变阈值量之后时，系统和方法检测到已经达到最大力传感器值。替代地，在示例实施例中，当在随后的z间隙设置之间在传感器值的改变中存在大的尖峰时，系统和方法检测到已经达到最大力传感器值。例如，预期在其处产生最大力的z间隙处获得的值和紧接在前设置的z间隙处获得的值之间可以存在大的尖峰，并且预期，一旦达到其处产生最大力的z间隙，之后获得的值将不在连续的传感器读数之间改变阈值量。

本发明的示例实施例涉及3D打印机布置，其包括3D打印机、传感器和处理电路，其中，处理电路配置为：从传感器获得对应于力（或者等同测量）（该力由在各种z间隙处通过3D打印机将长丝沉积到3D打印机的构建板的构建表面上而引起）的读数的信号、识别所获得的力信号的最大力信号、选择z间隙以用作用于对象的打印的第一层的初始z间隙，以及控制3D打印机的部件移位至其处将设置所选择的z间隙的位置。

本发明的示例实施例涉及一种处理电路，该处理电路配置为：从传感器获得对应于力（或者等同测量）（该力由在各种z间隙处通过3D打印机将长丝沉积到3D打印机的构建板的构建表面上而引起）的读数的信号、识别所获得的力信号的最大力信号、选择z间隙以用作用于对象的打印的第一层的初始z间隙，以及输出控制信号以用于控制3D打印机的部件移位至其处将设置所选择的z间隙的位置。

本发明的示例实施例涉及一种非瞬态计算机可读介质，在该非瞬态计算机可读介质上存储指令，该指令可通过处理器执行并且在通过处理器执行时使处理器执行方法，该方法包括：从传感器获得对应于力（或者等同测量）（该力由在各种z间隙处通过3D打印机将长丝沉积到3D打印机的构建板的构建表面上而引起）的读数的信号、识别所获得的力信号的最大力信号、择z间隙以用作用于对象的打印的第一层的初始z间隙，以及输出控制信号以用于控制3D打印机的部件移位至其处将设置所选择的z间隙的位置。

本发明的示例实施例涉及一种通过处理器执行的方法，其中，该方法包括：从传感器获得对应于力（或者等同测量）（该力由在各种z间隙处通过3D打印机将长丝沉积到3D打印机的构建板的构建表面上而引起）的读数的信号、识别所获得的力信号的最大力信号、择z间隙以用作用于对象的打印的第一层的初始z间隙，以及输出控制信号以用于控制3D打印机的部件移位至其处将设置所选择的z间隙的位置。

根据本发明的示例实施例，控制三维（3D）打印机的方法包括：通过处理器以及从传感器获得用于3D打印机的喷嘴和3D打印机的构建板之间的多个距离或z间隙中的每一个的相应传感器值，所述传感器值均表征来自喷嘴并且到传感器值所对应的相应距离处的构建板上的长丝的沉积的特征；通过处理器并且基于所获得的传感器值而识别特征的最大和/或最小值；以及通过处理器并且基于被识别的最大和/或最小值而设置在喷嘴和构建板之间的初始间隙，在该初始间隙处沉积待合成的对象的第一层。

在示例实施例中，特征是由沉积产生的力。在示例实施例中，设置包括将初始间隙设置成其中由长丝沉积产生的力是在最大值和最小值之间的预定百分比的间隙。在替代示例实施例中，设置包括将初始间隙设置成小于其处发生最大值的间隙的预定量。在示例实施例中，力是对在沉积期间驱动长丝通过喷嘴的马达的反电动势（EMF）。在替代示例实施例中，力是对构建板施加的力。在示例实施例中，力是对喷嘴施加的力。

在示例实施例中，特征是由沉积产生的压力。在示例实施例中，压力是对构建板和/或喷嘴施加的压力。

在示例实施例中，特征是3D打印机的部件或者在3D打印机内的部件在沉积期间的位移。在示例实施例中，位移是3D打印机的部件在沉积期间的角位移。在示例实施例中，角位移是齿轮的角位移，该齿轮旋转以使长丝直线地位移以将长丝通过喷嘴排出。在替代示例实施例中，角位移是惰轮的角位移，在长丝被直线地位移以用于使长丝通过所述喷嘴排出时，该惰轮旋转。在替代示例实施例中，位移是在沉积期间在3D打印机中发生的直线位移。在示例实施例中，直线位移是长丝的直线位移。在示例实施例中，初始间隙的设置基于最小值，并且包括选择喷嘴或构建板的竖直位置，该竖直位置与喷嘴或构建板的其处最小值所对应的距离被建立的竖直位置相距预定距离。

在示例实施例中，获得传感器值包括：将间隙设置成初始大值，并且将所述间隙逐步迭代减小预定量，例如，0.1 mm；在每个迭代中控制3D打印机以沉积长丝；以及，从传感器接收传感器值中的相应一个，该传感器值中的相应一个在每个迭代中表征在相应迭代期间的沉积。在示例实施例中，识别包括确定迭代中的两个或更多个紧邻的迭代的所获得的传感器值在迭代中的先前迭代之间已经改变之后大致相同。

根据本发明的示例实施例，一种系统包括：包括喷嘴和构建板的3D打印机；传感器；以及，通信地联接到传感器的处理电路，其中，处理电路配置为：从传感器获得用于3D打印机的喷嘴和3D打印机的构建板之间的多个距离中的每一个的相应传感器值，所述传感器值均表征来自喷嘴并且到传感器值所对应的相应距离处的构建板上的长丝的沉积的特征；基于所获得的传感器值识别特征的最大和/或最小值；以及基于被识别的最大和/或最小值而设置在喷嘴和构建板之间的初始间隙，在该初始间隙处沉积待合成的对象的第一层。

根据本发明的示例实施例，一种非瞬态计算机可读介质存储指令，所述指令可以通过处理器执行并且在通过处理器执行时使处理器执行控制三维（3D）打印机的方法，其中，该方法包括：从传感器获得用于3D打印机的喷嘴和3D打印机的构建板之间的多个距离中的每一个的相应传感器值，所述传感器值均表征来自喷嘴并且到传感器值所对应的相应距离处的构建板上的长丝的沉积的特征；基于所获得的传感器值识别特征的最大值和/或最小值；以及基于被识别的最大值和/或最小值而设置在喷嘴和构建板之间的初始间隙，在该初始间隙处沉积待合成的对象的第一层。

应当注意，因为初始z间隙的设置基于已经在多个z间隙的每一个处感测的力的感测最大值，所以设置基本上是自校准的，因为其基于相对于其它测量值的测量值，并且因此，初始z间隙的设置尤其可靠。

尽管可以独立地描述本发明的示例实施例的各种方面，但是应当理解在本文中参考示例实施例的组合。另外并且相反地，应当理解，尽管可以在与其它特征组合的背景下描述特征，但是不同的特征是独立的并且对于本发明的实用或者有用的实施例来说不必需要彼此或者彼此依赖。

呈现在上文中描述的方面仅仅是为了提供这些示例实施例的简要概述，并且这些方面并不旨在限制本公开的范围。事实上，本发明还可以包含各种其它方面。通过鉴于附图的特定示例性实施例的以下详细描述，进一步阐明了本发明的这些和其它特征、方面和优点，贯穿附图，类似的附图标记表示类似的部分。

附图说明

图1是图示了根据本发明的示例实施例的设置3D打印机的z间隙的方法的流程图。

图2图示了根据本发明的示例实施例的根据目标力值设置z间隙，该目标力值被限定为在最小力值和最大力值之间的差的预定百分比。

图3是图示了根据本发明的替代示例实施例的设置3D打印机的z间隙的方法的流程图。

图4是示意性地图示了根据本发明的示例实施例的3D打印系统的部件的图解。

具体实施方式

图1是图示了根据本发明的示例实施例的方法的流程图。在步骤100处，处理器控制3D打印机的喷嘴或构建板以将受控部件移动到一位置，在该位置处，在喷嘴和构建板之间存在预定大起始z间隙。将大起始z间隙限定为远超出用于打印的合理范围，以确保产生最小的力。在步骤102处，在3D打印机的喷嘴在构建板上在x-y平面中移动时，3D打印机的喷嘴挤出长丝。在步骤104处，处理器获得由传感器输出的传感器信号，并且该传感器信号指示由长丝的挤出所产生的力的值。

在获得力值的第一次迭代之后，系统和方法前进至步骤106，在该步骤106处，处理器控制喷嘴或构建板以将受控部件移动到新位置，在该新位置处，与先前的迭代相比z间隙被减小了预定量，以用于从迭代到迭代逐步减小z间隙。

在随后迭代中执行步骤104之后，在设置目标力之前，系统和方法前进至步骤108。在步骤108处，处理器将最新的力值与之前迭代的力值比较，以确定是否已经达到最大力。

例如，在示例实施例中，当已经确定传感器值之前在对z间隙的改变的先前迭代对之间改变，然后确定在随后的z间隙设置（在该z间隙设置处获得力值）之间的传感器值不改变或至少不改变阈值量之后时，处理器确定已经达到最大力传感器值。替代地，在示例实施例中，当在随后的z间隙设置之间传感器值的改变中存在大的尖峰时，处理器确定已经达到最大力传感器值。例如，预期在其处产生最大力的z间隙处获得的值与紧接在前设置的z间隙处获得的值之间存在大尖峰，并且，预期一旦达到其处产生最大力的z间隙，此后获得的值将不在连续的传感器读数之间改变阈值量。

应当注意，即使在达到最大力之前，也预期在值中存在尖峰，并且预期在力值不改变阈值量的情况下，存在初始的迭代对。具体地，在z间隙达到其处打印发生的大致范围之前，即，在z间隙非常大时，能够存在多个迭代而力值没有任何增加，并且然后当z间隙接近于其处打印发生的范围内时，在力值中能够存在初始尖峰，并且对于每个进一步迭代，力值持续逐渐增加，直到喷嘴刮擦到构建板为止，此时，能够在力值中存在大的尖峰，而在随后迭代之间力值没有任何显著的进一步改变。因此，在示例实施例中，处理器通过识别没有力值的阈值改变的连续迭代或者通过识别在之前的尖峰已经发生之后和/或仅在之前已经检测到的连续迭代的力值的改变之后的力值的显著尖峰，来识别最大力的达到。

如果尚未确定已经达到最大力，则系统和方法再次前进到步骤106。

如果已经确定已经达到最大力，则系统和方法前进到步骤110，在步骤110处，处理器将目标力值设置为一个值，该值是在起始z间隙处已经获得的最小力值和最大力值之间的差的预定百分比。

然后，系统和方法基于目标力值设置z间隙。在步骤112处，处理器控制喷嘴或构建板以使z间隙增加预定步进量，在步骤104处，获得在新设置的z间隙处的力值，并且在步骤114处确定所获得的力值是否满足目标力值。如果尚未达到目标力值，则系统和方法前进返回到步骤112。一旦已经达到目标力值，则已经达到用于合成对象的初始z间隙，并且所述方法终止。

在示例实施例中，能够针对每个新对象打印作业执行所述方法。替代地，在示例实施例中，记录沿z方向可移动的喷嘴或构建板当设置在初始打印z间隙处时的位置，使得对于多个打印作业能够将其设置为相同位置。

图2使用图表图示了根据目标力值的z间隙的设置，该目标力值被设置为在最小力值和最大力值之间的差的预定百分比。该图表的横坐标表示由长丝沉积产生的力的百分比是在最小力值和最大力值之间的差的百分比。

在喷嘴2040和构建板2060之间的z间隙在太宽的位置200处的情况下，z间隙比其处实现预定百分比的位置更宽。例如，使齿轮2000旋转以使长丝2010在齿轮2000和惰轮2020之间向下移动并通过连接器管2030并从喷嘴2040出去所要求的驱动力太小，该喷嘴2040被加热器块2050加热。

在喷嘴2040和构建板2060之间的z间隙在太靠近的位置202处的情况下，z间隙小于其处实现预定百分比的位置。例如，使齿轮2000旋转以使长丝2010在齿轮2000和惰轮2020之间向下移动并通过连接器管2030并从喷嘴2040出去所要求的驱动力太高，该喷嘴2040被加热器块2050加热。

在喷嘴2040和构建板2060之间的z间隙在正确位置204处的情况下，z间隙在其处实现预定百分比（此处示出为大约50％）的位置处。例如，使齿轮2000旋转以使长丝2010在齿轮2000和惰轮2020之间向下移动并通过连接器管2030并从喷嘴2040出去所要求的驱动力在最小力值和最大力值之间的差的目标百分比处，该喷嘴2040被加热器块2050加热。

图3是图示了根据本发明的替代示例实施例的方法的流程图。根据该替代示例实施例的方法还包括步骤100、102、104、106和108，并且为了简洁起见，因此关于该替代方法不再解释那些步骤。以下是与关于图1描述的方法的步骤不同的步骤的描述。首先，应当注意，根据该替代示例实施例的方法不包括步骤110至114。根据该实施例，一旦处理器确定已经达到最大力，则系统和方法前进到步骤312，在该步骤312处，处理器控制喷嘴或构建板以将z间隙增加预定量，此时，已经达到了用于合成对象的初始z间隙，并且该方法终止。在示例实施例中，能够针对每个新对象打印作业执行该方法。替代地，在示例实施例中，处理器记录喷嘴或构建板（其可沿z方向移动）的位置，在该位置处，将z间隙设置为比在其处已经记录最大力的z间隙大的预定量，使得稍后能够将z方向可移动的喷嘴或构建板设置为用于多个打印作业的被记录位置，以便实现初始打印z间隙。

图4是示意性地图示了根据本发明的示例实施例的3D打印系统的部件的图解。电源304在控制器300的控制下提供功率以驱动驱动齿轮2000的马达306。传感器302感测力（或等同特征），并将传感器信号输出到控制器300，该控制器300处理信号，并且基于处理后的信号设置z间隙，并且控制3D打印机的部件移位，由此修改z间隙。在示例实施例中，控制器300还控制电源304，以提供用于驱动马达306以使长丝2010被挤出的必要功率。

在示例实施例中，传感器302感测驱动马达306以使长丝2010移位预定距离通过通向喷嘴2050的连接器管2030所需的功率的量，感测到的所需功率的量对应于反电动势（EMF）的量，该反电动势是推压驱动马达的电流的电动势。

在替代示例实施例中，传感器302感测在预设量的驱动功率的影响下由马达306驱动的驱动齿轮2000的角位移，其中，在预设量的驱动功率下，例如每单位时间的角移动越小，由长丝2010的沉积产生的力越大。

在替代示例实施例中，随着长丝2010在驱动齿轮2000的影响下直线地行进通过连接器管2030，传感器302感测转动的惰轮2020的角位移，该驱动齿轮2000转而在预设量的驱动功率的影响下由马达306驱动，其中，在预设量的驱动功率下，例如每单位时间的角移动越小，由长丝2010的沉积所产生的力越大。

在替代示例实施例中，随着长丝在驱动齿轮2000的影响下直线地行进通过连接器管2030，传感器302感测长丝2010的直线位移，该驱动齿轮2000转而在预设量的驱动功率的影响下由马达306驱动，其中，在预设量的驱动功率下，例如每单位时间的直线移动越小，由长丝2010的沉积所产生的力越大。

在替代示例实施例中，传感器302是压力传感器，其感测在长丝沉积期间施加到构建板2060的压力，该压力取决于由长丝沉积产生的力并且因此对应于z间隙。

在替代示例实施例中，传感器302是压力传感器，其感测在长丝沉积期间施加到喷嘴2040的压力，该压力取决于由长丝沉积产生的力并且因此对应于z间隙。

本发明的示例实施例涉及一个或多个处理器，该一个或多个处理器能够使用任何常规处理电路和装置或其组合（例如，个人计算机（PC）的中央处理单元（CPU）或其它工作站处理器）实施，以执行例如在包括任何传统存储器装置的非瞬时性计算机可读介质上提供的代码，以单独或者组合执行本文中所描述的任何方法，以用于控制3D打印机和/或处理传感器信号。能够在服务器或用户终端或其组合中实施一个或多个处理器。用户终端能够被实施为例如台式机算计、便携式电脑、手持装置、个人数字助理（PDA）、电视机顶互联网设备、移动电话、智能手机等，或者实施为其一个或多个的组合。存储器装置能够包括任何常规永久和/或暂时存储器电路或其组合，其非穷尽列表包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、光盘（CD）、数字多功能光碟（DVD）和磁带。

本发明的示例实施例涉及例如如上文所描述的在其上存储指令的一个或多个非瞬态计算机可读介质，该指令可由处理器执行，且该指令在由处理器执行时执行本文中所描述的各种方法，每个方法被单独或组合地执行，或者孤立地或以其它组合执行其子步骤。

本发明的示例实施例涉及例如硬件部件或机器的传输可由处理器执行的指令以执行本文中所描述的各种方法的方法，每个方法被单独或组合地执行，或者孤立地或以其它组合执行其子步骤。

已经通过示例的方式示出和描述的上文中描述的实施例以及其许多优点将由前述描述来理解，并且将明显的是，在不脱离本公开主题或者不牺牲其优点中的一个或者多个的情况下，能够在形式、构造和部件的布置方面做出各种改变。事实上，这些实施例的所描述的形式仅仅是解释性的。这些实施例容许各种修改和替代形式，并且所附权利要求旨在包含和包括这种改变并且不限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。

也就是说，上述描述旨在是说明性的而不是约束性的，并且在特定应用及其要求的背景下提供。由前述描述，本领域中的技术人员能够理解，本发明可以以各种形式实施，并且各种实施例可以单独或者组合地实施。因此，虽然已经结合其特定示例描述了本发明的实施例，但是在不脱离所描述的实施例的精神和范围的情况下，在本文中限定的一般原理可以应用到其它实施例和应用，并且本发明的实施例和/或方法的真实范围不限于所示出和描述的实施例，因为在研究了附图、说明书和所附权利要求之后，对于本领域技术人员而言，各种修改将变得明显。例如，部件和功能可以是独立的，或者以与各种所描述的实施例不同的方式组合，并且可以使用不同的术语描述。这些和其它变型、修改、添加和改进可以落入如在所附权利要求中限定的本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种控制三维（3D）打印机的方法，所述方法包括：

通过处理器以及从传感器获得用于所述3D打印机的喷嘴和所述3D打印机的构建板之间的多个距离中的每一个的相应传感器值，所述传感器值均表征来自所述喷嘴并且到所述传感器值所对应的相应距离处的构建板上的长丝的沉积的特征；

通过所述处理器并且基于所获得的传感器值而识别所述特征的最大值和最小值中的至少一个；以及，

通过所述处理器并且基于所述最大值和最小值中被识别的至少一个而设置在所述喷嘴和所述构建板之间的初始间隙，在所述初始间隙处沉积待合成的对象的第一层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征是通过沉积产生的力。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，设置包括将所述初始间隙设置成其中通过所述长丝的沉积产生的力是在所述最大值和所述最小值之间的预定百分比的间隙。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，设置包括将所述初始间隙设置成小于其处所述最大值发生的间隙的预定量。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述力是对在所述沉积期间驱动长丝通过所述喷嘴的马达的反电动势（EMF）。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述力是对所述构建板施加的力。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述力是对所述喷嘴施加的力。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征是通过沉积产生的压力。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述压力是对所述构建板和所述喷嘴中的至少一个施加的压力。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征是所述3D打印机的部件或者在所述3D打印机内的部件在所述沉积期间的位移。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述位移是所述3D打印机的部件在所述沉积期间的角位移。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述角位移是齿轮的角位移，所述齿轮旋转以使所述长丝直线地位移以将所述长丝通过所述喷嘴排出。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述角位移是惰轮的角位移，在所述长丝直线地位移以用于使所述长丝通过所述喷嘴排出时，所述惰轮旋转。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述位移是在所述沉积期间在所述3D打印机中发生的直线位移。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述直线位移是所述长丝的直线位移。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述初始间隙的设置基于所述最小值并且包括选择所述喷嘴或构建板的竖直位置，所述竖直位置与所述喷嘴或构建板的在其处所述最小值所对应的距离被建立的竖直位置相距预定距离。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，获得包括：

将所述间隙设置成初始大值，并且将所述间隙逐步迭代减小预定量；

在每个迭代中控制所述3D打印机以沉积长丝；以及，

从所述传感器接收所述传感器值中的相应一个，所述传感器值中的所述相应一个在每个迭代中表征在相应迭代期间的沉积。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，识别包括确定所述迭代中的两个或更多个紧邻的迭代的所获得的传感器值在所述迭代中的先前迭代之间已经改变之后大致相同。

19.一种系统，包括：

包括喷嘴和构建板的3D打印机；

传感器；以及

通信地联接到所述传感器的处理电路，其中，所述处理电路被配置为：

从所述传感器获得用于所述3D打印机的喷嘴和所述3D打印机的构建板之间的多个距离中的每一个的相应传感器值，所述传感器值均表征来自所述喷嘴并且到所述传感器值所对应的相应距离处的构建板上的长丝的沉积的特征；

基于所获得的传感器值识别所述特征的最大值和最小值中的至少一个；以及，

基于所述最大值和最小值中被识别的至少一个而设置在所述喷嘴和所述构建板之间的初始间隙，在所述初始间隙处沉积待合成的对象的第一层。

20.一种非瞬态计算机可读介质，在所述非瞬态计算机可读介质上存储指令，所述指令能够通过处理器执行并且在通过所述处理器执行时使所述处理器执行控制三维（3D）打印机的方法，所述方法包括：

从传感器获得用于所述3D打印机的喷嘴和所述3D打印机的构建板之间的多个距离中的每一个的相应传感器值，所述传感器值均表征来自所述喷嘴并且到所述传感器值所对应的相应距离处的构建板上的长丝的沉积的特征；

基于所获得的传感器值识别所述特征的最大值和最小值中的至少一个；以及

基于所述最大值和最小值中被识别的至少一个而设置在所述喷嘴和所述构建板之间的初始间隙，在所述初始间隙处沉积待合成的对象的第一层。

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