CN115339105A - 一种可局部控制加热的大尺度打印平台及打印方法 - Google Patents

一种可局部控制加热的大尺度打印平台及打印方法 Download PDF

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陈哲文
骆稼祥
袁梦豪
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Shanghai Yizao Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种可局部控制加热的大尺度打印平台及打印方法。所述打印平台包括底座，所述底座上设置有多个加热模块，所述加热模块上设置有打印台面，多个所述加热模块设置在打印台面的下方；所述加热模块连接有中控系统。本发明的加热模块包括多个加热单元，每个加热单元可被单独控制，从而可以根据需要进行某一块区域的加热，极大减少了无谓的能耗，减少了生产过程中的热量排放，更符合环保要求。

Description

一种可局部控制加热的大尺度打印平台及打印方法
技术领域
本发明涉及一种可局部控制加热的大尺度打印平台及打印方法，属于3D打印技术领域。
背景技术
在3D打印的过程中，当挤出的处于熔融状态的材料接触到打印平台时，由于环境因素，受热胀冷缩的影响，容易导致打印出来的3D模型产生翘边现象从而影响打印质量。目前，大部分的3D打印设备都会在打印平台上增加热床，通过加热方式来让打印平台保持一定恒定温度，这一方法可以有效降低材料的固化时间，使得在打印过程中，材料和平台粘结牢固，不容易出现位移或翘边现象。
现有的应用于塑料3D打印的工业用大尺度打印平台为了提高打印和取件，主要是依靠电热的原理进行恒温控制，而这一方式目前只能进行全平台的加热，不仅增加大量耗电成本，在打印过程中，打印件往往并不是满铺于打印平台的，这使得能源有效的利用率很低。
因此，一种可局部控制加热的大尺度打印平台是很有必要的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可局部控制加热的大尺度打印平台及打印方法，通过局部加热的方式，防止打印件因热胀冷缩，或因为打印平台粘结性不稳定等原因而造成的打印件底边起翘和取件困难问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种可局部控制加热的大尺度打印平台，包括壳体，所述壳体中设置有：
用于承载打印模型的晶格模块，所述晶格模块包括多个单元晶格，多个单元晶格连续拼接形成所述晶格模块；
用于对所述晶格模块进行加热的加热模块，所述加热模块包括多个加热单元；
所述多个加热单元与所述多个单元晶格一一对应设置；
还包括中控系统，所述中控系统对每个所述加热单元进行独立控制。
所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，所述晶格模块的下方设置有对其进行形成支撑的网格支架。
所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，所述单元晶格通过磁吸的方式安置在所述网格支架上。
所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，每个所述加热单元的下方设置有对其形成支撑的支撑单元。
所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，所述加热模块的下方设置有风冷装置，所述风冷装置与所述中控系统相接，在所述中控系统的控制下开启或关闭。
所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，所述风冷装置与所述加热模块之间设置有透风挡板。
所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，所述壳体上具有散热格栅。
一种3D打印方法，采用所述的打印平台，包括以下步骤：
S1：根据打印平台中打印模型的坐标信息，确定出被打印模型所覆盖的单元晶格，由中控系统控制被打印模型所覆盖的单元晶格开始加热；
S2：由加热模块中的温度传感器采集被打印模型所覆盖的单元晶格的温度，当单元晶格的温度达工作温度后，打印平台向机械臂发出打印指令，打印工作开始；
S3：中控系统对加热模块、风冷装置进行动态调控，使参与工作的单元晶格的温度维持在不同成型阶段的工作温度；
S4：通过触控面板对打印过程进行监督，并可对局部区域进行手动调节设置；
S5：打印完成后，由中控系统控制加热模块停止加热，并通过控制风冷装置对晶格模块进行冷却处理。
本发明所达到的有益效果：
1）本发明设置了多个加热单元，加热单元可被单独控制，从而可以根据需要进行某一块区域的加热，极大减少了无谓的能耗，减少了生产过程中的热量排放，更符合环保要求；
2）本发明的打印平台极大提升了利用既有大型3D打印平台建造工艺制作的构件成型质量，无论从材料选择上还是打印机制上都能更灵活更高质量地完成打印目标；
3）本发明的打印台面为多个单元晶格拼接而成，且多个加热单元的设计，使得本发明的打印平台易于检修和维护，且在部分单元损坏时仍可正常进行打印工作，最大程度保障了生产进度。
附图说明
图1是打印平台的结构示意图；
图2是打印平台的爆炸图。
图中：1、晶格模块，2、网格支架，3、加热模块，4、支撑单元，5、挡板，6、风冷装置，7、壳体，8、散热格栅，9、中控系统，10、机械臂。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图所示，本发明的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，包括壳体7，所述壳体7中设置有：
用于承载打印模型的晶格模块1，所述晶格模块1包括多个单元晶格，多个单元晶格连续拼接形成所述晶格模块1；
用于对所述晶格模块1进行加热的加热模块3，所述加热模块3包括多个加热单元；
所述多个加热单元与所述多个单元晶格一一对应设置；
还包括中控系统9，所述中控系统9对每个所述加热单元进行独立控制。
所有加热模块3使用并联方式接入打印平台的中控系统9，根据输入模型坐标信息进行动态调节，必要时利用壳体7的触控面板（未示出）可进行人工调温操作。所有的加热单元均使用并联电路，单个加热单元损坏不会影响其他加热单元的正常工作。
所述打印台面1采用多个单元晶格拼接，方便对某一处的损坏进行拆除替换，而不需要进行整体的拆除。
更进一步地，所述晶格模块1的下方设置有对其进行形成支撑的网格支架2。
更进一步地，所述单元晶格通过磁吸的方式安置在所述网格支架2上，方便快速替换。
更进一步地，每个所述加热单元的下方设置有对其形成支撑的支撑单元4。
更进一步地，所述加热模块3的下方设置有风冷装置6，所述风冷装置6与所述中控系统9相接，在所述中控系统9的控制下开启或关闭。
更进一步地，所述风冷装置6与所述加热模块3之间设置有透风挡板5，方便散热。
更进一步地，所述壳体7上具有散热格栅。
在模型打印时，打印平台根据已输入的产品外形信息和坐标信息调节模型的相应区域的加热模块3按照设置温度直接加热，辅助产品成型。紧邻产品覆盖区的周边的加热模块3根据实际使用需求进行辅助加热，确保材料均匀受热与降温，获得最佳凝结效果。针对需要快速凝结的材料，可通过中控系统10预设参数利用平台底部的风冷装置6透过透风挡板5进行快速降温，气流由底座7两侧的散热格栅8排出。
一种3D打印方法，具体包括以下步骤：
S1：根据打印平台中打印模型的坐标信息，确定出被打印模型所覆盖的单元晶格，由中控系统控制被打印模型所覆盖的单元晶格开始加热；
S2：由加热模块3中的温度传感器采集被打印模型所覆盖的单元晶格的温度，当单元晶格的温度达工作温度后，打印平台向机械臂10发出打印指令，打印工作开始；
S3：中控系统9对加热模块3、风冷装置6进行动态调控，使参与工作的单元晶格的温度维持在不同成型阶段的工作温度；
S4：通过触控面板对打印过程进行监督，并可对局部区域进行手动调节设置；
S5：打印完成后，由中控系统9控制加热模块3停止加热，并通过控制风冷装置6对晶格模块1进行冷却处理。
在使用过程中控制加热模块3仅对打印件的投影区域晶格进行加热，而非全局加热，这一方式使得机器人在进行塑料打印的过程中可以大大提高电能的利用率，降低了不必要的成本损耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可局部控制加热的大尺度打印平台，包括壳体，其特征是，所述壳体中设置有：
用于承载打印模型的晶格模块，所述晶格模块包括多个单元晶格，多个单元晶格连续拼接形成所述晶格模块；
用于对所述晶格模块进行加热的加热模块，所述加热模块包括多个加热单元；
所述多个加热单元与所述多个单元晶格一一对应设置；
还包括中控系统，所述中控系统对每个所述加热单元进行独立控制。
2.根据权利要求1所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，其特征是，所述晶格模块的下方设置有对其进行形成支撑的网格支架。
3.根据权利要求2所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，其特征是，所述单元晶格通过磁吸的方式安置在所述网格支架上。
4.根据权利要求1所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，其特征是，每个所述加热单元的下方设置有对其形成支撑的支撑单元。
5.根据权利要求1所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，其特征是，所述加热模块的下方设置有风冷装置，所述风冷装置与所述中控系统相接，在所述中控系统的控制下开启或关闭。
6.根据权利要求5所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，其特征是，所述风冷装置与所述加热模块之间设置有透风挡板。
7.根据权利要求5或6所述的一种可局部控制加热的大尺度打印平台，其特征是，所述壳体上具有散热格栅。
8.一种3D打印方法，采用权利要求1-7任一权利要求所述的打印平台，其特征是，包括以下步骤：
S1：根据打印平台中打印模型的坐标信息，确定出被打印模型所覆盖的单元晶格，由中控系统控制被打印模型所覆盖的单元晶格开始加热；
S2：由加热模块中的温度传感器采集被打印模型所覆盖的单元晶格的温度，当单元晶格的温度达工作温度后，打印平台向机械臂发出打印指令，打印工作开始；
S3：中控系统对加热模块、风冷装置进行动态调控，使参与工作的单元晶格的温度维持在不同成型阶段的工作温度；
S4：通过触控面板对打印过程进行监督，并可对局部区域进行手动调节设置；
S5：打印完成后，由中控系统控制加热模块停止加热，并通过控制风冷装置对晶格模块进行冷却处理。
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