CN111844739A - 一种智能激光快速成型的3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及3D打印技术领域，且公开了一种智能激光快速成型的3D打印机，包括底箱，所述底箱上表面固定连接有工作箱，所述工作箱正面的左侧通过两组合页与门板铰接，所述门板正面的右侧与工作箱正面的右侧之间设置有锁扣，所述门板正面的右侧固定连接有把手，所述底箱上表面中部设置有安放装置。该智能激光快速成型的3D打印机，通过设置半导体制冷片、冷却液箱、冷却管、水泵和第二散热扇，使得水泵将冷却后的冷却液抽送至冷却管内，第二散热扇将经冷却管冷却后的空气送入工作箱内，从而进一步提高了该装置对于3D打印物体的散热效果，提高了该装置的散热效率，加快了3D打印物体的成型速率。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种智能激光快速成型的3D打印机。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，它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，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件；现有技术的3D打印机难以对打印物体进行快速的进行散热成型。
例如，中国专利申请号为：201921941021.8中提供的一种激光快速成型的3D打印机，其基本描述为：包括机体、丝杆和散热风扇，机体侧面设置有控制面板，其中，机体顶部设置有加工仓，加工仓内部设置有打印头，打印头顶部连接有进料管，打印头安装在横杆顶部，横杆顶部设置有齿槽，齿槽内部安装有第一齿轮，第一齿轮安装在第一电机输出端，第一电机固定在打印头内部，丝杆设置在加工仓内部，丝杆外侧安装有横杆，丝杆顶部安装在滑块内部，滑块安装在滑槽内部，滑槽设置在加工仓顶部，散热风扇安装在加工仓外侧，该激光快速成型的3D打印机打印完成后，我们将加工仓外侧的散热风扇打开，散热风扇可将加工仓内部的热空气排出，此时刚刚打印完成的产品可以更加快速的进行降温，快速成型，但是该装置通过散热风扇将加工仓内部的热空气排出，由于外界控制的温度不确定，所以散热风扇难以对加工仓内部进行很好的散热效果。
于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种智能激光快速成型的3D打印机。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能激光快速成型的3D打印机，解决了现有技术的3D打印机难以对打印物体进行快速的进行散热成型的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能激光快速成型的3D打印机，包括底箱，所述底箱上表面固定连接有工作箱，所述工作箱正面的左侧通过两组合页与门板铰接，所述门板正面的右侧与工作箱正面的右侧之间设置有锁扣，所述底箱上表面中部设置有安放装置，所述底箱上表面的左右两侧均插接有第一丝杠，所述底箱内底侧壁的左右两侧均固定连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与第一丝杠的底端固定连接，所述第一丝杠外表面的顶部套接有打印装置，所述工作箱内后侧壁的顶部固定连接有红外温度传感器，所述工作箱内后侧壁的顶部固定连接有控制器，所述底箱左侧面底部固定连接有支撑板，所述支撑板上连接有水冷却装置，所述所述工作箱内壁的顶部连接有通风散热装置，所述通风散热装置包括冷却管，所述冷却管与所述水冷却装置连接。
优选的，所述水冷却装置包括：所述支撑板上表面的中部固定连接的冷却液箱，所述支撑板上表面的前侧固定连接有水泵，所述水泵的输入端与冷却液箱的正面连通，所述冷却液箱上表面固定连接有半导体制冷片，所述半导体制冷片上表面固定连接有多组散热片，所述散热片上表面固定连接有第一散热扇，所述水泵输出端连通有进液管，所述冷却液箱的背面连通有回流管，所述红外温度传感器的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与第一散热扇、第二散热扇、水泵和半导体制冷片的输入端电连接；
所述通风散热装置包括：所述工作箱内壁的顶部固定连接的通风板，所述第一丝杠的顶端与通风板的下表面转动连接，所述通风板上表面开设有多组通风槽，所述通风板上表面固定连接有冷却管，所述进液管的右端与冷却管的前端连通，所述回流管的右端与冷却管的后端连通，所述工作箱上表面开设有多组进风槽；
所述工作箱右侧面的顶部插接有第一防尘网，所述第一防尘网右侧面固定连接有拉环，所述工作箱背面的中部设置有第二防尘网，所述第二防尘网的背面固定连接有第二散热扇。
优选的，所述安放装置包括放置台，放置台下表面中部固定连接有连接块，连接块正面插接有第二丝杠，第二丝杠外表面的前侧套接有转动支撑板，转动支撑板的下表面与底箱的上表面固定连接，底箱上表面中部的后侧固定连接有第二驱动电机，第二驱动电机的输出端与第二丝杠的后端固定连接。
优选的，所述打印装置包括两组升降块，升降块内侧面的顶部和底部均固定连接有滑动杆，升降块内侧面的中部转动连接有第三丝杠，滑动杆和第三丝杠外表面中部套接有移动块，移动块下表面固定连接有打印头，第三丝杠外表面的右侧套接有从动齿轮，位于右侧的升降块正面固定连接有两组电机支撑台，电机支撑台内侧面固定连接有第三驱动电机，第三驱动电机输出端固定连接有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合。
优选的，所述门板正面的右侧固定连接有把手，所述底箱下表面的四角均固定连接有减震柱，所述把手外表面设置有防滑层，防滑层的外表面设置有摩擦防滑纹路；
所述减震柱包括支撑柱，支撑柱外表面的底部套接有支撑套筒，支撑套筒下表面固定连接有垫板，支撑套筒内部设置有弹簧。
优选的，所述工作箱内左侧壁和内右侧壁中部均固定连接有T形滑轨，升降块的外侧面开设有与T形滑轨相适配的T形滑槽。
优选的，所述放置台下表面的左右两侧均开设有方形滑槽，底箱上表面固定连接有与方形滑槽相适配的方形滑轨。
优选的，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：检测装置，设置于所述移动块上，与所述打印头电性连接；
所述检测装置，包括：
第一检测模块，用于检测所述打印头内是否有打印材料，生成第一检测结果；
第二检测模块，用于检测所述打印头的当前输入电能，生成第二检测结果；
判定模块，用于预先生成判定条件，当所述打印头内有打印材料时，判定为正常，当所述打印头内没有打印材料时，判定为异常，当所述述打印头的当前输入电能与预设输入电能的差值的绝对值在预设范围之内时，判定为正常，当所述述打印头的当前输入电能与预设输入电能的差值的绝对值在预设范围之内外时，判定为异常；
第一处理模块，同时与所述第一检测模块和第二检测模块以及判定模块连接，用于确认所述第一检测结果和第二检测结果是否正常，当所述第一检测结果为异常同时第二检测结果为正常时，向报警模块生成第一报警指令，当所述第一检测结果为异常同时第二检测结果也为异常时，向所述报警模块发出第二报警指令，同时向断电保护模块发出断电指令，当所述第一检测结果为正常同时第二检测结果为正常时，不做后续工作，当所述第一检测结果为正常同时第二检测结果为异常时，向所述断电保护模块发出断电指令，同时向所述报警模块发出第三报警指令；
所述报警模块，与所述第一处理模块连接，用于根据所述第一报警指令、第二报警指令和第三报警指令向用户发出不同的报警提示；
所述断电保护模块，与所述第一处理模块连接，用于根据所述断电指令断开所述打印头的电连接；
激光扫描模块，用于扫描所述打印头打印的成品，生成3D扫描图像；
第二处理模块，与所述激光扫描模块连接，用于将所述3D扫描图像与预设标准化图像进行对比，获取对比相似度；
显示模块，与所述第二处理模块连接，用于显示所述3D扫描图像以及对比相似度。
优选的，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：供电装置，一端与所述检测装置连接，另一端与所述打印头电性连接；
所述供电装置，包括：
控制模块，与所述断电保护模块连接，用于当所述断电保护模块断开所述打印头的电连接时，开启所述备用电源模块；
所述备用电源模块，与所述控制模块连接，用于为所述打印头进行供电；
第三检测模块，用于检测所述打印头在备用电源模块供电下的第一输出功率；
第三处理模块，与所述第三检测模块连接，用于将所述第一输出功率和打印头在家庭电路供电下的第二输出功率进行对比，当确认所述第一输出功率大于所述第二输出功率时，向电流调节模块发出第一调节指令，当确认所述第一输出功率小于所述第二输出功率时，向所述电流调节模块发出第二调节指令，所述第一调节指令为降低打印头工作电流的指令，所述第二调节指令为提高打印头工作电流的指令；
所述电流调节模块，一端与所述第三处理模块连接，另一端与所述备用电源模块连接，用于根据所述第一调节指令降低所述备用电源模块的输出电流或根据所述第二调节指令提高所述备用电源的输出电流。
优选的，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：吸尘装置，设置于所述工作箱内部，用于吸附所述工作箱内的灰尘；
所述吸尘装置，包括：
第四检测模块，用于检测所述第一防尘网上的第一灰尘密度、第二防尘网上的第二灰尘密度；
第四处理模块，与所述第四检测模块连接，用于根据所述第一灰尘密度、第二灰尘密度计算出所述工作箱内部的灰尘总质量：
其中，m表示所述工作箱内部的灰尘总质量，ρ1表示为所述第一灰尘密度，ρ2表示为第一防尘网所在的工作箱内部空间内的灰尘密度，ρ3表示为所述第二灰尘密度，ρ4表示为第二防尘网所在的工作箱内部空间内的灰尘密度，N表示为将工作箱内部剩余面积划分为等面积的区域的总数量，ρi表示为第i个区域内灰尘密度，V表示为所述工作箱的体积，λ1表示为第一防尘网的灰尘吸附系数，取值为[0.5,0.8],λ2表示为第二防尘网的灰尘吸附系数，取值为[0.5,0.7],λ3表示为所述工作箱内壁材料的灰尘吸附系数，取值为[0.6,0.7],ω表示为计算过程中的影响因子，取值为[0.05,0.15]；
确认所述工作箱内部的灰尘总质量是否在预设灰尘质量范围内，若是，生成除尘指令，所述预设灰尘质量范围内影响所述智能激光快速成型的3D打印机的工作效率的灰尘质量范围；
根据所述工作箱内部的灰尘总质量计算出吸尘模块的吸尘时长：
其中，t表示为吸尘模块的吸尘时长，R表示为所述吸尘模块单位时间内吸尘灰尘的质量，η表示为所述吸尘模块的吸尘效率，Q1表示为工作箱内部的当前清洁度，Q2表示为工作箱内部的目标清洁度，e表示为自然常数，取值为2.58；
所述吸尘模块，与所述第四处理模块连接，用于根据所述吸尘指令开始工作，工作所述吸尘时长后停止工作。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种智能激光快速成型的3D打印机，具备以下有益效果：
1、该智能激光快速成型的3D打印机，通过设置半导体制冷片、冷却液箱、冷却管、水泵和第二散热扇，使得水泵将冷却后的冷却液抽送至冷却管内，第二散热扇将经冷却管冷却后的空气送入工作箱内，从而进一步提高了该装置对于3D打印物体的散热效果，提高了该装置的散热效率，加快了3D打印物体的成型速率。
2、该智能激光快速成型的3D打印机，通过设置第一防尘网、拉环和第二防尘网，使得第一防尘网和第二防尘网对外界的空气进行过滤，并使得使用者可以将第一防尘网取出并进行清洗，从而进一步降低了空气中的灰尘进入工作箱污染打印物体的概率，方便了使用者使用。
3、通过检测打印头内是否有打印材料以及打印头的当前输入电能来确定打印头的异常情况，进而根据不同的异常情况向用户发出不同的报警提示使得用户可以随时了解打印头是否在正常工作以及发生异常时的异常原因进而实行对应的解决方案，提高了工作效率，无需人工排查打印头的异常原因，提高了用户的体验感，进一步地，通过激光扫描模块获得打印成品的3D扫描图像和标准图像进行对比来获取对比相似度进而通过显示模块显示3D扫描图像和对比相似度可使用户第一时间了解打印的成品进而选择打印完成或者重新打印，进一步地提高了用户的体验感。
4、通过设置备用电源模块在原始电源的输出电能异常时为打印头提供电能，进一步地提高了打印头的工作效率，同时，通过检测打印头的第一输出功率和标准第二输出功率进行对比进而来调节备用电源模块的输出电流来保证备用电源模块的输出功率和家庭电路的输出功率相同，进而保证了打印头的工作效率。提高了打印头打印的稳定性。
5、通过计算工作箱内部的总质量来选择性的进行除尘，计算的结果保证了数据的准确性，解决了现有技术中只能估计工作箱内部灰尘质量的问题，同时，通过确认工作箱内部的灰尘总质量是否在影响所述智能激光快速成型的3D打印机的工作效率的灰尘质量范围内来确定是否需要对工作箱内部进行除尘，可保证3D打印机的工作效率，同时，为吸尘模块的每次启动添加了启动条件，无需经常启动吸尘摸快，降低了吸尘模块的寿命损耗，节省了成本，进一步地，通过准确地计算出吸尘模块的吸尘时长来控制吸尘模块的工作时间，可避免出现吸尘摸快一直处于工作状态耗费电能情况的发生，降低了电能损耗，无需人工开启关闭吸尘模块，进一步地提高了用户的体验感。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明内部结构示意图；
图3、图4为本发明剖面结构示意图；
图5为本发明打印装置结构示意图；
图6为本发明系统图；
图7为本发明的检测装置的结构示意图；
图8为本发明的供电装置的结构示意图；
图9为本发明的吸尘装置(30)的结构示意图。
图中：1、底箱；2、工作箱；201、进风槽；3、合页；4、门板；5、锁扣；6、把手；7、安放装置；701、放置台；702、连接块；703、转动支撑板；704、第二驱动电机；705、第二丝杠；8、第一丝杠；9、第一驱动电机；10、减震柱；11、打印装置；1101、升降块；1102、滑动杆；1103、第三丝杠；1104、移动块；1105、打印头；1106、从动齿轮；1107、电机支撑台；1108、第三驱动电机；1109、主动齿轮；12、红外温度传感器；13、控制器；14、支撑板；15、冷却液箱；16、半导体制冷片；17、散热片；18、第一散热扇；19、通风板；1901、通风槽；20、冷却管；21、进液管；22、回流管；23、第一防尘网；24、拉环；25、第二防尘网；26、第二散热扇；27、水泵；28、检测装置；28.1、第一检测模块；28.2、第二检测模块；28.3、判定模块；28.4、第一处理模块；28.5、报警模块；28.6、断电保护模块；28.7、激光扫描模块；28.8、第二处理模块；28.9、显示模块；29、供电装置；29.1、控制模块；29.2、备用电源模块；29.3、第三检测模块；29.4、第三处理模块；29.5、电流调节模块；30、吸尘装置；30.1、第四检测模块；30.2、第四处理模块；30.3、吸尘模块。
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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种智能激光快速成型的3D打印机，包括底箱1，底箱1上表面固定连接有工作箱2，工作箱2正面的左侧通过两组合页3与门板4铰接，门板4正面的右侧与工作箱2正面的右侧之间设置有锁扣5，底箱1上表面中部设置有安放装置7，底箱1上表面的左右两侧均插接有第一丝杠8，底箱1内底侧壁的左右两侧均固定连接有第一驱动电机9，第一驱动电机9的型号为1LE0001，第一驱动电机9的输出端与第一丝杠8的底端固定连接，第一丝杠8外表面的顶部套接有打印装置11，工作箱2内后侧壁的顶部固定连接有红外温度传感器12，红外温度传感器12的型号为MLX90614ESF-BAA，工作箱2内后侧壁的顶部固定连接有控制器13，控制器13的型号为STM8S003F3P6，底箱1左侧面底部固定连接有支撑板14，支撑板14上连接有水冷却装置，工作箱2内壁的顶部连接有通风散热装置，通风散热装置包括冷却管20，冷却管20水冷却装置连接，水冷却装置包括：支撑板14上表面的中部固定连接的冷却液箱15，所述支撑板14上表面的前侧固定连接有水泵27，所述水泵27的输入端与冷却液箱15的正面连通，所述冷却液箱15上表面固定连接有半导体制冷片16，所述半导体制冷片16上表面固定连接有多组散热片17，所述散热片17上表面固定连接有第一散热扇18，所述水泵27输出端连通有进液管21，所述冷却液箱15的背面连通有回流管22，所述红外温度传感器12的输出端与控制器13的输入端电连接，所述控制器13的输出端与第一散热扇18、第二散热扇26、水泵27和半导体制冷片16的输入端电连接；所述通风散热装置包括：所述工作箱2内壁的顶部固定连接的通风板19，所述第一丝杠8的顶端与通风板19的下表面转动连接，所述通风板19上表面开设有多组通风槽1901，所述通风板19上表面固定连接有冷却管20，所述进液管21的右端与冷却管20的前端连通，所述回流管22的右端与冷却管20的后端连通，所述工作箱2上表面开设有多组进风槽201；所述工作箱2右侧面的顶部插接有第一防尘网23，所述第一防尘网23右侧面固定连接有拉环24，所述工作箱2背面的中部设置有第二防尘网25，所述第二防尘网25的背面固定连接有第二散热扇26。通过设置半导体制冷片16、冷却液箱15、冷却管20、水泵27和第二散热扇26，使得水泵27将冷却后的冷却液抽送至冷却管20内，第二散热扇26将经冷却管20冷却后的空气送入工作箱2内，从而进一步提高了该装置对于3D打印物体的散热效果，提高了该装置的散热效率，加快了3D打印物体的成型速率，通过设置第一防尘网23、拉环24和第二防尘网25，使得第一防尘网23和第二防尘网25对外界的空气进行过滤，并使得使用者可以将第一防尘网23取出并进行清洗，从而进一步降低了空气中的灰尘进入工作箱2污染打印物体的概率，方便了使用者使用。
本发明中，为了使得打印物体可以前后运动，因此安放装置7包括放置台701，放置台701下表面中部固定连接有连接块702，连接块702正面插接有第二丝杠705，第二丝杠705外表面的前侧套接有转动支撑板703，转动支撑板703的下表面与底箱1的上表面固定连接，底箱1上表面中部的后侧固定连接有第二驱动电机704，第二驱动电机704的型号为Y80M1-2，第二驱动电机704的输出端与第二丝杠705的后端固定连接，使得放置台701可以带动打印物体前后运动。
本发明中，为了使得打印设备可以横向运动，因此打印装置11包括两组升降块1101，升降块1101内侧面的顶部和底部均固定连接有滑动杆1102，升降块1101内侧面的中部转动连接有第三丝杠1103，滑动杆1102和第三丝杠1103外表面中部套接有移动块1104，移动块1104下表面固定连接有打印头1105，第三丝杠1103外表面的右侧套接有从动齿轮1106，位于右侧的升降块1101正面固定连接有两组电机支撑台1107，电机支撑台1107内侧面固定连接有第三驱动电机1108，第三驱动电机1108的型号为Y90L-2，第三驱动电机1108输出端固定连接有主动齿轮1109，主动齿轮1109与从动齿轮1106啮合，使得打印头1105可以横向运动打印物体。
本发明中，为了进一步方便使用者使用该装置，所述门板4正面的右侧固定连接有把手6，所述底箱1下表面的四角均固定连接有减震柱10，因此在把手6外表面设置有防滑层，防滑层的外表面设置有摩擦防滑纹路，从而增大了手掌与把手6之间的摩擦力，进一步方便了使用者使用该装置。为了进一步增强该装置工作时的稳定性，因此减震柱10包括支撑柱，支撑柱外表面的底部套接有支撑套筒，支撑套筒下表面固定连接有垫板，支撑套筒内部设置有弹簧，使得减震柱10对该装置底部起到减震缓冲的作用，从而进一步增强了该装置工作时的稳定性。
本发明中，为了进一步增强升降块1101的运动稳定性，因此在工作箱2内左侧壁和内右侧壁中部均固定连接有T形滑轨，升降块1101的外侧面开设有与T形滑轨相适配的T形滑槽，通过T形滑轨与T形滑槽配合，从而进一步增强了升降块1101的运动稳定性。
本发明中，为了进一步增强放置台701的运动稳定性，因此在放置台701下表面的左右两侧均开设有方形滑槽，底箱1上表面固定连接有与方形滑槽相适配的方形滑轨，通过方形滑轨与方形滑槽配合，从而进一步增强了放置台701的运动稳定性。
该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
在使用时，启动第一驱动电机9，第一驱动电机9输出端带动第一丝杠8转动，第一丝杠8带动升降块1101升降，从而使得打印头1105可以上下运动，启动第二驱动电机704，第二驱动电机704输出端带动第二丝杠705转动，第二丝杠705带动连接块702前后运动，连接块702带动放置台701前后运动，启动第三驱动电机1108，第三驱动电机1108输出端带动第三丝杠1103转动，第三丝杠1103带动移动块1104左右运动，移动块1104带动打印头1105左右运动，打印头1105进行3D打印，红外温度传感器12对工作箱2内部的温度进行检测，将电信号传输给控制器13，当工作箱2内部的温度较高时，控制器13启动半导体制冷片16，半导体制冷片16下表面温度降低且上表面温度升高，控制器13启动第一散热扇18，第一散热扇18对半导体制冷片16的上表面进行散热，半导体制冷片16对冷却液箱15内的冷却液进行降温，控制器13启动水泵27，水泵27将冷却液箱15内的冷却液抽出，冷却液通过进液管21进入冷却管20内，控制器13启动第二散热扇26，工作箱2内部产生负压，空气通过进风槽201进入工作箱2内，第一防尘网23对空气中的灰尘进行过滤，冷却管20对空气进行降温，冷却后的空气对3D打印的物体进行降温，冷却液通过回流管22重新回流至冷却液箱15内，当需要对第一防尘网23进行清洗时，通过拉环24将第一防尘网23拉出并对第一防尘网23进行清洗。
综上所述，该智能激光快速成型的3D打印机，通过设置半导体制冷片16、冷却液箱15、冷却管20、水泵27和第二散热扇26，使得水泵27将冷却后的冷却液抽送至冷却管20内，第二散热扇26将经冷却管20冷却后的空气送入工作箱2内，从而进一步提高了该装置对于3D打印物体的散热效果，提高了该装置的散热效率，加快了3D打印物体的成型速率。
该智能激光快速成型的3D打印机，通过设置第一防尘网23、拉环24和第二防尘网25，使得第一防尘网23和第二防尘网25对外界的空气进行过滤，并使得使用者可以将第一防尘网23取出并进行清洗，从而进一步降低了空气中的灰尘进入工作箱2污染打印物体的概率，方便了使用者使用。
在一个实施例中，如图7所示，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：检测装置28，设置于所述移动块1104上，与所述打印头1105电性连接；
所述检测装置28，包括：
第一检测模块28.1，用于检测所述打印头1105内是否有打印材料，生成第一检测结果；
第二检测模块28.2，用于检测所述打印头1105的当前输入电能，生成第二检测结果；
判定模块28.3，用于预先生成判定条件，当所述打印头1105内有打印材料时，判定为正常，当所述打印头1105内没有打印材料时，判定为异常，当所述述打印头1105的当前输入电能与预设输入电能的差值的绝对值在预设范围之内时，判定为正常，当所述述打印头1105的当前输入电能与预设输入电能的差值的绝对值在预设范围之内外时，判定为异常；
第一处理模块28.4，同时与所述第一检测模块28.1和第二检测模块28.2以及判定模块28.3连接，用于确认所述第一检测结果和第二检测结果是否正常，当所述第一检测结果为异常同时第二检测结果为正常时，向报警模块28.5生成第一报警指令，当所述第一检测结果为异常同时第二检测结果也为异常时，向所述报警模块28.5发出第二报警指令，同时向断电保护模块28.6发出断电指令，当所述第一检测结果为正常同时第二检测结果为正常时，不做后续工作，当所述第一检测结果为正常同时第二检测结果为异常时，向所述断电保护模块28.6发出断电指令，同时向所述报警模块28.5发出第三报警指令；
所述报警模块28.5，与所述第一处理模块28.4连接，用于根据所述第一报警指令、第二报警指令和第三报警指令向用户发出不同的报警提示；
所述断电保护模块28.6，与所述第一处理模块28.4连接，用于根据所述断电指令断开所述打印头1105的电连接；
激光扫描模块28.7，用于扫描所述打印头1105打印的成品，生成3D扫描图像；
第二处理模块28.8，与所述激光扫描模块28.7连接，用于将所述3D扫描图像与预设标准化图像进行对比，获取对比相似度；
显示模块28.9，与所述第二处理模块28.8连接，用于显示所述3D扫描图像以及对比相似度。
上述技术方案的工作原理为：利用第一检测模块检测打印头内是否有打印材料，生成第一检测结果，同时利用第二检测模块检测打印头的当前输入电能，生成第二检测结果，通过判定模块预先设置第一检测结果和第二检测结果的正常异常条件，然后利用第一处理模块确定第一检测结果和第二检测结果的异常情况，当第一检测结果和第二检测结果都正常时，无需进行后续工作，当第一检测结果异常但第二检测结果异常时，向报警模块发出第一报警指令，当第一结果异常和第二检测结果都异常时，向报警模块发出第二报警指令，当第一检测结果正常但第二检测结果异常时，向报警模块发出第三报警指令，同时向断电保护模块发出断电指令，报警模块根据第一报警指令、第二报警指令和第三报警指令对用户发出不同的报警提示，断电保护模块根据断电指令断开打印头与电源的电连接，在打印头打印完待打印物品后，利用激光扫描模块扫描打印的成品，生成3D扫描图像，利用第二处理模块将3D扫描图像与预设待打印物品的预设标准化图像进行对比，获得对比相似度，将对比相似度和3D扫描图像同时通过显示模块向用户显示。
上述技术方案的有益效果为：通过检测打印头内是否有打印材料以及打印头的当前输入电能来确定打印头的异常情况，进而根据不同的异常情况向用户发出不同的报警提示使得用户可以随时了解打印头是否在正常工作以及发生异常时的异常原因进而实行对应的解决方案，提高了工作效率，无需人工排查打印头的异常原因，提高了用户的体验感，进一步地，通过激光扫描模块获得打印成品的3D扫描图像和标准图像进行对比来获取对比相似度进而通过显示模块显示3D扫描图像和对比相似度可使用户第一时间了解打印的成品进而选择打印完成或者重新打印，进一步地提高了用户的体验感。
在一个实施例中，如图8所示，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：供电装置29，一端与所述检测装置28连接，另一端与所述打印头(1105)电性连接；
所述供电装置29，包括：
控制模块29.1，与所述断电保护模块28.6连接，用于当所述断电保护模块28.6断开所述打印头1105的电连接时，开启所述备用电源模块29.2；
所述备用电源模块29.2，与所述控制模块29.1连接，用于为所述打印头1105进行供电；
第三检测模块29.3，用于检测所述打印头1105在备用电源模块29.2供电下的第一输出功率；
第三处理模块29.4，与所述第三检测模块29.3连接，用于将所述第一输出功率和打印头1105在家庭电路供电下的第二输出功率进行对比，当确认所述第一输出功率大于所述第二输出功率时，向电流调节模块29.5发出第一调节指令，当确认所述第一输出功率小于所述第二输出功率时，向所述电流调节模块29.5发出第二调节指令，所述第一调节指令为降低打印头1105工作电流的指令，所述第二调节指令为提高打印头1105工作电流的指令；
所述电流调节模块29.5，一端与所述第三处理模块29.4连接，另一端与所述备用电源模块29.2连接，用于根据所述第一调节指令降低所述备用电源模块29.2的输出电流或根据所述第二调节指令提高所述备用电源的输出电流。
上述技术方案的工作原理为：利用控制模块在确定断电保护模块断开打印头与电源的电连接时，开启备用电源模块为打印头供电以使打印头继续工作，同时利用第三检测模块检测打印头在备用电源模块供电下的第一输出功率，通过第三处理模块将第一输出功率与打印头在家庭电路供电下的第二输出功率进行对比，当第一输出功率大于第二输出功率时，利用电流调节模块降低备用电源模块的输出电流，当第一输出功率小于第二输出功率时，利用电流调节模块提高备用电源模块的输出电流。
上述技术方案的有益效果为：通过设置备用电源模块在原始电源的输出电能异常时为打印头提供电能，进一步地提高了打印头的工作效率，同时，通过检测打印头的第一输出功率和标准第二输出功率进行对比进而来调节备用电源模块的输出电流来保证备用电源模块的输出功率和家庭电路的输出功率相同，进而保证了打印头的工作效率。提高了打印头打印的稳定性。
在一个实施例中，如图9所示，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：吸尘装置30，设置于所述工作箱2内部，用于吸附所述工作箱2内的灰尘；
所述吸尘装置30，包括：
第四检测模块30.1，用于检测所述第一防尘网23上的第一灰尘密度、第二防尘网25上的第二灰尘密度；
第四处理模块30.2，与所述第四检测模块30.1连接，用于根据所述第一灰尘密度、第二灰尘密度计算出所述工作箱(2)内部的灰尘总质量：
其中，m表示所述工作箱2内部的灰尘总质量，ρ1表示为所述第一灰尘密度，ρ2表示为第一防尘网23所在的工作箱内部空间内的灰尘密度，ρ3表示为所述第二灰尘密度，ρ4表示为第二防尘网25所在的工作箱内部空间内的灰尘密度，N表示为将工作箱2内部剩余面积划分为等面积的区域的总数量，ρi表示为第i个区域内灰尘密度，V表示为所述工作箱2的体积，λ1表示为第一防尘网23的灰尘吸附系数，取值为[0.5,0.8],λ2表示为第二防尘网25的灰尘吸附系数，取值为[0.5,0.7],λ3表示为所述工作箱2内壁材料的灰尘吸附系数，取值为[0.6,0.7],ω表示为计算过程中的影响因子，取值为[0.05,0.15]；
确认所述工作箱2内部的灰尘总质量是否在预设灰尘质量范围内，若是，生成除尘指令，所述预设灰尘质量范围内影响所述智能激光快速成型的3D打印机的工作效率的灰尘质量范围；
根据所述工作箱2内部的灰尘总质量计算出吸尘模块30.3的吸尘时长：
其中，t表示为吸尘模块30.3的吸尘时长，R表示为所述吸尘模块30.3单位时间内吸尘灰尘的质量，η表示为所述吸尘模块30.3的吸尘效率，Q1表示为工作箱2内部的当前清洁度，Q2表示为工作箱2内部的目标清洁度，e表示为自然常数，取值为2.58；
所述吸尘模块30.3，与所述第四处理模块30.2连接，用于根据所述吸尘指令开始工作，工作所述吸尘时长后停止工作；
在本实施例中，上述工作箱内部剩余面积表示为工作箱内壁除第一防尘网所在内壁和第二防尘网所在内壁外的剩余4个内壁的面积。
上述技术方案的工作原理为：利用第四检测模块检测第一防尘网上的第一灰尘密度和第二防尘网上的第二灰尘密度，然后利用第四处理模块根据第一灰尘密度、第二灰尘密度以及工作箱内部剩余面积的平均灰尘密度来计算出工作箱内部的灰尘总质量，确认灰尘总质量是否在影响所述智能激光快速成型的3D打印机的工作效率的灰尘质量范围内，若是，生成除尘指令，同时，根据灰尘总质量计算出为吸尘模块的吸尘时长，计算完毕后，吸尘摸快开始工作，吸附工作箱内部的灰尘，在工作了吸尘时长后停止工作。
上述技术方案的有益效果为：通过计算工作箱内部的总质量来选择性的进行除尘，计算的结果保证了数据的准确性，解决了现有技术中只能估计工作箱内部灰尘质量的问题，同时，通过确认工作箱内部的灰尘总质量是否在影响所述智能激光快速成型的3D打印机的工作效率的灰尘质量范围内来确定是否需要对工作箱内部进行除尘，可保证3D打印机的工作效率，同时，为吸尘模块的每次启动添加了启动条件，无需经常启动吸尘摸快，降低了吸尘模块的寿命损耗，节省了成本，进一步地，通过准确地计算出吸尘模块的吸尘时长来控制吸尘模块的工作时间，可避免出现吸尘摸快一直处于工作状态耗费电能情况的发生，降低了电能损耗，无需人工开启关闭吸尘模块，进一步地提高了用户的体验感。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种智能激光快速成型的3D打印机，包括底箱(1)，其特征在于：所述底箱(1)上表面固定连接有工作箱(2)，所述工作箱(2)正面的左侧通过两组合页(3)与门板(4)铰接，所述门板(4)正面的右侧与工作箱(2)正面的右侧之间设置有锁扣(5)，所述底箱(1)上表面中部设置有安放装置(7)，所述底箱(1)上表面的左右两侧均插接有第一丝杠(8)，所述底箱(1)内底侧壁的左右两侧均固定连接有第一驱动电机(9)，所述第一驱动电机(9)的输出端与第一丝杠(8)的底端固定连接，所述第一丝杠(8)外表面的顶部套接有打印装置(11)，所述工作箱(2)内后侧壁的顶部固定连接有红外温度传感器(12)，所述工作箱(2)内后侧壁的顶部固定连接有控制器(13)，所述底箱(1)左侧面底部固定连接有支撑板(14)，所述支撑板(14)上连接有水冷却装置，所述所述工作箱(2)内壁的顶部连接有通风散热装置，所述通风散热装置包括冷却管(20)，所述冷却管(20)与所述水冷却装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于：
所述水冷却装置包括：所述支撑板(14)上表面的中部固定连接的冷却液箱(15)，所述支撑板(14)上表面的前侧固定连接有水泵(27)，所述水泵(27)的输入端与冷却液箱(15)的正面连通，所述冷却液箱(15)上表面固定连接有半导体制冷片(16)，所述半导体制冷片(16)上表面固定连接有多组散热片(17)，所述散热片(17)上表面固定连接有第一散热扇(18)，所述水泵(27)输出端连通有进液管(21)，所述冷却液箱(15)的背面连通有回流管(22)，所述红外温度传感器(12)的输出端与控制器(13)的输入端电连接，所述控制器(13)的输出端与第一散热扇(18)、第二散热扇(26)、水泵(27)和半导体制冷片(16)的输入端电连接；
所述通风散热装置包括：所述工作箱(2)内壁的顶部固定连接的通风板(19)，所述第一丝杠(8)的顶端与通风板(19)的下表面转动连接，所述通风板(19)上表面开设有多组通风槽(1901)，所述通风板(19)上表面固定连接有冷却管(20)，所述进液管(21)的右端与冷却管(20)的前端连通，所述回流管(22)的右端与冷却管(20)的后端连通，所述工作箱(2)上表面开设有多组进风槽(201)；
所述工作箱(2)右侧面的顶部插接有第一防尘网(23)，所述第一防尘网(23)右侧面固定连接有拉环(24)，所述工作箱(2)背面的中部设置有第二防尘网(25)，所述第二防尘网(25)的背面固定连接有第二散热扇(26)。
3.根据权利要求1所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于：所述安放装置(7)包括放置台(701)，放置台(701)下表面中部固定连接有连接块(702)，连接块(702)正面插接有第二丝杠(705)，第二丝杠(705)外表面的前侧套接有转动支撑板(703)，转动支撑板(703)的下表面与底箱(1)的上表面固定连接，底箱(1)上表面中部的后侧固定连接有第二驱动电机(704)，第二驱动电机(704)的输出端与第二丝杠(705)的后端固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于：所述打印装置(11)包括两组升降块(1101)，升降块(1101)内侧面的顶部和底部均固定连接有滑动杆(1102)，升降块(1101)内侧面的中部转动连接有第三丝杠(1103)，滑动杆(1102)和第三丝杠(1103)外表面中部套接有移动块(1104)，移动块(1104)下表面固定连接有打印头(1105)，第三丝杠(1103)外表面的右侧套接有从动齿轮(1106)，位于右侧的升降块(1101)正面固定连接有两组电机支撑台(1107)，电机支撑台(1107)内侧面固定连接有第三驱动电机(1108)，第三驱动电机(1108)输出端固定连接有主动齿轮(1109)，主动齿轮(1109)与从动齿轮(1106)啮合。
5.根据权利要求1所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于：所述门板(4)正面的右侧固定连接有把手(6)，所述底箱(1)下表面的四角均固定连接有减震柱(10)，所述把手(6)外表面设置有防滑层，防滑层的外表面设置有摩擦防滑纹路；
所述减震柱(10)包括支撑柱，支撑柱外表面的底部套接有支撑套筒，支撑套筒下表面固定连接有垫板，支撑套筒内部设置有弹簧。
6.根据权利要求3所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于：所述工作箱(2)内左侧壁和内右侧壁中部均固定连接有T形滑轨，升降块(1101)的外侧面开设有与T形滑轨相适配的T形滑槽。
7.根据权利要求3所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于：所述放置台(701)下表面的左右两侧均开设有方形滑槽，底箱(1)上表面固定连接有与方形滑槽相适配的方形滑轨。
8.根据权利要求4所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：检测装置(28)，设置于所述移动块(1104)上，与所述打印头(1105)电性连接；
所述检测装置(28)，包括：
第一检测模块(28.1)，用于检测所述打印头(1105)内是否有打印材料，生成第一检测结果；
第二检测模块(28.2)，用于检测所述打印头(1105)的当前输入电能，生成第二检测结果；
判定模块(28.3)，用于预先生成判定条件，当所述打印头(1105)内有打印材料时，判定为正常，当所述打印头(1105)内没有打印材料时，判定为异常，当所述述打印头(1105)的当前输入电能与预设输入电能的差值的绝对值在预设范围之内时，判定为正常，当所述述打印头(1105)的当前输入电能与预设输入电能的差值的绝对值在预设范围之内外时，判定为异常；
第一处理模块(28.4)，同时与所述第一检测模块(28.1)和第二检测模块(28.2)以及判定模块(28.3)连接，用于确认所述第一检测结果和第二检测结果是否正常，当所述第一检测结果为异常同时第二检测结果为正常时，向报警模块(28.5)生成第一报警指令，当所述第一检测结果为异常同时第二检测结果也为异常时，向所述报警模块(28.5)发出第二报警指令，同时向断电保护模块(28.6)发出断电指令，当所述第一检测结果为正常同时第二检测结果为正常时，不做后续工作，当所述第一检测结果为正常同时第二检测结果为异常时，向所述断电保护模块(28.6)发出断电指令，同时向所述报警模块(28.5)发出第三报警指令；
所述报警模块(28.5)，与所述第一处理模块(28.4)连接，用于根据所述第一报警指令、第二报警指令和第三报警指令向用户发出不同的报警提示；
所述断电保护模块(28.6)，与所述第一处理模块(28.4)连接，用于根据所述断电指令断开所述打印头(1105)的电连接；
激光扫描模块(28.7)，用于扫描所述打印头(1105)打印的成品，生成3D扫描图像；
第二处理模块(28.8)，与所述激光扫描模块(28.7)连接，用于将所述3D扫描图像与预设标准化图像进行对比，获取对比相似度；
显示模块(28.9)，与所述第二处理模块(28.8)连接，用于显示所述3D扫描图像以及对比相似度。
9.根据权利要求8所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：供电装置(29)，一端与所述检测装置(28)连接，另一端与所述打印头(1105)电性连接；
所述供电装置(29)，包括：
控制模块(29.1)，与所述断电保护模块(28.6)连接，用于当所述断电保护模块(28.6)断开所述打印头(1105)的电连接时，开启所述备用电源模块(29.2)；
所述备用电源模块(29.2)，与所述控制模块(29.1)连接，用于为所述打印头(1105)进行供电；
第三检测模块(29.3)，用于检测所述打印头(1105)在备用电源模块(29.2)供电下的第一输出功率；
第三处理模块(29.4)，与所述第三检测模块(29.3)连接，用于将所述第一输出功率和打印头(1105)在家庭电路供电下的第二输出功率进行对比，当确认所述第一输出功率大于所述第二输出功率时，向电流调节模块(29.5)发出第一调节指令，当确认所述第一输出功率小于所述第二输出功率时，向所述电流调节模块(29.5)发出第二调节指令，所述第一调节指令为降低打印头(1105)工作电流的指令，所述第二调节指令为提高打印头(1105)工作电流的指令；
所述电流调节模块(29.5)，一端与所述第三处理模块(29.4)连接，另一端与所述备用电源模块(29.2)连接，用于根据所述第一调节指令降低所述备用电源模块(29.2)的输出电流或根据所述第二调节指令提高所述备用电源的输出电流。
10.根据权利要求2所述的一种智能激光快速成型的3D打印机，其特征在于，所述智能激光快速成型的3D打印机还包括：吸尘装置(30)，设置于所述工作箱(2)内部，用于吸附所述工作箱(2)内的灰尘；
所述吸尘装置(30)，包括：
第四检测模块(30.1)，用于检测所述第一防尘网(23)上的第一灰尘密度、第二防尘网(25)上的第二灰尘密度；
第四处理模块(30.2)，与所述第四检测模块(30.1)连接，用于根据所述第一灰尘密度、第二灰尘密度计算出所述工作箱(2)内部的灰尘总质量：
其中，m表示所述工作箱(2)内部的灰尘总质量，ρ1表示为所述第一灰尘密度，ρ2表示为第一防尘网(23)所在的工作箱内部空间内的灰尘密度，ρ3表示为所述第二灰尘密度，ρ4表示为第二防尘网(25)所在的工作箱内部空间内的灰尘密度，N表示为将工作箱(2)内部剩余面积划分为等面积的区域的总数量，ρi表示为第i个区域内灰尘密度，V表示为所述工作箱(2)的体积，λ1表示为第一防尘网(23)的灰尘吸附系数，取值为[0.5,0.8],λ2表示为第二防尘网(25)的灰尘吸附系数，取值为[0.5,0.7],λ3表示为所述工作箱(2)内壁材料的灰尘吸附系数，取值为[0.6,0.7],ω表示为计算过程中的影响因子，取值为[0.05,0.15]；
确认所述工作箱(2)内部的灰尘总质量是否在预设灰尘质量范围内，若是，生成除尘指令，所述预设灰尘质量范围内影响所述智能激光快速成型的3D打印机的工作效率的灰尘质量范围；
根据所述工作箱(2)内部的灰尘总质量计算出吸尘模块(30.3)的吸尘时长：
其中，t表示为吸尘模块(30.3)的吸尘时长，R表示为所述吸尘模块(30.3)单位时间内吸尘灰尘的质量，η表示为所述吸尘模块(30.3)的吸尘效率，Q1表示为工作箱(2)内部的当前清洁度，Q2表示为工作箱(2)内部的目标清洁度，e表示为自然常数，取值为2.58；
所述吸尘模块(30.3)，与所述第四处理模块(30.2)连接，用于根据所述吸尘指令开始工作，工作所述吸尘时长后停止工作。
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