CN112895451B - 一种3d打印的调平方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印的调平方法，步骤包括：在打印平台的打印平面上选取第一点，测量第一点到打印头所处水平面的距离；分别在所述打印平面上选取第二点、第三点重复步骤S1，分别测量第二点、第三点到所述打印头所处水平面的距离，计算出所述打印头对三角平面上任意一点的升降补偿量Δh；在所述打印平面选取第四点重复步骤S1，测量第四点到打印头所处水平面的距离，计算出打印头对该三角平面上任意一点的升降补偿量Δh；重复步骤S3直至计算出打印头对打印平面上任意一点的升降补偿量Δh。本发明的有益效果在于，可以同时解决打印平面倾斜以及局部不平整的问题。

Description

一种3D打印的调平方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印的调平方法，主要应用在3D打印的技术领域。
背景技术
3D打印机为了能够打印结构复杂的产品通常需要五轴联动，工作台也是可以旋转和角度调节的，由于工作台不是和机架固定连接在一起的，所以水平打印时工作台容易晃动，导致打印的产品精度差。因此3D打印机在打印前需要进行调平，目前大部分现有技术是通过对打印平台的调整来实现打印平面调平的。
例如现有技术公开号CN110385852A公开了一种三点调平式3D打印机，包括3D打印机本体，所述3D打印机本体内设有热床，所述热床的下方设有升降板，所述升降板的底部螺纹安装有三个调平螺丝，三个所述调平螺丝的底部均固定安装有调平旋钮，所述升降板的顶部设有三个弹簧，三个所述弹簧分别与相应的调平螺丝固定连接，三个所述弹簧的顶部与所述升降板活动连接，所述升降板上螺纹安装丝杆电机，所述丝杆电机与所述3D打印机本体转动连接，所述3D打印机本体上设有两个光轴，两个所述光轴上均设有导向型直线法兰轴承。本发明具有操作简单，使用方便，调整精度更高，调整方法简单，一定程度上提高了打印的质量的优点。
又例如现有技术公开号CN104057612B公开了一种3D打印机用自动调平装置及3D打印机及调平方法，所述3D打印机用自动调平装置包括固定平台、直线步进电机、测距传感器和显示器。其中，所述直线步进电机还可以是音圈电机。本发明的3D打印机通过测距传感器获取打印平台上各测量点的高度数据，通过电机调整打印平台的水平度，能够实现全自动或半自动或手动的调整打印平台的水平度，通过本发明的调平方法，可进行自动判断是否需要调平，若需要进行调平，则通过直线步进电机或音圈电机执行调平动作，使得测距传感器与打印平台上各点的高度在调平误差允许范围内，可实现调平全自动化，不需要人工干预，消除了其他3D打印机调平费时，而且调平的准确度也不能保证的缺点。
以上现有技术存在以下缺陷：首先，都是判断基于打印平台是否平整，并通过对打印平台的倾斜角度的调整来实现打印平面调平的，调平的效果比较依赖于打印平台调整的精确度，不仅对硬件要求比较高，还需要牺牲打印平台一定的安装空间用以布置安装如CN110385852A的调平螺丝、调平按钮、弹簧、丝杆电机等，以及如CN104057612B的直线步进电机、音圈电机等，而且，这个调整打印平台的过程也是需要一定时间的，导致打印前的准备时间过长，降低了3D打印工作效率。其次，现有技术的调平装置或者调平方法针对的都是打印平面出现倾斜导致打印头与打印平面上各点高度不一的问题，然而实际上还存在一种情况，那就是打印平面本身不是平整的，由于打印平台组装时零部件之间具有公差，或者长时间使用后硬件损耗导致打印平面可能在局部会出现轻微凸起或轻微弯折的情况，而这种问题是无法通过打印平台的调整解决的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种3D打印的调平方法，可以同时解决打印平面倾斜以及局部不平整的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种3D打印的调平方法，步骤包括：
S1：在打印平台的打印平面上选取第一点，测量第一点到打印头所处水平面的距离；
S2：分别在所述打印平面上选取第二点、第三点重复步骤S1，分别测量第二点、第三点到所述打印头所处水平面的距离，计算出由第一点、第二点、第三点构成的三角平面上任意一点到所述打印头所处水平面的距离，计算出所述打印头对三角平面上任意一点的升降补偿量Δh；
S3：在所述打印平面选取第四点重复步骤S1，测量第四点到打印头所处水平面的距离，计算出第一点、第二点、第三点中的两点与第四点构成的三角平面上任意一点到打印头所处水平面的距离，计算出打印头对该三角平面上任意一点的升降补偿量Δh；
S4：重复步骤S3直至计算出打印头对打印平面上任意一点的升降补偿量Δh。
作为本发明的进一步改进，步骤S1测量第一点到打印头所处水平面的距离的操作：平移打印头使其在打印平面的垂直投影为选取的第一点，驱动打印平台竖直上升，或者驱动打印头竖直下降，当打印头接触打印平面的第一点时停止，读取打印头或打印平台移动的距离即为第一点到打印头所处水平面的距离。
作为本发明的进一步改进，步骤S1选取的第一点为基准点，步骤S3、步骤S4中构成的三角形平面均以基准点作为一角。
作为本发明的进一步改进，以打印平面的中心点作为基准点。
作为本发明的进一步改进，步骤S2选取的第二点、第三点，步骤S3选取的第四点，步骤S4选取的点均位于打印平面的边缘。
作为本发明的进一步改进，所述打印头安装有传感器用于判断是否与打印平面接触。
作为本发明的进一步改进，所述打印头安装有激光发射器以及激光接收器，并且在两者之间设有用于阻挡激光的弹簧片，当所述打印头与所述打印平面接触时所述弹簧片变形并且不阻挡激光。
本发明的有益效果：
本发明通过获得打印头对打印平面上任意一点的升降补偿量来实现打印平面的调平的，在测量打印平面上的点到打印头的距离后就完成了调平，而不用对打印平台进行调整，提高了效率；同时，本发明通过每三个点确定一个三角平面来测量，以此覆盖整个打印平面，可以解决打印平面局部不平整的问题。
附图说明
下面将通过附图详细描述本发明中优选实施案例，以助于理解本发明的目的和优点，其中：
图1为实施案例3打印头的结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施案例对本发明作进一步详细说明。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
实施案例1：
一种3D打印的调平方法，步骤包括：
S1：在打印平台的打印平面上选取第一点，测量第一点到打印头所处水平面的距离，测量第一点到打印头所处水平面的距离的操作：平移打印头使其在打印平面的垂直投影为选取的第一点，驱动打印平台竖直上升，或者驱动打印头竖直下降，当打印头接触打印平面的第一点时停止，读取打印头或打印平台移动的距离即为第一点到打印头所处水平面的距离；
S2：分别在所述打印平面上选取第二点、第三点重复步骤S1，分别测量第二点、第三点到所述打印头所处水平面的距离，计算出由第一点、第二点、第三点构成的三角平面上任意一点到所述打印头所处水平面的距离，计算出所述打印头对三角平面上任意一点的升降补偿量Δh；
S3：在所述打印平面选取第四点重复步骤S1，测量第四点到打印头所处水平面的距离，计算出第一点、第二点、第三点中的两点与第四点构成的三角平面上任意一点到打印头所处水平面的距离，计算出打印头对该三角平面上任意一点的升降补偿量Δh；
S4：重复步骤S3直至计算出打印头对打印平面上任意一点的升降补偿量Δh。
其中，步骤S1选取的第一点为基准点，步骤S3、步骤S4中构成的三角形平面均以基准点作为一角，以打印平面的中心点作为基准点，步骤S2选取的第二点、第三点，步骤S3选取的第四点，步骤S4选取的点均位于打印平面的边缘。
更为具体的操作如下：将打印平面的中心点作为基准点（第一点），将打印平面四个角分别作为第二点、第三点、第四点、第五点。
实施案例2：
打印头安装有传感器，该传感器用于判断是否与打印平面接触，该传感器可电阻式应变片来实现感应接触。
实施案例3：
参照图1，打印头1的顶端安装有激光发射器2以及激光接收器3，并且在两者之间设有用于阻挡激光的弹簧片4，正常情况下弹簧片4会阻挡住激光，激光接收器3不会接收到激光发射器2发出的激光信号。当所述打印头与所述打印平面接触时，所述弹簧片4会发生变形并且向上弹起，从而不阻挡激光，激光接收器3接收到激光发射器2发出的激光信号，即可判断打印头1与打印平面接触。
最后应说明的是：以上实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施案例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施案例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种3D打印的调平方法，其特征在于，步骤包括：
S1：在打印平台的打印平面上选取第一点作为基准点，并且以打印平面的中心点作为基准点，测量第一点到打印头所处水平面的距离；
S2：分别在所述打印平面上选取第二点、第三点重复步骤S1，分别测量第二点、第三点到所述打印头所处水平面的距离，计算出由第一点、第二点、第三点构成的三角平面上任意一点到所述打印头所处水平面的距离，计算出所述打印头对三角平面上任意一点的升降补偿量Δh；
S3：在所述打印平面选取第四点重复步骤S1，测量第四点到打印头所处水平面的距离，计算出第一点、第二点、第三点中的两点与第四点构成的三角平面上任意一点到打印头所处水平面的距离，计算出打印头对该三角平面上任意一点的升降补偿量Δh；
S4：重复步骤S3直至计算出打印头对打印平面上任意一点的升降补偿量Δh；
步骤S3、步骤S4中构成的三角形平面均以基准点作为一角；
步骤S2选取的第二点、第三点，步骤S3选取的第四点，步骤S4选取的点均位于打印平面的边缘。
2.根据权利要求1所述的3D打印的调平方法，其特征在于，步骤S1测量第一点到打印头所处水平面的距离的操作：平移打印头使其在打印平面的垂直投影为选取的第一点，驱动打印平台竖直上升，或者驱动打印头竖直下降，当打印头接触打印平面的第一点时停止，读取打印头或打印平台移动的距离即为第一点到打印头所处水平面的距离。
3.根据权利要求2所述的3D打印的调平方法，其特征在于，所述打印头安装有传感器用于判断是否与打印平面接触。
4.根据权利要求2所述的3D打印的调平方法，其特征在于，所述打印头安装有激光发射器以及激光接收器，并且在两者之间设有用于阻挡激光的弹簧片，当所述打印头与所述打印平面接触时所述弹簧片变形并且不阻挡激光。
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Denomination of invention: A Leveling Method for 3D Printing

Effective date of registration: 20230906

Granted publication date: 20230331

Pledgee: Zhejiang Nanxun Rural Commercial Bank branch Linghu Limited by Share Ltd.

Pledgor: ZHEJIANG ZHIYUAN OFFICE EQUIPMENT MANUFACTURING CO.,LTD.

Registration number: Y2023330001962

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