CN111195952A

CN111195952A - 用于3d打印的设备及其控制方法

Info

Publication number: CN111195952A
Application number: CN201811288045.8A
Authority: CN
Inventors: 黄卫东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-26

Abstract

提供一种用于3D打印的设备及其控制方法。该设备包括：壳体，其内部设置有输料通道；出口组件，设置在输料通道的一端，出口组件包括错位互补且可相对滑动的第一出口件和第二出口件，第一出口件和第二出口件的错位互补结构围成出料口；第一出口件和所述第二出口件的相对滑动可连续改变出料口的长度。将出料口设计为长度连续可调的出料口，能够使得3D打印的效率和精度的兼顾成为可能。

Description

用于3D打印的设备及其控制方法

技术领域

本申请涉及3D打印领域，更为具体地，涉及一种用于3D打印的设备及其控制方法。

背景技术

熔融沉积成型(fused deposition modeling，FDM)技术是一种常用的3D打印技术。FDM技术通常需要将物料加热至熔融状态(或半流动状态)，并将熔融状态的物料从3D打印头的出料口(或称挤出口)挤出，物料在打印平台上逐层沉积，形成3D物品。

传统3D打印头的出料口一般为具有固定形状的喷嘴。当物品的打印精度要求较高时，通常会选取口径较小的喷嘴，这种类型的喷嘴单位时间内的物料挤出量少，打印效率较低；当物品的打印效率要求较高时，通常会选取口径较大的喷嘴，这种类型的喷嘴打印出的物品形状比较粗糙，打印精度较低。由此可见，传统3D打印头无法兼顾效率和精度。

3D打印技术未来主要面向工业生产，对工业产品而言，效率和精度同等重要。

发明内容

本申请提供一种用于3D打印的设备及其控制方法，使得兼顾3D打印的效率和精度成为可能。

第一方面，提供一种用于3D打印的设备，包括：壳体，其内部设置有输料通道；出口组件，设置在所述输料通道的一端，所述出口组件包括第一出口件和第二出口件，所述第一出口件具有第一上台阶面、第一下台阶面以及连接所述第一上台阶面和所述第一下台阶面的第一台阶侧面，所述第二出口件具有第二上台阶面、第二下台阶面以及连接所述第二上台阶面和所述第二下台阶面的第二台阶侧面，其中所述第一上台阶面与所述第二下台阶面接触，所述第一下台阶面与所述第二上台阶面接触，所述第一下台阶面、所述第一台阶侧面、所述第二下台阶面和所述第二台阶侧面形成的中空区域为与所述输料通道连通的出料口；所述第一出口件和所述第二出口件沿相互接触的台阶面可相对滑动，以改变所述出料口的长度。

第二方面，提供一种用于3D打印的设备的控制方法，所述用于3D打印的设备包括：壳体，其内部设置有输料通道；出口组件，设置在所述输料通道的一端，所述出口组件包括第一出口件和第二出口件，所述第一出口件具有第一上台阶面、第一下台阶面以及连接所述第一上台阶面和所述第一下台阶面的第一台阶侧面，所述第二出口件具有第二上台阶面、第二下台阶面以及连接所述第二上台阶面和所述第二下台阶面的第二台阶侧面，其中所述第一上台阶面与所述第二下台阶面接触，所述第一下台阶面与所述第二上台阶面接触，所述第一下台阶面、所述第一台阶侧面、所述第二下台阶面和所述第二台阶侧面形成的中空区域为与所述输料通道连通的出料口，所述第一出口件和所述第二出口件可沿相互接触的台阶面相对滑动；所述控制方法包括：控制所述第一出口件和第二出口件相对滑动，以调节所述出料口的长度。

第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有用于执行如第二方面所述的控制方法的指令。

第四方面，提供一种计算机程序产品，包括用于执行如第二方面所述的控制方法的指令。

将出料口设计为长度连续可调的出料口，这种出料口使得兼顾3D打印的效率和精度成为可能，更加适于3D打印。

附图说明

图1是传统3D打印设备的总体结构示意图。

图2是传统3D打印头的结构示意图。

图3a是待打印层的打印区域的示例图。

图3b是道次的排布方式示例图。

图4是本申请一个实施例提供的用于3D打印的设备的原理图。

图5是图4所示的设备的仰视图。

图6是本申请另一实施例提供的用于3D打印的设备的原理图。

图7是图6所示的设备的仰视图。

图8是本申请实施例提供的用于3D打印的设备的打印过程的示例图。

图9是本申请实施例提供的打印方式与传统3D打印方式的打印效果对比图。

图10是传统3D打印过程中的道次切换方式的示例图。

图11是本申请实施例提供的用于3D打印的设备的结构示意图。

图12是图11所示的设备的仰视图。

图13是图11所示的设备使用的第一出口件的结构示意图。

图14是本申请实施例提供的送料装置的示例图。

图15是本申请实施例提供的用于3D打印的设备的控制方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了便于理解，先对传统3D打印设备进行简单介绍。

如图1所示，传统3D打印设备1通常包括送料装置11、3D打印头12、打印平台13以及控制装置14(以上结构划分方式仅仅是一个示例，实际上，也可以采用其他结构划分方式，如控制装置和/或送料装置11可以属于3D打印头12的一部分)。

送料装置11可以与丝盘15相连。实际打印过程中，送料装置11可以从丝盘15上取得丝状的物料，并将丝状的物料输送至3D打印头12。3D打印过程所使用的物料一般是具有热塑性的物料，如高分子聚合物、低熔点金属以及其他可配成流动性膏状的物料(如膏状的陶瓷、高熔点金属粉末混合物、水泥等)。

如图2所示，3D打印头12通常包括输料通道121、出料口122和温度控制装置123。温度控制装置123一般设置在输料通道121的外侧，用于将送料装置11送至输料通道121的物料加热至熔融状态。温度控制装置123例如可以是加热装置。出料口122可以将熔融状态的物料挤出至打印平台13上，因此，出料口122也可称为挤出口。

控制装置14可用于控制3D打印头12对物品进行逐层打印。在打印每一层的过程中，可以控制3D打印头12按照预设的打印路径将该待打印层的全部打印区域(即该待打印层的截面轮廓线所包围的全部区域)打印完整。

传统3D打印的总体过程大致如下：

在打印物品之前，可以先利用建模软件建立物品的3D模型。该建模软件例如可以是计算机辅助设计(computer aided design，CAD)软件。然后，对创建出的3D模型进行分层处理，将3D模型划分成多个待打印层，得到各待打印层的分层数据。通过对3D模型进行分层处理，相当于将3D物品的打印过程分解成许多2D打印过程，每个待打印层的打印过程与平面的2D打印过程类似。在得到各待打印层的分层数据之后，控制装置14可以根据各待打印层的分层数据控制3D打印头12沿着一定的打印路径移动，并在移动过程中，通过出料口122将熔融状态的物料挤出至打印平台13上，对各待打印层的打印区域进行打印或填充。当物品的所有待打印层均打印完毕，物料逐层凝固，形成3D物品。

为了便于理解，下面以图3a和图3b为例，对传统3D打印设备对某一待打印层的打印过程进行详细说明。

参见图3a和图3b，待打印层的打印区域为区域31，区域31的截面轮廓线为截面轮廓线32。

为了将区域31打印完整，通常会基于截面轮廓线32，将区域31划分成紧密排布的多个道次(pass)，如图3b所示的道次A₁-道次A₂₅。

在打印过程中，控制装置14控制3D打印头12的z坐标保持不变，并控制3D打印头12按照一定的顺序将所有道次打印完整，如按照平行往复直线路径依次打印道次A₁-A₂₅。

以道次A₁的打印过程为例，控制装置14可以先将3D打印头12移动至如图3a所示的位置点p1的上方，然后控制3D打印头12从位置点p1上方移动至位置点p2上方，并在移动过程中通过出料口122将熔融状态的物料挤出至道次A₁上，从而对道次A₁进行打印，其他道次的打印方式类似，此处不再赘述。当所有道次打印完毕之后，该待打印层的打印过程结束，可以控制3D打印头12或工作平台13沿z轴方向移动，准备对下一层进行打印。

3D打印头12的出料口122通常被设计为形状固定的喷嘴，常见的喷嘴形状包括圆孔、方孔或稍加变形的等径异形孔。喷嘴的口径通常在1mm左右，常见的口径为0.4mm。当物品的打印精度要求较高时，通常会选取口径较小的喷嘴，这种类型的喷嘴单位时间内的物料挤出量少，打印效率较低；当物品的打印效率要求较高时，通常会选取口径较大的喷嘴，这种类型的喷嘴打印出的物品形状比较粗糙，打印精度较低。由此可见，传统3D打印头无法兼顾3D打印的效率和精度。下面对3D打印头的出料口的这种设计方式的形成过程进行分析。

3D打印技术是在2D打印技术基础上发展起来的一项更为先进的制造技术。在3D打印前，通常需要对待打印物品的3D模型进行分层处理，经过分层处理，相当于将3D物品的打印过程分解成许多2D打印过程，即每个分层的打印过程可以看成是一次平面打印过程。因此，传统3D打印设备沿用了2D打印设备的许多设计理念。最为明显地，2D打印头的出料口一般采用形状固定的喷嘴设计，3D打印头的出料口沿袭了2D打印头的出料口的这种设计方式，也将出料口设计成形状固定的喷嘴。如上文所述，这种喷嘴设计导致3D打印头无法兼顾效率和精度，成为阻碍3D打印技术发展的关键障碍。

因此，亟需摆脱2D打印设备的设计理念的束缚，提供一种更加适于3D打印的设备。

下面对本申请实施例提供的用于3D打印的设备进行详细描述。需要说明的是，该用于3D打印的设备可以指3D打印头，也可以指整个3D打印机或3D打印系统。

如图4至图7所示，本申请实施例提供的用于3D打印的设备4可以包括壳体41和出口组件42。

壳体41的内部设置有输料通道44(或壳体41的内腔形成输料通道44)。输料通道44可用于输出物料。

出口组件42可以设置在输料通道44的一端441(输料通道44的出口端)。出口组件42的另一端442(输料通道44的入口端)可以作为设备4的进料口。

出口组件42可以包括第一出口件421和第二出口件422。第一出口件421和第二出口件422可以相对滑动，以形成长度不同的出料口45。下面对出料口45的形成方式进行详细说明。

如图5、图7或图13所示，第一出口件421和第二出口件422具有错位互补的台阶结构。具体地，第一出口件421具有第一上台阶面4211、第一下台阶面4212以及连接第一上台阶面4211和第一下台阶面4212的第一台阶侧面4213。第二出口件422具有第二上台阶面4221、第二下台阶面4222以及连接第二上台阶面4221和第二下台阶面4222的第二台阶侧面4223。

进一步地，第一上台阶面4211可以与第二下台阶面4222接触，且二者可以相对滑动(换句话说，第一上台阶面4211可以与第二下台阶面4222滑动配合)。第一下台阶面4212可以与第二上台阶面4221接触，且二者可以相对滑动(换句话说，第一下台阶面4212可以与第二上台阶面4221滑动配合)。

第一下台阶面4212、第一台阶侧面4213、第二下台阶面4222和第二台阶侧面4223形成的中空区域为与输料通道44连通的出料口45。参见图13，第一台阶侧面4213(或第二台阶侧面4223)的高度w限定了出料口45的宽度。

第一出口件421和第二出口件422沿相互接触的台阶面可相对滑动，以改变出料口45的长度。

传统3D打印设备的出料口沿袭2D打印设备的出料口的设计理念，将出料口设计成形状固定的喷嘴。本申请实施例将出料口45设计成长度在一定范围内连续可调的出料口。这是在充分考虑了3D打印对象特性的基础上做出的设计，与传统3D打印设备相比，本申请实施例提供的设备使得3D打印的效率和精度的兼顾成为可能，更加适于3D打印。具体论述如下。

2D打印对象的尺寸一般较小，且打印对象以文字或图像为主。文字或图像可以在二维平面上自由排布，没有规律可循。因此，将2D打印设备的出料口设计成形状固定的喷嘴具有一定的通用性，这种设计在2D打印领域是合理的。与2D打印对象不同，3D打印对象一般为需要实际使用的3D物品。3D物品具有一定的物理轮廓，因此，3D物品沿某一截面的截线通常是一个或多个封闭且连续变化的曲线。本申请实施例充分利用3D打印对象的这一特点，在输料通道44的一端设置具有错位互补结构的出口件421,422，并利用出口件421,422之间的相对滑动使得出料口45的长度连续可调。出料口45长度的连续可调与3D打印对象的截面轮廓线封闭且连续变化的特性相吻合，这种出料口45更加适于3D打印，使得打印效率的大幅提升成为可能。

例如，采用本申请实施例提供的出料口，可以沿着截面轮廓线进行连续打印，并在打印过程中控制出料口45随截面轮廓线的变化而变化，可以理解的是，与传统的逐道次打印的方式相比，沿着截面轮廓线打印具有超高的打印效率。

进一步地，可以将出料口45的宽度设置成取值较小的固定值，使3D物品的打印精度保持不变，且保持在较高精度，在出料口45连续变化的过程中使得打印精度保持不变，这是传统3D打印头所难以达到的。因此，本申请实施例提供的长度连续可调的出料口使得兼顾3D打印的效率和精度成为可能，更加适于3D打印。

进一步地，利用具有错位互补结构的出口件421,422形成出料口45，可以在维持出口件421,422体积和强度的情况下，形成宽度很小的出料口。

需要说明的是，本申请实施例并不要求第一出口件421和第二出口件422均为滑动件。作为一个示例，如图4和图5所示，第一出口件421和第二出口件422均为可滑动件。作为另一个示例，如图6和图7所示，第一出口件421为可滑动件，第二出口件422为固定件，例如可以与壳体41固定连接或与壳体一体成型。

如图4所示，设备4还可以包括驱动装置43，用于驱动第一出口件421和第二出口件422相对滑动，以调节出料口45的长度。

本申请实施例对驱动装置43的类型不做具体限定，可以是齿轮齿条机构，也可以是曲柄滑块机构。

上文指出，出口组件42设置在输料通道44的端部441的附近。一种可能的实现方式是将出口组件42设置在输料通道44的外部，且与输料通道44的底面滑动连接，以形成外接式的出口组件42。另一种可能的实现方式是将出口组件42设置在输料通道44的内部，以形成内嵌式的出口组件42。

外接式的出口组件42不占据输料通道44的容积，可以简化输料通道44的内部结构。实际打印过程中，采用外接式的出口组件42可以使得物料顺畅地从输料通道44流出，避免输料通道44内部结构过于复杂导致对物料的滞留和浪费，而且也方便打印完之后的清洗。此外，外接式的出口组件42的相对滑动不会造成输料通道44内部容积的变化，有利于物料挤出量或出料速度的精确控制。

由上文描述可以看出，本申请实施例提供的出料口45为长度连续改变的出料口，但本申请实施例对出料口45的长度的变化方式不做具体限定。

可选地，第一出口件421和第二出口件422的相对滑动可以使得出料口45的长度随着目标打印区域的形状的变化而变化。目标打印区域可以为待打印层的部分打印区域，也可以是待打印层的全部打印区域。

例如，在某些实施例中，第一出口件421和第二出口件422的相对滑动可以使得出料口45的长度与待打印层的目标打印区域的截面轮廓线的截线长度相匹配。

进一步地，在某些实施例中，还可以通过一定的方式使得出料口45的两端(该两端指的是用于限定出料口45的长度的两端)在竖直方向上与目标打印区域的截面轮廓线对准。出料口45的两端在竖直方向上与目标打印区域的截面轮廓线对准，则出料口45的两端在竖直方向的投影落会在目标打印区域的截面轮廓线的截线上。为了便于描述，后文将这种打印方式称为目标打印区域的截面轮廓线的跟踪打印。

下面结合图8，对跟踪打印进行更为详细的说明。

参见图8，附图标记52表示的是待打印层的目标打印区域，出料口45的长度方向沿x方向延伸。在对目标打印区域52进行打印的过程中，可以利用控制壳体41总体上朝y方向移动。在壳体41移动过程中，利用驱动装置43实时改变出料口45的长度和/或位置，使得出料口45的两端在竖直方向z(垂直与x-y平面)上始终与目标打印区域52的截面轮廓线对准，即使得出料口45的两端在竖直方向z上的投影始终落在目标打印区域52的截面轮廓线上。

举例说明，假设出料口45当前位置的y坐标为y1，且y1沿x方向截目标打印区域52的截面轮廓线，得到两个点(x1,y1)和(x2,y1)，则可以通过一定方式改变出料口45的两端的位置，使第一端部位于(x1,y1)的正上方，第二端部位于(x2,y1)的正上方，从而可以对目标打印区域52的截面轮廓线进行精准的跟踪打印。

目标打印区域的截面轮廓线的跟踪打印方式可以有多种。

可选地，作为第一种实现方式，可以控制第一出口件421和第二出口件422的相对滑动，使得出料口45的两端在竖直方向上与目标打印区域的截面轮廓线对准。

可选地，作为第二种实现方式，可以控制第一出口件421和第二出口件422的相对滑动，使得出料口45的长度与待打印层的目标打印区域的截面轮廓线的截线长度相匹配；在此基础上，可以在设备4中添加另一驱动装置(图中未示出)，驱动壳体41与打印平台(图中未示出)之间的相对移动，使得出料口45的两端在竖直方向上与目标打印区域的截面轮廓线对准。

在对目标打印区域进行打印的过程中，设备4可以根据实际需要采用上述两种实现方式中的一种实现跟踪打印；或者，也可以在打印目标打印区域的不同部分时采用不同的跟踪打印方式。

例如，目标打印区域可以包括截线长度较短的部分和截线长度较长的部分。当打印截线长度较短的部分时，可以采用第一种实现方式进行跟踪打印；当打印截线长度较长的部分时，可以采用第二种实现方式进行跟踪打印。

与传统出料口打印出的物品相比，对目标打印区域的截面轮廓线进行跟踪打印，打印出的物品在力学性能和形状均匀度方面也具有显著提升，下面结合图9和图10，对此进行详细论述。

传统3D打印一般会按照一定的道次顺序进行逐道打印。由于传统3D打印设备的出料口的尺寸较小(口径通常为毫米级别)，因此，每个道次的打印均需要花费较长时间。当准备打印当前道次时，与当前道次相邻的前一道次上的物料可能已经处于或接近凝固状态，而当前道次上的物料仍处于熔融状态。当前道次上的熔融状态的物料需要与前一道次上的已经处于或接近凝固状态的物料进行融合，以形成一个整体，这里将相邻道次之间的物料融合过程称为道次搭接。

在道次搭接过程中，如果当前道次的前一道次已经凝固或接近凝固，而当前道次仍处于熔融状态，则相邻道次之间的物料融合过程就可能出现融合不良的现象，导致打印出的物品的力学性能较差。此外，由于物料状态不同步，相邻道次上的物料相互融合之后得到的物体形状也会比较粗糙。以打印圆柱体为例，如图9所示，圆柱体61是采用传统3D打印技术，利用道次搭接方式打印出的圆柱体。该圆柱体61不但整体形状轮廓比较粗糙，而且还存在由于道次搭接过程中的物料融合不良而产生的多个缺口63。

本申请实施例提供的设备4通过调整出料口35的长度和位置，使其对目标打印区域的截面轮廓线进行跟踪打印。因此，在打印目标打印区域的过程中，设备4无需按照道次进行逐道打印，也就无需进行道次搭接，进而不会产生融合不良的问题。因此，设备4打印出的物品具有较高的力学性能。如图9所示，圆柱体62是设备4打印出的圆柱体，相比圆柱体61，圆柱体62的填充物料的融合情况良好，不存在道次搭接产生的融合不良的问题。

仍以打印圆柱体为例，参见图10，在传统3D打印过程中，道次与道次之间的切换采用折线72代替真实轮廓曲线，即，使用折线逼近真实的轮廓曲线，导致打印出的圆柱体62轮廓线比较粗糙。本申请实施例提供的设备4无需按照道次进行打印，而是通过调整出料口45的长度和位置，对目标打印区域的截面轮廓线进行跟踪打印，因此，设备4打印出的圆柱体62的轮廓线也更加光滑和真实。

目标打印区域的确定方式可以有多种。例如，可以根据待打印层的截面轮廓线的形状、最长截线的长度以及出料口的尺寸等因素中的一种或多种确定是将待打印层的全部打印区域作为目标打印区域，还是将待打印层的打印区域划分成多个目标打印区域分别进行打印。

例如，当待打印层的截面轮廓线的最长截线的长度小于或等于出料口的最大长度时，可以将待打印层的全部打印区域确定为目标打印区域；当待打印层的截面轮廓线的最长截线的长度大于出料口的最大长度时，可以将待打印层的全部打印区域划分成多个目标打印区域。

又如，当待打印层的截面轮廓线包含不连通的多个封闭区域时，可以将每个封闭区域作为一个或多个目标打印区域进行打印。

又如，在某些实施例中，也可以无需对待打印层的全部打印区域进行划分，而是将待打印层的全部打印区域直接作为目标打印区域。例如，可以将设备4设计成专门打印特定物品的专用设备，且将设备4的出料口45的长度设计成能够一次性打印完物品的每一打印层的全部打印区域。这样一来，实际工作时，设备4可以按照固定的方式打印该物品的每一层，无需在线进行打印区域的划分。

如图4至图7所示，驱动装置43可以在控制装置46的控制下工作。该控制装置46可以是专用的数控装置，也可以是通用的处理器。此外，该控制装置46可以是分布式的控制装置，也可以是集中式的控制装置。该控制装置46可以根据目标打印区域(该目标打印区域可以是待打印层的部分或全部打印区域)的截面轮廓线的形状，通过驱动装置43控制出料口45的长度和/或位置。

可选地，参见图11和图12，出口组件42可以设置在输料通道44的外部，且与输料通道44的底面滑动连接。出口组件42还可包括横向支撑面4214,4224。横向支撑面4214,4224可以设置在第一滑轨471上，且与第一滑轨471滑动配合。当出口组件42中的第一出口件421和第二出口件422均为可滑动件时，可以在两个出口件421,422上均设置横向支撑面，并为两个横向支撑面设置各自对应的第一滑轨。当出口组件42中的第一出口件421为可滑动件，第二出口件422为固定件时，可以仅在第一出口件421上设置对应的横向支撑面，并为该横向支撑面设置对应的第一滑轨。

第一滑轨47可以设置在壳体41上，也可以设置在壳体41的外部，本申请实施例对此并不限定。

进一步地，在一些实施例中，第一滑轨471的底部可以与第一压簧472弹性连接，以确保出口组件42与输料通道44的底面紧密贴合，避免物料泄露。

此外，参见图11，还可以在出口组件42与输料通道44的底面之间设置密封件49，以避免物料泄露。

可选地，仍参见图11和图12，出口组件42还可包括纵向支撑面

4215,4225。纵向支撑面4215,4225可以设置在第二滑轨481上，且与第二滑轨481滑动配合。

进一步地，在一些实施例中，第二滑轨481的底部可以与第二压簧482弹性连接，这样可以使得第一出口件421和第二出口件422的相对滑动的台阶面紧密贴合，避免物料泄露。

应理解，可以在两个出口件421,422上均设置纵向支撑面及其对应的第二滑轨，也可以仅在两个出口件421,422中的一个上设置纵向支撑面及其对应的第二滑轨。此外，当两个出口件421,422上均设置纵向支撑面时，可以在两个纵向支撑面对应的第二滑轨底部均设置第二压簧，也可以仅在其中一个第二滑轨底部设置第二压簧。

如图14所示，设备4还可包括送料装置410。该送料装置410可以通过输料通道44为出料口45送料。设备4还可包括另一驱动装置(图中未示出)，该驱动装置可用于对送料装置410进行驱动，使得出料口45的物料挤出量与出料口的长度相匹配。

该送料装置410可以是如图14中的(a)所示的螺杆式送料装置，也可以是如图14中的(b)所示的气压式送料装置，还可以是如图14中的(c)所示的活塞式送料装置。

在送料装置410为螺杆式送料装置的情况下，可以通过驱动装置43调整螺杆的转速，从而控制出料口45的物料挤出量；在送料装置410为气压式送料装置的情况下，可以通过调整作用在物料液面上的压力来控制出料口45的物料挤出量；在送料装置410为活塞式送进装置的情况下，可以通过驱动装置43调整活塞在活塞筒状的进料口中的运动速度，从而控制出料口45的物料挤出量。

出料口45的物料挤出量与出料口45的长度相匹配指的是出料口45的物料挤出量与出料口45的长度成正比变化。

实际打印时，可以根据出料口45的长度确定物料挤出量。然后，可以控制送料装置410的物料送进量，使得物料送进量与物料挤出量相等。

上文提及的驱动装置均可由控制装置进行控制。该控制装置可以属于设备4的一部分，也可以不属于设备4的一部分，本申请实施例对此并不限定。

图15是本申请实施例提供的用于3D打印的设备的控制方法的示意性流程图。该用于3D打印的设备可以是上文提及的设备4。该控制方法可以由上文提及的控制装置执行。因此，未详细描述的部分可以参见上文。

具体地，用于3D打印的设备可以包括：壳体，其内部设置有输料通道；出口组件，设置在输料通道的一端，出口组件包括第一出口件和第二出口件，第一出口件具有第一上台阶面、第一下台阶面以及连接第一上台阶面和第一下台阶面的第一台阶侧面，第二出口件具有第二上台阶面、第二下台阶面以及连接第二上台阶面和第二下台阶面的第二台阶侧面，其中第一上台阶面与第二下台阶面接触，第一下台阶面与第二上台阶面接触，第一下台阶面、第一台阶侧面、第二下台阶面和第二台阶侧面形成的中空区域为与输料通道连通的出料口，第一出口件和第二出口件可沿相互接触的台阶面相对滑动。

该控制方法可以包括步骤S1510：控制第一出口件和第二出口件相对滑动，以调节出料口的长度。

可选地，步骤S1510可以包括：控制第一出口件和第二出口件相对滑动，使得出料口的长度与待打印层的目标打印区域的截面轮廓线的截线长度相匹配，其中目标打印区域为待打印层的部分或全部打印区域。

可选地，步骤S1510可以包括：控制第一出口件和第二出口件相对滑动，使得用于限定出料口的长度的两端在竖直方向上与目标打印区域的截面轮廓线对准。

可选地，图15的方法还可包括：控制壳体和打印平台之间的相对移动，使得用于限定出料口的长度的两端在竖直方向上与目标打印区域的截面轮廓线对准。

可选地，图15的方法还可包括：当待打印层的截面轮廓线的最长截线的长度小于或等于出料口的最大长度时，将待打印层的全部打印区域确定为目标打印区域；当待打印层的截面轮廓线的最长截线的长度大于出料口的最大长度时，将待打印层的全部打印区域划分成多个目标打印区域。

可选地，图15的方法还可包括：控制出料口的物料挤出量，使得物料挤出量与出料口的长度相匹配。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其他任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用于3D打印的设备，其特征在于，包括：

壳体，其内部设置有输料通道；

出口组件，设置在所述输料通道的一端，所述出口组件包括第一出口件和第二出口件，所述第一出口件具有第一上台阶面、第一下台阶面以及连接所述第一上台阶面和所述第一下台阶面的第一台阶侧面，所述第二出口件具有第二上台阶面、第二下台阶面以及连接所述第二上台阶面和所述第二下台阶面的第二台阶侧面，其中所述第一上台阶面与所述第二下台阶面接触，所述第一下台阶面与所述第二上台阶面接触，所述第一下台阶面、所述第一台阶侧面、所述第二下台阶面和所述第二台阶侧面形成的中空区域为与所述输料通道连通的出料口；

所述第一出口件和所述第二出口件沿相互接触的台阶面可相对滑动，以改变所述出料口的长度。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一出口件和所述第二出口件的相对滑动使得所述出料口的长度与待打印层的目标打印区域的截面轮廓线的截线长度相匹配，其中所述目标打印区域为待打印层的部分或全部打印区域。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一出口件和所述第二出口件的相对滑动使得用于限定所述出料口的长度的两端在竖直方向上与所述目标打印区域的截面轮廓线对准。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括：

第一驱动装置，用于驱动所述壳体和打印平台之间的相对移动，使得用于限定所述出料口的长度的两端在竖直方向上与所述目标打印区域的截面轮廓线对准。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的设备，其特征在于，还包括：

控制装置，用于当所述待打印层的截面轮廓线的最长截线的长度小于或等于所述出料口的最大长度时，将所述待打印层的全部打印区域确定为所述目标打印区域；当所述待打印层的截面轮廓线的最长截线的长度大于所述出料口的最大长度时，将所述待打印层的全部打印区域划分成多个所述目标打印区域。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其特征在于，还包括：

第二驱动装置，用于驱动所述第一出口件和所述第二出口件沿相互接触的台阶面的相对滑动。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，其特征在于，所述出口组件设置在所述输料通道的外部，且与所述输料通道的底面滑动连接。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述出口组件还包括横向支撑面，设置在第一滑轨上，且与所述第一滑轨滑动配合。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第一滑轨的底部与第一压簧弹性连接。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的设备，其特征在于，所述出口组件还包括纵向支撑面，设置在第二滑轨上，且与所述第二滑轨滑动配合。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述第二滑轨的底部与第二压簧弹性连接。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一出口件为可滑动件，所述第二出口件与所述壳体固定连接或与所述壳体一体成型。

13.根据权利要求1-11中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一出口件和所述第二出口件均为可滑动件。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

送料装置，通过所述输料通道为所述出料口送料；

第三驱动装置，用于驱动所述送料装置，使得所述出料口的物料挤出量与所述出料口的长度相匹配。

15.根据权利要求4、6或14所述的设备，其特征在于，还包括：

控制装置，用于对所述设备中的驱动装置进行控制。

16.一种用于3D打印的设备的控制方法，其特征在于，所述用于3D打印的设备包括：

壳体，其内部设置有输料通道；

出口组件，设置在所述输料通道的一端，所述出口组件包括第一出口件和第二出口件，所述第一出口件具有第一上台阶面、第一下台阶面以及连接所述第一上台阶面和所述第一下台阶面的第一台阶侧面，所述第二出口件具有第二上台阶面、第二下台阶面以及连接所述第二上台阶面和所述第二下台阶面的第二台阶侧面，其中所述第一上台阶面与所述第二下台阶面接触，所述第一下台阶面与所述第二上台阶面接触，所述第一下台阶面、所述第一台阶侧面、所述第二下台阶面和所述第二台阶侧面形成的中空区域为与所述输料通道连通的出料口，所述第一出口件和所述第二出口件可沿相互接触的台阶面相对滑动；

所述控制方法包括：

控制所述第一出口件和第二出口件相对滑动，以调节所述出料口的长度。

17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述第一出口件和第二出口件相对滑动，包括：

控制所述第一出口件和第二出口件相对滑动，使得所述出料口的长度与待打印层的目标打印区域的截面轮廓线的截线长度相匹配，其中所述目标打印区域为待打印层的部分或全部打印区域。

18.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述第一出口件和第二出口件相对滑动，包括：

控制所述第一出口件和第二出口件相对滑动，使得用于限定所述出料口的长度的两端在竖直方向上与所述目标打印区域的截面轮廓线对准。

19.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，还包括：

控制所述壳体和打印平台之间的相对移动，使得用于限定所述出料口的长度的两端在竖直方向上与所述目标打印区域的截面轮廓线对准。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述待打印层的截面轮廓线的最长截线的长度小于或等于所述出料口的最大长度时，将所述待打印层的全部打印区域确定为所述目标打印区域；

当所述待打印层的截面轮廓线的最长截线的长度大于所述出料口的最大长度时，将所述待打印层的全部打印区域划分成多个所述目标打印区域。

21.根据权利要求16-20中任一项所述的控制方法，其特征在于，还包括：

控制所述出料口的物料挤出量，使得所述物料挤出量与所述出料口的长度相匹配。