CN111381622A - 一种基于微滴抛光的3d打印表面处理控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其包括：带有云台的雾化头，用于对3D打印模型进行雾化抛光；雾化器，与雾化头连通，用于将抛光液雾化；雾化头驱动电路，用于驱动云台转动以调节雾化头的喷射方向；雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率；加热模块，用于加热干燥雾化抛光后的3D打印模型；控制模块，用于控制雾化头的喷雾量以及雾化头驱动电路。本发明不仅降低了生产成本，还同时具备抛光和干燥效果，其性价比高，适合推广。

Description

一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体而言，涉及一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统

背景技术

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。使用3D打印技术打印出来的物品表面往往会出现一圈圈的纹路，这是该熔融沉积成型技术本身所固有的特点。为解决此问题，一般会通过抛光设备对其进行打磨抛光，以使3D打印模型的表面显得更加光滑。

经过大量检索发现一些典型的现有技术，如图4所示，申请号为201310380087.5的专利公开了一种3D打印产品表面抛光方法及其装置，其采用蒸汽刻蚀技术，制备工艺简单，抛光效率高，而且溶剂可回收，不污染环境，是一种绿色高效的抛光技术。又如图5所示，申请号为201810556512.4的专利公开了一种3D打印物品表面抛光和强化装置，其可兼容多种材料的被抛光物品和多种类型的抛光液，抛光效果好。又如图6所示，申请号为201810849306.2的专利公开了一种3D打印物件用抛光设备，其可以过转盘的作用实现对抛光剂周期性的增加，防止一次性增加过多浪费后者添加不及时对抛光质量产生影响

可见，对于3D打印模型表面抛光，其实际应用中的亟待处理的实际问题(如降低成本或改善抛光质量等)还有很多未提出具体的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术的不足提供了一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，本发明的具体技术方案如下：

一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其包括带有云台的雾化头、雾化器、雾化头驱动电路、雾化片驱动信号发生电路、加热模块以及控制模块。

所述带有云台的雾化头，用于对3D打印模型进行雾化抛光；

雾化器，与雾化头连通，用于将抛光液雾化；

所述雾化头驱动电路，用于驱动云台转动以调节雾化头的喷射方向；

所述雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率；

所述加热模块，用于加热干燥雾化抛光后的3D打印模型；

所述控制模块，用于控制雾化头的喷雾量以及雾化头驱动电路。

可选的，所述3D打印表面处理控制系统还包括称重模块，所述称重模块用于测量3D打印机的卷材重量。

可选的，所述3D打印表面处理控制系统还包括温度传感器模块以及湿度传感器模块，所述温度传感器模块用于测量3D打印机的环境温度，所述湿度传感器模块用于测量3D打印机的环境湿度。

可选的，所述加热模块包括加热驱动单路以及加热器，所述加热驱动电路与加热器电连接，所述控制模块通过控制加热驱动电路来控制加热器的加热功率。

可选的，所述3D打印表面处理控制系统还包括按钮输入模块，所述按钮输入模块与控制模块电连接。

可选的，所述3D打印表面处理控制系统还包括显示模块，所述显示模块与控制模块电连接，用于显示3D打印机的环境湿度、环境温度、加热功率、卷材重量以及喷雾量。

可选的，所述雾化头为超声波雾化器。

所述雾化片驱动信号发生电路包括时基芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R8、电容C1、电容C3、电容C4、电容C6、三脚电感L2、+5V电源以及场效应管Q2，时基芯片U1的供电引脚VCC与+5V电源电连接，电阻R1的一端与+5V电源电连接，另一端与时基芯片U1的放电引脚DISCH电连接；电阻R3的一端与时基芯片U1的放电引脚DISCH电连接，另一端分别与时基芯片的触发启动引脚TRIG、时基芯片U1的阈值引脚THRES以及电容C1的一端电连接；电容C6的一端以及电容C4的一端均与+5V电源电连接，电容C6的另一端以及电容C4的另一端均接地；电容C3的一端与时基芯片的电压控制引脚CONT电连接，另一端接地；电阻R8的一端与时基芯片的输出电压引脚OUT电连接，另一端与场效应管Q2的栅极电连接；电阻R2的一端与场效应管Q2的栅极电连接，另一端接地；场效应管Q2的源极接地，其漏极与三角电感L2的共用引脚电连接；三脚电感L2的一个引脚与+5V电源电连接，并通过跳针与其另一引脚电连接。

本发明所取得的有益效果包括：

1、温度传感器以及湿度传感器结合加热模块，可以控制3D打印卷材保存环境的温度与湿度，防止3D打印卷材过多吸收空气中的水分而导致打印耗材变质、性能下降，解决了目前市面上的抛光机只能适应PLA(聚乳酸)材料的抛光且适用范围小的缺点，使得3D打印机具备打印卷材恒温保存功能，可以适用于各种打印材料。

2、在3D打印机完成打印后，通过控制模块控制雾化头的喷射方向以及喷雾量，可以针对不同的材质进行3D打印模型的抛光操作，使得3D打印模型表面更加光滑，改善了抛光质量。整个3D打印表面处理控制系统采用模块化电路并集成到一块电路板上，将其结合到3D打印设备，不仅降低了生产成本，还同时具备抛光和干燥效果，其性价比高，适合推广。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，将重点放在示出实施例的原理上。

图1是本发明实施例中一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统的整体结构示意图；

图2是现有技术中，3D打印表面处理机器的产品示意图；

图3是本发明实施例中雾化片驱动信号发生电路的电路原理图；

图4是现有技术中，一种3D打印产品表面抛光方法及其装置的结构示意图；

图5是现有技术中，一种3D打印物品表面抛光和强化装置的结构示意图；

图6是现有技术中，一种3D打印物件用抛光设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明为一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，根据附图所示讲述以下实施例：

实施例一：

图2所示为目前市场上的3D打印机表面处理机器。目前大部分高精度3D打印设备价格昂贵，且不具有抛光和干燥效果，导致模型表面效果和材料种类受到限制，从而导致高精度3D打印机难以在家庭、中小学中普及。本发明为解决上述问题，提出了一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统。

如图1所示，一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其包括带有云台的雾化头、雾化器、雾化头驱动电路、雾化片驱动信号发生电路、加热模块以及控制模块。

所述带有云台的雾化头，用于对3D打印模型进行雾化抛光；所述雾化器用于雾化抛光液；所述雾化头驱动电路，用于驱动云台转动以调节雾化头的喷射方向；所述雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率；所述加热模块用于加热干燥雾化抛光后的3D打印模型；所述控制模块，用于控制雾化头的喷雾量以及雾化头驱动电路。

而雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率，其振荡频率可以由控制模块提供，也可以由单独的震荡信号发生芯片(NE555)提供。控制模块结合PWM算法，可以调节控制雾化片的振荡频率，使用户可以精确控制雾化头喷雾量的大小。

所述3D打印表面处理控制系统还包括称重模块，所述称重模块用于测量3D打印机的卷材重量。

所述3D打印表面处理控制系统还包括温度传感器模块以及湿度传感器模块，所述温度传感器模块用于测量3D打印机的环境温度，所述湿度传感器模块用于测量3D打印机的环境湿度。所述加热模块包括加热驱动电路以及加热模块，所述加热驱动电路与加热器电连接，所述控制模块通过控制加热驱动电路来控制加热器的加热功率。

温度传感器以及湿度传感器结合加热模块，可以控制3D打印卷材保存环境的温度与湿度，防止3D打印卷材过多吸收空气中的水分而导致打印耗材变质、性能下降，解决了目前市面上的抛光机只能适应PLA(聚乳酸)材料的抛光且适用范围小的缺点，使得3D打印机具备打印卷材恒温保存功能，可以适用于各种打印材料(如尼龙，尼龙碳纤，碳纤维PLA以及水溶性PLA等)。

在3D打印机完成打印后，通过控制模块控制雾化头的喷射方向以及喷雾量，可以针对不同的材质进行3D打印模型的抛光操作，使得3D打印模型表面更加光滑，改善了抛光质量。整个3D打印表面处理控制系统采用模块化电路并集成到一块电路板上，将其结合到3D打印设备，不仅降低了生产成本，还同时具备抛光和干燥效果，其性价比高，适合推广。

作为一种优选的技术方案，所述3D打印表面处理控制系统还包括按钮输入模块，所述按钮输入模块与控制模块电连接。所述3D打印表面处理控制系统还包括显示模块，所述显示模块与控制模块电连接，用于显示3D打印机的环境湿度、环境温度、加热功率、卷材重量以及喷雾量。所述雾化头为超声波雾化器。

实施例二：

图2所示为目前市场上的3D打印机表面处理机器。目前大部分高精度3D打印设备价格昂贵，且不具有抛光和干燥效果，导致模型表面效果和材料种类受到限制，从而导致高精度3D打印机难以在家庭、中小学中普及。本发明为解决上述问题，提出了一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统。

如图1所示，一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其包括带有云台的雾化头、雾化器、雾化头驱动电路、雾化片驱动信号发生电路、加热模块以及控制模块。

所述带有云台的雾化头，用于对3D打印模型进行雾化抛光；所述雾化器用于雾化抛光液，所述雾化头驱动电路，用于驱动云台转动以调节雾化头的喷射方向；所述雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率；所述加热模块用于加热干燥雾化抛光后的3D打印模型；所述控制模块，用于控制雾化头的喷雾量以及雾化头驱动电路。

而雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率，其振荡频率可以由控制模块提供，也可以由单独的震荡信号发生芯片(NE555)提供。控制模块结合PWM算法，可以调节控制雾化片的振荡频率，使用户可以精确控制雾化头喷雾量的大小。

所述3D打印表面处理控制系统还包括称重模块，所述称重模块用于测量3D打印机的卷材重量。所述称重模块由两个独立的称重通道组成，两个独立的称重通道各自通过独立电容进行电源滤波，使称重通道中的高增益放大器的输出信号不会因为雾化头驱动电路产生的干扰而出现卷材重量测量数据不稳定的问题。

所述3D打印表面处理控制系统还包括温度传感器模块以及湿度传感器模块，所述温度传感器模块用于测量3D打印机的环境温度，所述湿度传感器模块用于测量3D打印机的环境湿度。所述加热模块包括加热驱动电路以及加热模块，所述加热驱动电路与加热器电连接，所述控制模块通过控制加热驱动电路来控制加热器的加热功率。

温度传感器模块以及湿度传感器模块结合加热模块，可以控制3D打印卷材保存环境的温度与湿度，防止3D打印卷材过多吸收空气中的水分而导致打印耗材变质、性能下降，解决了目前市面上的抛光机只能适应PLA(聚乳酸)材料的抛光且适用范围小的缺点，使得3D打印机具备打印卷材恒温保存功能，可以适用于各种打印材料(如尼龙，尼龙碳纤，碳纤维PLA以及水溶性PLA等)。

在3D打印机完成打印后，通过控制模块控制雾化头的喷射方向以及喷雾量，可以针对不同的材质进行3D打印模型的抛光操作，使得3D打印模型表面更加光滑。整个3D打印表面处理控制系统采用模块化电路并集成到一块电路板上，将其结合到3D打印设备，不仅降低了生产成本，还同时具备抛光和干燥效果，其性价比高，适合推广。

作为一种优选的技术方案，所述3D打印表面处理控制系统还包括按钮输入模块，所述按钮输入模块与控制模块电连接。所述3D打印表面处理控制系统还包括显示模块，所述显示模块与控制模块电连接，用于显示3D打印机的环境湿度、环境温度、加热功率、卷材重量以及喷雾量。所述雾化头为超声波雾化器。

本发明所述3D打印表面处理控制系统集成了称重模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、加热模块、雾化头驱动电路以及雾化片驱动信号发生电路，使得器件之间信号传递更加稳定，避免了分立器件用电线连接时容易出现的接触不良的问题。

所述3D打印控制系统还包括储液箱以及雾化箱，储液箱内存有抛光液，如丙酮。储液箱中安装有将抛光液抽送至雾化箱的抽液泵，雾化器设于雾化箱内，雾化器与雾化头连通。

实施例三：

图2所示为目前市场上的3D打印机表面处理机器。目前大部分高精度3D打印设备价格昂贵，且不具有抛光和干燥效果，导致模型表面效果和材料种类受到限制，从而导致高精度3D打印机难以在家庭、中小学中普及。本发明为解决上述问题，提出了一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统。

如图1所示，一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其包括带有云台的雾化头、雾化器、雾化头驱动电路、雾化片驱动信号发生电路、加热模块以及控制模块。

所述带有云台的雾化头，用于对3D打印模型进行雾化抛光；所述雾化器用于雾化抛光液，所述雾化头驱动电路，用于驱动云台转动以调节雾化头的喷射方向；所述雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率；所述加热模块，所述加热模块用于加热干燥雾化抛光后的3D打印模型；所述控制模块，用于控制雾化头的喷雾量以及雾化头驱动电路。

而雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率，其振荡频率可以由控制模块提供，也可以由单独的震荡信号发生芯片(NE555)提供。控制模块结合PWM算法，可以调节控制雾化片的振荡频率，使用户可以精确控制雾化头喷雾量的大小。

所述3D打印表面处理控制系统还包括称重模块，所述称重模块用于测量3D打印机的卷材重量。所述称重模块由两个独立的称重通道组成，两个独立的称重通道各自通过独立电容进行电源滤波，使称重通道中的高增益放大器的输出信号不会因为雾化头驱动电路产生的干扰而出现卷材重量测量数据不稳定的问题。

所述3D打印表面处理控制系统还包括温度传感器模块以及湿度传感器模块，所述温度传感器模块用于测量3D打印机的环境温度，所述湿度传感器模块用于测量3D打印机的环境湿度。所述加热模块包括加热驱动电路以及加热模块，所述加热驱动电路与加热器电连接，所述控制模块通过控制加热驱动电路来控制加热器的加热功率。

温度传感器模块以及湿度传感器模块结合加热模块，可以控制3D打印卷材保存环境的温度与湿度，防止3D打印卷材过多吸收空气中的水分而导致打印耗材变质、性能下降，解决了目前市面上的抛光机只能适应PLA(聚乳酸)材料的抛光且适用范围小的缺点，使得3D打印机具备打印卷材恒温保存功能，可以适用于各种打印材料(如尼龙，尼龙碳纤，碳纤维PLA以及水溶性PLA等)。

在3D打印机完成打印后，通过控制模块控制雾化头的喷射方向以及喷雾量，可以针对不同的材质进行3D打印模型的抛光操作，使得3D打印模型表面更加光滑。整个3D打印表面处理控制系统采用模块化电路并集成到一块电路板上，将其结合到3D打印设备，不仅降低了生产成本，还同时具备抛光和干燥效果，其性价比高，适合推广。

作为一种优选的技术方案，所述3D打印表面处理控制系统还包括按钮输入模块，所述按钮输入模块与控制模块电连接。所述3D打印表面处理控制系统还包括显示模块，所述显示模块与控制模块电连接，用于显示3D打印机的环境湿度、环境温度、加热功率、卷材重量以及喷雾量。所述雾化头为超声波雾化器。

本发明所述3D打印表面处理控制系统集成了称重模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、加热模块、雾化头驱动电路以及雾化片驱动信号发生电路，使得器件之间信号传递更加稳定，避免了分立器件用电线连接时容易出现的接触不良的问题。

所述3D打印控制系统还包括储液箱以及雾化箱，储液箱内存有抛光液，如丙酮。储液箱中安装有将抛光液抽送至雾化箱的抽液泵，雾化器设于雾化箱内，雾化器与雾化头连通。

如图3所示，所述雾化片驱动信号发生电路包括时基芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R8、电容C1、电容C3、电容C4、电容C6、三脚电感L2、+5V电源以及场效应管Q2，时基芯片U1的供电引脚VCC与+5V电源电连接，电阻R1的一端与+5V电源电连接，另一端与时基芯片U1的放电引脚DISCH电连接；电阻R3的一端与时基芯片U1的放电引脚DISCH电连接，另一端分别与时基芯片的触发启动引脚TRIG、时基芯片U1的阈值引脚THRES以及电容C1的一端电连接；电容C6的一端以及电容C4的一端均与+5V电源电连接，电容C6的另一端以及电容C4的另一端均接地；电容C3的一端与时基芯片的电压控制引脚CONT电连接，另一端接地；电阻R8的一端与时基芯片的输出电压引脚OUT电连接，另一端与场效应管Q2的栅极电连接；电阻R2的一端与场效应管Q2的栅极电连接，另一端接地；场效应管Q2的源极接地，其漏极与三角电感L2的共用引脚电连接；三脚电感L2的一个引脚与+5V电源电连接，并通过跳针与其另一引脚电连接。

综上所述，本发明公开的一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，所产生的有益技术效果包括：

1、温度传感器以及湿度传感器结合加热模块，可以控制3D打印卷材保存环境的温度与湿度，防止3D打印卷材过多吸收空气中的水分而导致打印耗材变质、性能下降，解决了目前市面上的抛光机只能适应PLA(聚乳酸)材料的抛光且适用范围小的缺点，使得3D打印机具备打印卷材恒温保存功能，可以适用于各种打印材料。

2、在3D打印机完成打印后，通过控制模块控制雾化头的喷射方向以及喷雾量，可以针对不同的材质进行3D打印模型的抛光操作，使得3D打印模型表面更加光滑，改善了抛光质量。整个3D打印表面处理控制系统采用模块化电路并集成到一块电路板上，将其结合到3D打印设备，不仅降低了生产成本，还同时具备抛光和干燥效果，其性价比高，适合推广。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法、系统和设备是示例，各种配置可以适当地省略、替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法和/或可以添加、省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本发明公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本发明公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其特征在于，包括：

带有云台的雾化头，用于对3D打印模型进行雾化抛光；

雾化器，与雾化头连通，用于将抛光液雾化；

雾化头驱动电路，用于驱动云台转动以调节雾化头的喷射方向；

雾化片驱动信号发生电路，用于为雾化器中的雾化片提供振荡频率；

加热模块，用于加热干燥雾化抛光后的3D打印模型；

控制模块，用于控制雾化头的喷雾量以及雾化头驱动电路。

2.如权利要求1所述的一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其特征在于，所述3D打印表面处理控制系统还包括称重模块，所述称重模块用于测量3D打印机的卷材重量。

3.如权利要求2所述的一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其特征在于，所述3D打印表面处理控制系统还包括温度传感器模块以及湿度传感器模块，所述温度传感器模块用于测量3D打印机的环境温度，所述湿度传感器模块用于测量3D打印机的环境湿度。

4.如权利要求3所述的一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其特征在于，所述加热模块包括加热驱动电路以及加热器，所述加热驱动电路与加热器电连接，所述控制模块通过控制加热驱动电路来控制加热器的加热功率。

5.如权利要求4所述的一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其特征在于，所述3D打印表面处理控制系统还包括按钮输入模块，所述按钮输入模块与控制模块电连接。

6.如权利要求5所述的一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其特征在于，所述3D打印表面处理控制系统还包括显示模块，所述显示模块与控制模块电连接，用于显示3D打印机的环境湿度、环境温度、加热功率、卷材重量以及喷雾量。

7.如权利要求6所述的一种基于微滴抛光的3D打印表面处理控制系统，其特征在于，所述雾化器为超声波雾化器。

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