CN115674689A - 3d打印机的寻零控制方法和3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印机的寻零控制方法和3D打印机。该方法包括：在3D打印机的成型平台和3D打印机的屏幕处于贴合状态的情况下，控制3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层；控制成型平台移动至预设位置，且控制曝光装置进行曝光以形成当前打印层，并完成当前轮次的打印动作；预设位置为根据当前的打印层数确定；执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件。本发明解决了3D打印机的成型平台和料槽、屏幕不平行导致打印失败的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印领域，具体而言，涉及一种3D打印机的寻零控制方法和3D打印机。
背景技术
光固化3D打印机通过利用紫外光或其他特定波长范围的光源照射液态光敏树脂并引发光化学反应，使被曝光区域的光固化树脂固化成型，逐层固化后即可得到待成型三维物体。在逐层成型三维物体的过程中，首先成型的固化层需要牢固粘结在成型平台的成型面上，以作为后续层的成型基础，这要求在开始打印之前，精确地调节成型平台、料槽(在LCD 3D打印领域，则是需要平台、料槽和LCD曝光屏幕)的位置，消除安装误差，使得成型平台的成型面与料槽底面(成型平台、料槽和曝光屏幕)保持平行且具有合适的间距。
然而，3D打印机的成型平台、料槽或曝光屏幕间可能并不平行，不仅影响打印件的打印质量，而且由于首层打印固化粘贴受力不一致，可能导致粘贴不均匀，粘结不够牢固，从而使后续打印存在打印件掉板风险，导致打印失败。
发明内容
本发明实施例提供了一种3D打印机的寻零控制方法和3D打印机，以提高打印质量且降低打印失败的风险。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种3D打印机的寻零控制方法，包括：在3D打印机的成型平台和上述3D打印机的曝光装置处于贴合状态的情况下，控制上述3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层；控制上述成型平台移动至预设位置，且控制上述曝光装置进行曝光以形成当前打印层，并完成当前轮次的打印动作；上述预设位置为根据当前的打印层数确定；执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件。其中，所述当前的打印层数为大于或等于0的整数。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种3D打印机，包括：成型平台、料盘、曝光装置沿第一方向依次设置；曝光装置包括安装座和屏幕组件；屏幕组件沿第一方向可移动地设于安装座上，屏幕组件包括安装支架以及固定于安装支架上的屏幕，安装座上还设有弹性件，弹性件沿第一方向抵持于安装支架和安装座之间；上述存储器存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器运行时执行上述3D打印机的控制方法。
作为一种可选的示例，上述3D打印机还包括传感器，上述传感器用于获取上述曝光装置的第一位移量或上述成型平台的第二位移量或上述曝光装置的第一压力量或上述成型平台的第二压力量。需要说明的是，成型平台的第二位移量是指成型平台作为浮动组件时受曝光装置的力而发生的位移量。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被处理器运行时执行上述3D打印机的控制方法。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，上述存储器中存储有计算机程序，上述处理器被设置为通过上述计算机程序执行上述的3D打印机的控制方法。
在本发明实施例中，采用了在3D打印机的成型平台和上述3D打印机的曝光装置处于贴合状态的情况下，控制上述3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层；控制上述成型平台移动至预设位置，且控制上述曝光装置进行曝光以形成当前打印层，并完成当前轮次的打印动作；上述预设位置为根据当前的打印层数确定；执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件的方法。由于在上述方法中，如果成型平台和曝光装置不平，则可以先让两者处于贴合状态，并进行首次打印，然后控制成型平台移动，进行一或多个轮次的打印，从而可以在成型平台和曝光装置不平的情况下，通过多次打印进行调整，使得成型平台的成型面与曝光装置最终保持平行，解决了由于3D打印机的成型平台和料槽、曝光装置间的不平行导致打印失败的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的3D打印机的控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的3D打印机的控制方法的成型平台和屏幕示意图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的3D打印机的控制方法的屏幕与水平面的角度可变化示意图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的3D打印机的控制方法的成型平台与水平面的角度可变化示意图；
图5是根据本发明实施例的另一种可选的3D打印机的控制方法的流程图；
图6是根据本发明实施例的一种可选的3D打印机的控制方法的3D打印机的仰视图；
图7是根据本发明实施例的一种可选的3D打印机的控制方法的多层打印件示意图；
图8是根据本发明实施例的一种可选的3D打印机的结构示意图。
图9是根据本发明实施例的另一种可选的3D打印机的控制方法的3D打印机的仰视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种3D打印机的控制方法，可选地，如图1所示，上述方法包括：
S102，在3D打印机的成型平台和3D打印机的曝光装置处于贴合状态的情况下，控制3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层；其中，所述成型平台和所述曝光装置中的至少一个为浮动组件；
其中，曝光装置可以为曝光屏幕，例如可以为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机电激光显示器)屏幕、LCOS(LiquidCrystal On Silicon，硅上液晶)屏幕、Micro-Led(micro light emitting diode，微发光二极体)屏幕、Mini-Led(minilight emitting diode，次毫米发光二极体)屏幕、和SXRD(Silicon X-Tal Re-Flective Display，硅晶反射显示器)屏幕等。进一步的，曝光装置也可以指光源投图的曝光面，例如在投影式光源的基础上，曝光面即为料盘的底面，在采用屏幕类作为显示光源的情况下，曝光面即为屏幕的显示面。浮动组件是指可以根据外力而发生位移的器件，在本实施例中，成型平台和曝光装置中至少存在一个为浮动组件。举例而言，在只有曝光装置为浮动组件的情况下，成型平台下降并与浮动组件接触，浮动组件受到成型平台的推力也随之发生位移，并与成型平台逐渐贴合。进一步的，在曝光装置为浮动组件的情况下，曝光装置沿第一方向可移动地设于3D打印机的安装座上；曝光装置包括安装支架以及固定于安装支架上的屏幕，安装座上还设有弹性件，弹性件沿第一方向抵持于安装支架和安装座之间。基于此，屏幕可以浮动，并改变倾斜程度。同理，在成型平台为浮动组件的情况下，也存在类似结构使得成型平台可以在一定区间内改变其倾斜程度。贴合状态是指两者间的贴合程度处于符合设定要求的状态，在本申请中成型平台的成型面和曝光装置间还包括料槽的底部结构。
可选的，本实施例中，上述的3D打印机可以为光固化3D打印机，光固化3D打印机利用紫外光或其他特定波长范围的光源照射液态光敏树脂并引发光化学反应，使被曝光区域的光固化树脂固化成型，逐层固化后即可得到待成型三维物体。在逐层成型三维物体的过程中，首先成型的固化层需要牢固粘结在成型平台的成型面上，以作为后续层的成型基础。
本实施例中，3D打印机的成型平台和3D打印机的屏幕处于贴合状态可以为3D打印机的成型平台和屏幕平行或接近平行(也即成型平台和屏幕间的夹角小于预设值)。如图2所示，图2为成型平台10与曝光装置20不平行的情况，曝光装置20受限位部30限位。如果是现有技术，则成型平台10下压后，会压坏曝光装置20或者打印固化粘贴受力不一致，可能导致粘贴不均匀。而本申请中，如果成型平台10与水平面的角度不能变化而曝光装置20与水平面的角度可以变化，那么，当成型平台10和曝光装置20贴合时，曝光装置20会受到成型平台10施加的力而偏离原本的位置，如图3所示，曝光装置20被成型平台10下压离开初始位置，并形成第一层的打印件(或称初始打印层)40。如图4所示，则是成型平台10与曝光装置平行，并形成第一层的打印件40的情况。
本实施例中，如果成型平台和曝光装置处于贴合状态的情况下，控制3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层，例如如图3中的初始打印层40。
在一个具体示例中，在控制3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前，还包括：
控制平台进行初次移动，直至成型平台和曝光装置处于贴合状态；其中，在初次移动过程中，设置在成型平台和曝光装置间的料盘中无打印材料。
具体的，若成型平台和曝光装置间的料盘中存储有打印材料(如树脂等)，其对屏幕的力较大，容易损坏屏幕。而若成型平台和曝光装置间的料盘中未存储打印材料，屏幕受到成型平台的力较小，可有效避免屏幕损坏。
S104，控制成型平台移动至预设位置，且控制曝光装置进行曝光以形成当前打印层，并完成当前轮次的打印动作；预设位置为根据当前的打印层数确定；
在完成初始打印层的打印之后，可以继续进行后续的一层或多层的打印层的打印。可以将每一层的打印动作作为一个轮次的打印动作，经过多个轮次的打印动作则表示打印了多层。在执行每一个轮次的打印动作时，先调整成型平台的位置，将其调整到预设位置，然后进行当前轮次的打印动作。调整到的预设位置即根据当前的打印层数确定。例如，在打印了初始打印层后，进行第二轮次的打印时，将成型平台向上调整一个层厚的距离，到达预设位置，进行第二轮次的打印。如果进行第三轮次的打印，则将成型平台相比于第一轮次的打印的位置向上调整两个层厚的距离。也就是说，在每一个打印轮次的打印时，成型平台相比于初始打印层的打印轮次，向上调整N-1个层厚的距离，N为当前的打印轮次。又如，在打印了初始打印层后，进行第二轮次的打印时(即打印第二层时)，按照3D打印机中预设设置的打印第二层的成型平台所处位置，控制成型平台向上移动至该位置；在进行第N轮次的打印时(即打印第N层时)，按照3D打印机中预设设置的打印第N层的成型平台所处位置，控制成型平台向上移动至该位置，N为当前的打印轮次。
需要说明的是，控制成型平台移动至预设位置，可以采用本领域任意一种运行轨迹，只要最终停止的位置为该预设位置即可，进一步的，升降装置的电机转动量可以被记录，在处于贴合状态的情况下，电机可以记住对应的位置，后续电机可以直接通过记住的位置进行快速寻零，或移动到预设位置上，也可以通过记住的位置减去上移或下降的位置进行快速移动。
在一个具体示例中，控制成型平台移动至预设位置，包括：
获取成型平台的初次移动距离，并根据初次移动距离以及当前的打印层数，控制3D打印机的升降机构移动，以使成型平台移动至预设位置。
具体的，可以通过本领域任意一种方式获取该初次移动距离，例如通过位移传感器或电机转动次数等方法进行获取初次移动距离。每一个打印层都对应有具体的层厚，根据初始移动距离以及打印层数即可确定成型平台的移动目标位置(也即预设位置)。本实施例通过升降机构中的电机进行控制并将平台移动至目标位置，能够准确的控制位移量。
S106，执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件。
如果不触发预设事件，则会按照轮次重复进行打印动作，因此需要设置预设事件，来停止不断重复的打印动作。预设事件可以预先设置，设置后，也可以根据实际情况进行调整。
上述方法通过配合浮动组件进行打印的方式，使得成型平台的成型面和曝光装置保持平行，能够快捷便利的实现寻零，提高了后续打印的打印质量且降低了打印失败的概率。
在其中一个实施例中，上述寻零控制方法还包括：
控制成型平台向曝光装置移动，直至平台的多个预设目标位置均受到作用力；
调整成型平台的水平度，以使各预设目标位置受到的作用力的差值小于预设阈值。
其中，多个预设目标位置可以分布于成型平台的成型面的不同部位。例如可以分布在成型平台的边角上。任一预设目标位置与其处于对角的另一预设目标位置基于成型面的中心点呈对称关系。
具体的，成型平台可以为长方体，可以划分为四个相等的区域，预设目标位置的数量可以为4个，可以理解的，预设目标位置的数量也可以为6个、8个等，分别分布在成型平台的四个区域内。在3D打印机置于水平面的情况下，控制成型平台向曝光装置移动也即控制成型平台下移，下移的过程中会受到下方结构的作用力。当各个预设目标位置均受到作用力的情况下停止移动。需要说明的是，若受到的作用力大于或者等于警报值，成型平台停止运动并发出预警信息。
需要说明的是，调整成型平台的水平度是利用其处于对角的两个预设位置受到的作用力进行调整，使得作用力的差值足够小，差值可以为1N以下的值，如0.1N、0.2N、0.3N等。在两组对角的差值均小于预设阈值的情况下，则认为成型平台已经调平完毕。作用力的检测可以通过钢制传感器进行检测，或者也可以采用位移传感器进行检测，在位移相同的情况下，可以认为作用力也相同，而存在位移量时，也可以认为是受到作用力。
进一步的，上述“控制成型平台向所述曝光装置移动，直至成型平台的多个预设目标位置均受到作用力”可以定期进行，若作用力不符合设定要求，则可以发出提示信号或上传提示信号至云服务器中。在通常情况下，掉板是3D打印的一个通常问题，而通过获取到作用力的数值，则可以进一步的排查出掉板的原因。在一个具体实施例中，在完成调整成型平台的水平度之后，还会进行一次重复检测，也即控制成型平台下移，并检测多个预设目标位置的作用力是否符合设定要求。需要理解的是，设定要求可以根据实际场景进行自行设置，在此不做具体的限定。
在其中一个实施例中，各预设目标位置受到的作用力的差值小于预设阈值，可以是指预设目标位置受到的作用力的值两两之间的差值小于预设阈值，此种情况下，预设目标位置间离中心点的距离需要相等；也可以是指处于对角的预设目标位置收到的作用力的差值小于预设阈值，在此种情况下，只需要调整水平度满足处于对角的预设目标位置收到的作用力差值小于预设阈值即可，而不用调整所述预设目标位置的作用力，通过此种方法，调平速度可以较快。
本实施例中，上述的3D打印机的成型平台和3D打印机的曝光装置是否处于贴合状态要进行判断。判断的依据可以为以下量值中的一种或多种确认：曝光装置的第一位移量、曝光装置受到的第一压力量、成型平台的第二位移量和成型平台受到的第二压力量。
如果是成型平台与水平面的角度不能变化而曝光装置与水平面的角度可以变化，那么，曝光装置会相对于初始位置产生位移量，该位移量作为第一位移量。如果是成型平台与水平面的角度可以变化而曝光装置与水平面的角度不可以变化，那么，成型平台会相对于其应当处于的预设位置产生位移量，该位移量作为第二位移量。需要说明的是，其应当处于的预设位置为可以根据打印机内置控制器获取得到。第二位移量也可以根据压力传感器或者是位移传感器得到。无论是成型平台与水平面的角度可以变化还是曝光装置与水平面的角度可以变化，成型平台和曝光装置之间会彼此施加作用力，曝光装置受到的成型平台的压力即为第一压力量，成型平台受到的曝光装置的压力即为第二压力量。
本实施例中，上述的第一位移量和第二位移量均包含了最大位移量与最小位移量。在成型平台下移的过程中，获取屏幕的第一位移量中的最大位移量与最小位移量，在最大位移量满足第一条件且最小位移量满足第二条件的情况下，确定成型平台与屏幕贴合；或者在成型平台下移的过程中，获取成型平台的第二位移量中的最大位移量与最小位移量，在最大位移量满足第三条件且最小位移量满足第四条件的情况下，确定成型平台与屏幕贴合。
第一位移量或第二位移量可以通过位移传感器来获取。通过在屏幕上或者在成型平台上设置位移传感器，从而获取屏幕的第一位移量或者成型平台的第二位移量。第一位移量或第二位移量也可以通过压力传感器获取。通过压力传感器确定受到的压力量，然后通过压力量与位移量的对应关系，确定出屏幕的第一位移量或成型平台的第二位移量。
对于获取的第一位移量的最大位移量和最小位移量，如果最大位移量满足第一条件且最小位移量满足第二条件，则认为成型平台和屏幕贴合。或者对于上述第二位移量的最大位移量和最小位移量，如果最大位移量满足第三条件且最小位移量满足第四条件，则认为成型平台和屏幕贴合。
本实施例中，上述第一条件、第二条件、第三条件和第四条件可以包括一个范围或者包括一个阈值。换言之，第一条件包括落入第一区间或小于第一阈值，第二条件包括落入第二区间或大于第二阈值，第三条件包括落入第三区间或小于第三阈值，第四条件包括落入第四区间或大于第四阈值。举例而言，如果是范围，则最大位移量位于一个范围内，最小位移量位于另一个范围内，则视为满足条件，如果包括阈值，则最大位移量应小于一个阈值，最小位移量应大于一个阈值，则认为满足条件。需要说明的是，若第一条件、第二条件未同时满足，则需要重新进行寻零控制。若第三条件、第四条件未同时满足，则需要重新进行寻零控制。上述第一区间的平均取值大于第二区间的平均取值，第一阈值大于第二阈值。第三区间的平均取值大于第四区间的平均取值，第三阈值大于第四阈值。进一步地，第二条件还可以包括最小位移量维持落入第二区间的时长达到预设时长。第四条件还可以包括最小位移量维持落入第四区间的时长达到预设时长。需要说明的是，在一个具体实施例中，为了使得满足第一条件和第二条件，可以进行如下操作：控制成型平台下移，并判断最小位移量是否会落入第二区间，若是则控制成型平台停止移动，接下来判断最小位移量是否能够维持落入第二区间的时长达到预设时长，若否则控制成型平台上升或下降以使最小位移量落入第二区间，若是则判断最大位移量是否落入第一区间或大于第一阈值。在最大位移量未落入第一区间或大于第一阈值的情况下，则寻零失败。若最大位移量落入第一区间或小于或等于第一阈值，则控制曝光装置进行曝光以形成当前打印层，并完成当前轮次的打印动作。
本实施例中，还可以根据第一压力量或第二压力量确定成型平台和屏幕是否贴合。
当成型平台和屏幕互相接触后，成型平台和屏幕之间会彼此施加作用力，屏幕受到的成型平台的压力即为第一压力量，成型平台受到的屏幕的压力即为第二压力量。
本实施例中，上述的第一压力量和第二压力量均包含了最大压力量与最小压力量。在成型平台下移的过程中，获取屏幕的第一压力量中的最大压力量与最小压力量，在最大压力量满足第五条件且最小压力量满足第六条件的情况下，确定成型平台与屏幕贴合；或者在成型平台下移的过程中，获取成型平台的第二压力量中的最大压力量与最小压力量，在最大压力量满足第七条件且最小压力量满足第八条件的情况下，确定成型平台与屏幕贴合。
第一压力量或第二压力量可以通过压力传感器来获取。通过在屏幕上或者在成型平台上设置压力传感器，从而获取屏幕的第一压力量或者成型平台的第二压力量。第一压力量或第二压力量也可以通过位移传感器获取。通过位移传感器确定移动的位移量，然后通过位移量与压力量的对应关系，确定出屏幕的第一压力量或成型平台的第二压力量。
对于获取的第一压力量的最大压力量和最小压力量，如果最大压力量满足第五条件且最小压力量满足第六条件，则认为成型平台和屏幕贴合。或者对于上述第二压力量的最大压力量和最小压力量，如果最大压力量满足第七条件且最小压力量满足第八条件，则认为成型平台和屏幕贴合。
本实施例中，上述第五条件、第六条件、第七条件和第八条件可以包括一个范围或者包括一个阈值。换言之，第五条件包括落入第五区间或小于第五阈值，第六条件包括落入第六区间或大于第六阈值，第七条件包括落入第七区间或小于第七阈值，第八条件包括落入第八区间或大于第八阈值。如果是范围，则最大压力量位于一个范围内，最小压力量位于另一个范围内，则视为满足条件，如果包括阈值，则最大压力量应小于一个阈值，最小压力量应大于一个阈值，则认为满足条件。
在一个具体实施例中，上述的预设事件可以包括完成预设层数的打印动作和/或成型平台的当前成型面与屏幕的浮动基板平行。
如果预设事件为完成预设层数的打印动作，那么，包括打印初始打印层在内的第一次打印动作和后续的多次打印动作，总打印次数达到预设层数即视为发生预设事件，并停止打印。如果预设事件为成型平台的当前成型面与屏幕的浮动基板平行，那么，在打印时，不会考虑打印层数，而是重复打印动作，直到成型平台的当前成型面与屏幕的浮动基板平行，则视为发生预设事件。需要说明的是，预设层数对应的数值是确定的，例如数值m可以为10/20/30层，若打印件存在低精度区域，可以通过打印低精度区域实现寻零。预设层数对应的数值可以根据加工误差和装配误差进行确定。
在一个实施例中，如图5所示，在控制3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前，该方法还包括：
S100，控制成型平台按照预设速度下移目标距离；
S101，在成型平台下移目标距离后，控制成型平台继续下移，直到成型平台和曝光装置处于贴合状态。
具体地，初始状态下，成型平台和屏幕之间有一定的距离，成型平台会先按照预定的速度下移，直到和屏幕贴合。下移过程中，先进行第一阶段的下移，即下移目标距离，然后，再进行第二阶段的下移，在第二次下移的过程中，会检测成型平台和屏幕是否贴合。
本实施例中，在成型平台进行第一阶段的下移的过程中，可以下移多个距离段，下移的距离段的总距离为目标距离。多个距离段可以有不同的下移速度。
在第一阶段下移结束后，可以在开始第二阶段的下移之前，对成型平台和料槽进行残渣检测，如果没有残渣，可以进行第二阶段的下移，如果有残渣，则停止第二阶段的下移，成型平台上移到初始位置。
当成型平台与屏幕贴合之后，在屏幕与水平面的角度处于变化状态，成型平台与水平面的角度固定的情况下，为屏幕施加还原力，其中，还原力为屏幕的角度变化后，促使屏幕的角度还原的力；或者在成型平台与水平面的角度处于变化状态，屏幕与水平面的角度固定的情况下，为成型平台施加还原力，其中，还原力为成型平台的角度变化后，促使成型平台的角度还原的力。
本实施例中的还原力可以通过弹性件如弹簧，磁铁，通电电路中的至少一种来提供还原力，促使屏幕或者成型平台与水平面的角度还原为贴合前的角度。还原力的大小可以调整。
在其中一个实施例中，在完成寻零的情况下，也即发生上述预设事件的情况下，锁紧成型平台或曝光装置，从而在曝光形成打印件时，成型平台与屏幕不会移动，以提高打印产品的成型精度以及辅助排液。进一步的，在发生上述预设事件后锁紧成型平台或曝光装置，相较于传统寻零操作中Z轴移动单元携带构件平台向容器底面移动，直至构件平台与容器底面贴合，且彼此具有一定压力位置停止，其中，构件平台所停止的位置作为打印3D物体的起始位置，容器由承载单元承托并固定，传统寻零操作中打印仍然会存在倾斜的打印层的情况，而上述方法具有不易掉板的优点。
在曝光形成第一层打印件后，控制成型平台上移，并曝光形成多层打印件，直到完成预设层数的打印件或成型平台的当前成型面与屏幕的浮动基板平行。控制成型平台上移有两种方法：在曝光形成第一层打印件后，控制成型平台逐渐上升，并每上升一个层厚的距离曝光打印一次，直到完成预设层数的打印件或成型平台的当前成型面与屏幕的浮动基板平行；或者在曝光形成第一层打印件后，控制成型平台执行第一动作，并每执行一次第一动作曝光打印一次，直到完成预设层数的打印件或平台的当前成型面与屏幕的浮动基板平行，其中，第一动作包括先上升大于一个层厚的高度，再下降到距离上一层打印件一个层厚的位置。
图6是本实施例的3D打印机的仰视图，打印机包括：料槽10，用于承载光敏树脂；成型平台(图6未示出)，具有成型面，该成型面用于承载3D打印产品；升降机构(图6未示出)，用于驱动成型平台沿打印方向(即上下方向)移动；曝光装置20，用于形成曝光图像；传感器30，图中示出的是位移传感器，其通过夹具40固定于安装板50上。需要说明的是，曝光装置20可以包括光源以及液晶显示屏幕，光源向液晶显示屏幕投射光；液晶显示屏屏幕，投射待打印件的曝光图像。
本实施例中，3D打印机还包括磁性元件60，用于锁紧曝光装置，便于打印。在寻零完成后，用磁性元件固定屏幕，进行后续的打印。
在一个实施例中，在寻零开始时，成型平台可以先快速下降，然后慢速下降，下降后进行残渣检测，如果无残渣，则超慢速下降以进行平台寻零，并根据位移传感器的读数判断成型平台和屏幕是否贴合。在安装成型平台一键寻零时，先记录位移传感器的初始读数，并控制成型平台回零位。在首次曝光前，通过在屏幕周围设置最高限位点和最低限位点，弹簧做补偿、通过4个位移传感器进行寻零调整。当成型平台下降时，先以速度V1下降S1，然后以速度V2下降S2，V1大于V2，S1和S2的和为目标距离。接着进行残渣检测，N是预设值。无残渣的情况下开始浮动寻零，以V3的速度下移，V3小于V2。成型平台的成型平面具有一定的平面度误差，左侧低右侧高、左侧高右侧低、前高后低或前低后高的情况。打印平面与料盘的底部紧密贴合时，推动料盘向下，从而推动料盘下的屏幕向下，进而触动位移传感器和弹性组件向下倾斜，发生位移；此时位移传感器记录最大位移量和最小位移量。若最大位移量超出预设区间，则寻零失败，报警提示，检查具体的问题。若最大位移量符合预设区间，此时读取最小位移量是否已达到预设区间，若以达到，则可以确定平台的各个部分均触碰到料盘底部，此时成型平台的成型面与料盘底部和屏幕保持平行，进行曝光处理，打印首层打印件。
打印完首层后，成型平台逐渐上升，位移传感器和弹性元件恢复保持在首次打印的位置，打印平面脱离料盘；继续打印第二层，打印第二层时，成型平台移动至第二层打印的预设位置。重复上述打印，到第m层时，寻零完成。如图7所示，经过多层打印，当前成型面与屏幕平行。上述N、S1、S2、S3、V1、V2、V3以及m均可以灵活配置。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
根据本申请实施例的另一方面，如图8所示，还提供了一种3D打印机，包括：存储器、处理器、成型平台、料盘、曝光装置、安装座以及用于提供还原力的弹性件；成型平台、料盘、曝光装置沿第一方向依次设置；曝光装置包括安装座和屏幕组件；屏幕组件沿第一方向可移动地设于安装座上，屏幕组件包括安装支架以及固定于安装支架上的屏幕，安装座上还设有弹性件，弹性件沿第一方向抵持于安装支架和安装座之间；存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行3D打印机控制方法。
在其中一个实施例中，如图9所示，在传感器采用压力传感器的情况下，安装支架上设有导向柱70，导向柱70与压力传感器80间隔，弹性件90包括弹簧，弹簧套设于导向柱70上。安装座100包括箱体和上盖板101，上盖板101和箱体共同限定出容纳腔，上盖板101上设有沿第一方向贯穿的导向槽103，屏幕组件20可活动地卡设于导向槽103中，通过导向槽103对屏幕组件20进行导向，防止屏幕组件20在寻零过程中发生偏移而卡滞，无法复位。上盖板101背离安装支架的一侧设有固定架105，固定架105与安装支架相对设置，压力传感器80设于固定架105上。
安装支架上设有第三磁吸件110，上盖板上设有第四磁吸件113，第三磁吸件110和第四磁吸件113相对且可吸附。磁吸件可以为电磁铁，通过通断电可以实现对曝光装置的锁紧。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
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，在本发明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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种3D打印机的寻零控制方法，其特征在于，包括：
在3D打印机的成型平台和所述3D打印机的曝光装置处于贴合状态的情况下，控制所述3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层；其中，所述成型平台和所述曝光装置中的至少一个为浮动组件；
控制所述成型平台移动至预设位置，且控制所述曝光装置进行曝光以形成当前打印层，并完成当前轮次的打印动作；所述预设位置为根据当前的打印层数确定；
执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件。
2.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述成型平台向所述曝光装置移动，直至所述成型平台的多个预设目标位置均受到作用力；
调整所述成型平台的水平度，以使各所述预设目标位置受到的作用力间的差值小于预设阈值。
3.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，还包括：
控制所述成型平台进行初次移动，直至所述成型平台和所述曝光装置处于贴合状态；其中，在初次移动过程中，设置在所述成型平台和所述曝光装置间的料盘中无打印材料。
4.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，控制所述成型平台移动至预设位置，包括：
获取所述成型平台的初次移动距离，并根据所述初次移动距离以及当前的打印层数，控制所述3D打印机的升降机构移动，以使所述成型平台移动至所述预设位置；其中，所述当前的打印层数为大于或等于0的整数。
5.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，所述贴合状态为根据以下量值中的一种或多种确认：所述曝光装置的第一位移量、所述曝光装置受到的第一压力量、所述成型平台的第二位移量和所述成型平台受到的第二压力量。
6.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，所述预设事件包括完成预设层数的打印动作和/或所述成型平台的当前成型面与所述曝光装置的浮动基板平行。
7.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，在控制所述3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前，所述方法还包括：
在所述成型平台下移的过程中，获取所述曝光装置的第一位移量中的最大位移量与最小位移量，在所述最大位移量满足第一条件且所述最小位移量满足第二条件的情况下，确定所述成型平台与所述曝光装置贴合；或者
在所述成型平台下移的过程中，获取所述成型平台的第二位移量中的最大位移量与最小位移量，在所述最大位移量满足第三条件且所述最小位移量满足第四条件的情况下，确定所述成型平台与所述曝光装置贴合。
8.根据权利要求7所述的寻零控制方法，其特征在于，所述第一条件包括落入第一区间或小于第一阈值，所述第二条件包括落入第二区间或大于第二阈值或维持落入所述第二区间的时长达到预设时长；所述第三条件包括落入第三区间或小于第三阈值，所述第四条件包括落入第四区间或大于第四阈值或维持落入所述第四区间的时长达到预设时长。
9.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，在控制所述3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前，所述方法还包括：
在所述成型平台下移的过程中，获取所述曝光装置受到的第一压力量中的最大压力量与最小压力量，在所述最大压力量满足第五条件且所述最小压力量满足第六条件的情况下，确定所述成型平台与所述曝光装置贴合；或者，
在所述成型平台下移的过程中，获取所述成型平台受到的第二压力量中的最大压力量与最小压力量，在所述最大压力量满足第七条件且所述最小压力量满足第八条件的情况下，确定所述成型平台与所述曝光装置贴合。
10.根据权利要求9所述的寻零控制方法，其特征在于，所述第五条件包括落入第五区间或小于第五阈值，所述第六条件包括落入第六区间或大于第六阈值，所述第七条件包括落入第七区间或小于第七阈值，所述第八条件包括落入第八区间或大于第八阈值。
11.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，在控制所述3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前，所述方法还包括：
控制所述成型平台按照预设速度下移目标距离；
在所述成型平台下移目标距离后，控制所述成型平台继续下移，直到所述成型平台和所述曝光装置处于贴合状态。
12.根据权利要求11所述的寻零控制方法，其特征在于，控制所述成型平台按照预设速度下移目标距离包括：
控制所述成型平台按照不同的速度下移不同的距离段，其中，下移的不同的距离段之和为所述目标距离。
13.根据权利要求11所述的寻零控制方法，其特征在于，在所述成型平台下移目标距离后，控制所述成型平台继续下移之前，所述方法还包括：
对所述3D打印机的料槽进行残渣检测，并在残渣检测的结果合格的情况下执行所述控制所述成型平台继续下移的步骤。
14.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，在控制所述3D打印机的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前或同时或之后，所述方法还包括：
在所述曝光装置与水平面的角度处于变化状态，所述成型平台与水平面的角度固定的情况下，为所述曝光装置施加还原力，其中，所述还原力为所述曝光装置的倾斜角度变化后，促使所述曝光装置的倾斜角度还原的力；或者，
在所述成型平台与水平面的角度处于变化状态，所述曝光装置与水平面的角度固定的情况下，为所述成型平台施加还原力，其中，所述还原力为所述成型平台的倾斜角度变化后，促使所述成型平台的倾斜角度还原的力。
15.根据权利要求1所述的寻零控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在发生所述预设事件的情况下，锁紧所述成型平台或所述曝光装置。
16.一种3D打印机，其特征在于，包括存储器、处理器、成型平台、料盘、曝光装置、安装座以及用于提供还原力的弹性件；其中，所述成型平台、所述料盘、所述曝光装置沿第一方向依次设置；所述曝光装置包括安装座和屏幕组件；所述屏幕组件沿所述第一方向可移动地设于所述安装座上，所述屏幕组件包括安装支架以及固定于所述安装支架上的屏幕，所述安装座上还设有弹性件，所述弹性件沿所述第一方向抵持于所述安装支架和所述安装座之间；所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述权利要求1至15任一项中所述的方法。
17.根据权利要求16所述的3D打印机，其特征在于，还包括传感器，所述传感器用于获取所述曝光装置的第一位移量或所述成型平台的第二位移量或所述曝光装置的第一压力量或所述成型平台的第二压力量。
18.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器运行时执行所述权利要求1至15任一项中所述的方法。
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