CN116945593A - 面调平方法及3d打印机 - Google Patents
面调平方法及3d打印机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116945593A CN116945593A CN202310212832.9A CN202310212832A CN116945593A CN 116945593 A CN116945593 A CN 116945593A CN 202310212832 A CN202310212832 A CN 202310212832A CN 116945593 A CN116945593 A CN 116945593A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- extrusion
- thermoplastic
- leveling
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 105
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 105
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 94
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 13
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 3
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 3
- 239000004579 marble Substances 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 22
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了面调平方法及3D打印机。面调平方法，其包括以下步骤：S1、在成型平台上放置热塑性调平板；S2、在热塑性调平板上放置挤压板；S3、对热塑性调平板进行加热，热塑性调平板的第一端面与成型平台粘接，热塑性调平板的第二端面收到挤压板所设挤压平面的挤压整形；S4、使热塑性调平板的温度下降到凝固形成新成型平面。本发明的有益效果是：具有能够将更大的打印区域调节平整和提高模型打印成功率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，特别涉及成型平台的调平技术。
背景技术
以目前的技术手段，FDM3D打印机中，对热床进行调平是减少打印失败的重要技术手段。
热床也称之为成型平台，热床的调平技术手段有很多种：
1、在热床下端设置四个高度调节螺丝，通过拧动调节螺丝来实现调平工作；
2、通过调平传感器来探测若干个热床位置点的高度，然后通过算法进行补偿的方式进行调平。其中，调平传感器也分为很多种类型。
无论是通过调节螺丝还是通过调平传感器采集数据之后补偿调平的方式，都存在以下问题：因为热床不是一个完整的平面，存在很多凹凸不平的位置，而且这个位置不确定。如果是通过调节螺丝，那么只能够调平四个位置点的水平度，确不能够调节在热床中间位置甚至其他位置点的水平度。而且调节幅度越大，热床更加容易变形，因为受挤压变形了，一般的热床都是很薄的。而采用调平传感器的方式，只能够采集有限数量位置点的高度，也就是说还是以模糊调平的方式进行调平，在两个相邻采集点之间位置的高度突变的情况下，调平是失效的。特别是在首层打印在该调平失效的位置，就容易出现首层不粘热床的情况，也就容易出现打印失败的情况。
目前的FDM打印机以两种方式的结构为主流。第一种方式的结构如中国专利申请号为CN201410083890.7，名称为FDM技术3D打印机。第二种方式的结构如中国专利申请号为CN201720109614.2，名称为一种3D打印机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供面调平方法及3D打印机，其具有能够将更大的打印区域调节平整和提高模型打印成功率的优点。
本发明所采用的技术方案是：
面调平方法，其包括以下步骤：
S1、在成型平台上放置热塑性调平板，热塑性调平板设有第一端面和第二端面；热塑性调平板所设的第一端面与成型平台相接触；
S2、在热塑性调平板上放置挤压板，挤压板设有挤压平面；热塑性调平板所设的第二端面与挤压板所设的挤压平面相接触；
S3、对热塑性调平板进行加热，同时热塑性调平板收到挤压板和成型平台的挤压力；当热塑性调平板被加热熔融之后，热塑性调平板的第一端面与成型平台粘接，热塑性调平板的第二端面收到挤压板所设挤压平面的挤压整形；
S4、使热塑性调平板的温度下降到凝固，热塑性调平板的第二端面形成与挤压平面相匹配的新成型平面。
其原理为：通过加热所述的热塑性调平板，使之软化。然后对放置在成形平台上的热塑性调平板施加压力，软化的热塑性调平板被整形，然后使热塑性调平板的温度下降，直至热塑性调平板冷却固化，那么热塑性调平板就会定型，形成新成型平面。所述新成型平面的平整度跟挤压平面一样。也就是挤压平面为基准平面，通过基准平面来对热塑性调平板的第二端面进行整形。很好的减少了因成形平台多个位置凹凸不平而导致调平失败的情况出现。
在步骤S3中，热量从成型平台和/或挤压板传递给热塑性调平板。作为优选，加热器安装在成型平台。为了加热调平速度，在成形平台和挤压板上均安装有加热器，也就是在热塑性调平板的上下方均被加热，可以在更短的时间内实现热塑性调平板的软化。
热塑性调平板为FDM3D打印耗材相同的材料。例如PLA3D打印耗材、PTU3D打印耗材、ABS3D打印耗材等等。也就是当后续开始首层打印的时候，因为材料更接近/相同是指粘接效果更好，提高了模型的打印成功率。
热塑性调平板所设的第一端面与成型平台之间分离所需的剥离力大于热塑性调平板所设第二端面与挤压板所设挤压平面之间分离的剥离力。因为需要将挤压板剥离开，然后第一端面与成形平台保持粘连在一起。
挤压板所设的挤压平面的粗糙度小于成型平台的粗糙度。
挤压板所设的挤压平面设有一层疏水材料层。
进一步，所述疏水材料层为特氟龙材料层、大理石材料层、不锈钢材料层、铝合金材料层中的任意一种。
进一步，所述疏水材料层为涂覆在挤压平面的油脂层。
将面调平方法应用在3D打印机上，具有两种方案。分别为：
第一种方案：3D打印机，其采用所述的面调平方法。3D打印机包括有架体、安装在架体上的Y轴移动装置、安装在Y轴移动装置上的成型平台、放置在成型台平台上的热塑性调平板、设于热塑性调平板上方的挤压板、Z轴升降装置、加热器及控制器；挤压板安装在Z轴升降装置上；控制器均电性连接于Y轴移动装置、Z轴升降装置及加热器；加热器安装在成型平台或安装在挤压板上。该方案主要是成型平台安装在Y轴上，通过Z轴升降装置驱动X轴移动装置，将挤压板安装在X轴移动装置上，也就实现了间接将挤压板安装在Z轴升降装置上。控制器控制Z轴升降装置下降，Z轴升降装置驱动X轴移动装置下降，X轴移动装置下降的时候驱动挤压板下降，挤压板下降的时候挤压热塑性调平板。因为Y轴移动装置不动，因此在热塑性调平板软化之后挤压平面对第二端面进行整形。待热塑性调平板冷却下来固化之后，第二端面成型实现了调平的工作。
第二种方案：3D打印机，其采用所述的面调平方法。3D打印机包括有机架、固定安装在机架上的Z轴升降装置、固定安装在Z轴升降装置的成型平台、放置在成型平台上的热塑性调平板、设于热塑性调平板上方的挤压板、加热器及控制器；控制器均电性连接于Z轴升降装置和加热器；加热器安装在成形平台或者安装在挤压板；挤压板通过限高组件与机架连接。该方案主要是成型平台安装在Z轴上。
进一步，限高组件设有设置在挤压板两端的穿孔、设置在机架上的两个螺母及两个螺丝。两个螺丝分别设置在挤压板两端，每一个螺丝均穿过一个穿孔安装在其中一个螺母上。主要是通过Z轴升降装置驱动成型平台往上移动，从而驱动热塑性调平板顶向挤压板，从而实现挤压的目的，待热塑性调平板软化之后就能够实现整形，待热塑性调平板冷却下来之后就实现固化定型的目的，达到了调平的目的。
无论是第一种方案还是第二种方案，热塑性调平板因为材料跟3D打印耗材的材料相近/相同，因此在模型首层打印的时候成功率更高。
本发明的有益效果是：具有能够将更大的打印区域调节平整和提高模型打印成功率的优点。
附图说明
图1是本发明中的成型平台的示意图；
图2是本发明中将热塑性调平板放置到成型平台上的过程原理示意图；
图3是本发明中热塑性调平板放置好在成型平台上的效果示意图；
图4是本发明中将挤压板放置到热塑性调平板上个过程原理示意图；
图5是本发明中成型平台、热塑性调平板及挤压板堆叠好的效果示意图；
图6是本发明中热塑性调平板收到成型平台和挤压板的挤压力的压力示意图；
图7是本发明一个实施例，示意成型平台不平整的剖视结构原理示意图；
图8是图7放置热塑性调平板和挤压板的剖面原理示意图；
图9是图8中热塑性调平板受热软化之后，收到成形平台和挤压板的挤压力产生形变，被整形的剖面原理示意图；
图10是图9中热塑性调平板被整形冷却之后定型且取消挤压板的剖面原理示意图；主要用于示意形成了新成型平面；
图11是图10的基础上示意了疏水材料层的剖面结构原理示意图；
图12是本发明中采用第一种实施方案的挤压板的某一实施例中的实际结构原理示意图；
图13是本发明中采用第一种方案的结构原理示意图；
图14是本发明采用第二中方案中挤压板的某个实施方案的结构示意图；
图15是本发明中采用第二中方案的结构原理示意图。
具体实施方式
如图1至图15所示，本发明面调平方法，其包括以下步骤：
S1、在成型平台1上放置热塑性调平板2，热塑性调平板2设有第一端面21和第二端面22；热塑性调平板2所设的第一端面21与成型平台1相接触；
S2、在热塑性调平板2上放置挤压板3，挤压板3设有挤压平面31；热塑性调平板2所设的第二端面22与挤压板3所设的挤压平面31相接触；
S3、对热塑性调平板2进行加热，同时热塑性调平板2收到挤压板3和成型平台1的挤压力；当热塑性调平板2被加热熔融之后，热塑性调平板2的第一端面21与成型平台1粘接，热塑性调平板2的第二端面22收到挤压板3所设挤压平面31的挤压整形；
S4、使热塑性调平板2的温度下降到凝固，热塑性调平板2的第二端面22形成与挤压平面31相匹配的新成型平面。
其原理为：通过加热所述的热塑性调平板，使之软化。然后对放置在成形平台上的热塑性调平板施加压力，软化的热塑性调平板被整形，然后使热塑性调平板的温度下降，直至热塑性调平板冷却固化，那么热塑性调平板就会定型，形成新成型平面。所述新成型平面的平整度跟挤压平面一样。也就是挤压平面为基准平面，通过基准平面来对热塑性调平板的第二端面进行整形。很好的减少了因成形平台多个位置凹凸不平而导致调平失败的情况出现。
在步骤S3中，热量从成型平台1和/或挤压板3传递给热塑性调平板2。
作为优选，加热器安装在成型平台。为了加热调平速度，在成形平台和挤压板上均安装有加热器，也就是在热塑性调平板的上下方均被加热，可以在更短的时间内实现热塑性调平板的软化。
热塑性调平板为FDM3D打印耗材相同的材料。例如PLA3D打印耗材、PTU3D打印耗材、ABS3D打印耗材等等。也就是当后续开始首层打印的时候，因为材料更接近/相同是指粘接效果更好，提高了模型的打印成功率。
热塑性调平板2所设的第一端面21与成型平台1之间分离所需的剥离力大于热塑性调平板2所设第二端面22与挤压板3所设挤压平面31之间分离的剥离力。
挤压板3所设的挤压平面31的粗糙度小于成型平台1的粗糙度。
挤压板3所设的挤压平面31设有一层疏水材料层32。
所述疏水材料层32为特氟龙材料层、大理石材料层、不锈钢材料层、铝合金材料层中的任意一种。
所述疏水材料层32为涂覆在挤压平面31的油脂层。
第一种方案：3D打印机，其采用所述的面调平方法。3D打印机4包括有架体41、安装在架体41上的Y轴移动装置42、安装在Y轴移动装置42上的成型平台1、放置在成型台平台上的热塑性调平板2、设于热塑性调平板2上方的挤压板3、Z轴升降装置43、加热器44及控制器45；挤压板3安装在Z轴升降装置43上；控制器45均电性连接于Y轴移动装置42、Z轴升降装置43及加热器44；加热器44安装在成型平台1或安装在挤压板3上。该方案主要是成型平台安装在Y轴上，通过Z轴升降装置驱动X轴移动装置，将挤压板安装在X轴移动装置上，也就实现了间接将挤压板安装在Z轴升降装置上。控制器控制Z轴升降装置下降，Z轴升降装置驱动X轴移动装置下降，X轴移动装置下降的时候驱动挤压板下降，挤压板下降的时候挤压热塑性调平板。因为Y轴移动装置不动，因此在热塑性调平板软化之后挤压平面对第二端面进行整形。待热塑性调平板冷却下来固化之后，第二端面成型实现了调平的工作。挤压板可以通过螺栓固定安装在Z轴升降装置所驱动的X轴移动装置上。
第二种方案：3D打印机，其采用所述的面调平方法。3D打印机4包括有机架46、固定安装在机架46上的Z轴升降装置43、固定安装在Z轴升降装置43的成型平台1、放置在成型平台1上的热塑性调平板2、设于热塑性调平板2上方的挤压板3、加热器44及控制器45；控制器45均电性连接于Z轴升降装置43和加热器44；加热器44安装在成形平台或者安装在挤压板3；挤压板3通过限高组件47与机架46连接。热器安装在成形平台或者安装在挤压板；挤压板通过限高组件与机架连接。该方案主要是成型平台安装在Z轴上。
进一步，限高组件设有设置在挤压板两端的穿孔、设置在机架上的两个螺母及两个螺丝。两个螺丝分别设置在挤压板两端，每一个螺丝均穿过一个穿孔安装在其中一个螺母上。主要是通过Z轴升降装置驱动成型平台往上移动，从而驱动热塑性调平板顶向挤压板，从而实现挤压的目的，待热塑性调平板软化之后就能够实现整形，待热塑性调平板冷却下来之后就实现固化定型的目的，达到了调平的目的。
无论是第一种方案还是第二种方案，热塑性调平板因为材料跟3D打印耗材的材料相近/相同，因此在模型首层打印的时候成功率更高。
本发明的有益效果是：具有能够将更大的打印区域调节平整和提高模型打印成功率的优点。
Claims (9)
1.面调平方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、在成型平台(1)上放置热塑性调平板(2)，热塑性调平板(2)设有第一端面(21)和第二端面(22)；热塑性调平板(2)所设的第一端面(21)与成型平台(1)相接触；
S2、在热塑性调平板(2)上放置挤压板(3)，挤压板(3)设有挤压平面(31)；热塑性调平板(2)所设的第二端面(22)与挤压板(3)所设的挤压平面(31)相接触；
S3、对热塑性调平板(2)进行加热，同时热塑性调平板(2)收到挤压板(3)和成型平台(1)的挤压力；当热塑性调平板(2)被加热熔融之后，热塑性调平板(2)的第一端面(21)与成型平台(1)粘接，热塑性调平板(2)的第二端面(22)收到挤压板(3)所设挤压平面(31)的挤压整形；
S4、使热塑性调平板(2)的温度下降到凝固，热塑性调平板(2)的第二端面(22)形成与挤压平面(31)相匹配的新成型平面。
2.根据权利要求1所述的面调平方法，其特征在于：在步骤S3中，热量从成型平台(1)和/或挤压板(3)传递给热塑性调平板(2)。
3.根据权利要求1所述的面调平方法，其特征在于：热塑性调平板(2)所设的第一端面(21)与成型平台(1)之间分离所需的剥离力大于热塑性调平板(2)所设第二端面(22)与挤压板(3)所设挤压平面(31)之间分离的剥离力。
4.根据权利要求1所述的面调平方法，其特征在于：挤压板(3)所设的挤压平面(31)的粗糙度小于成型平台(1)的粗糙度。
5.根据权利要求1所述的面调平方法，其特征在于：挤压板(3)所设的挤压平面(31)设有一层疏水材料层(32)。
6.根据权利要求5所述的面调平方法，其特征在于：所述疏水材料层(32)为特氟龙材料层、大理石材料层、不锈钢材料层、铝合金材料层中的任意一种。
7.根据权利要求5所述的面调平方法，其特征在于：所述疏水材料层(32)为涂覆在挤压平面(31)的油脂层。
8.3D打印机，其采用如权利要求1至7任意一项所述的面调平方法，其特征在于：3D打印机(4)包括有架体(41)、安装在架体(41)上的Y轴移动装置(42)、安装在Y轴移动装置(42)上的成型平台(1)、放置在成型台平台上的热塑性调平板(2)、设于热塑性调平板(2)上方的挤压板(3)、Z轴升降装置(43)、加热器(44)及控制器(45)；挤压板(3)安装在Z轴升降装置(43)上；控制器(45)均电性连接于Y轴移动装置(42)、Z轴升降装置(43)及加热器(44)；加热器(44)安装在成型平台(1)或安装在挤压板(3)上。
9.3D打印机，其采用如权利要求1至7任意一项所述的面调平方法，其特征在于：3D打印机(4)包括有机架(46)、固定安装在机架(46)上的Z轴升降装置(43)、固定安装在Z轴升降装置(43)的成型平台(1)、放置在成型平台(1)上的热塑性调平板(2)、设于热塑性调平板(2)上方的挤压板(3)、加热器(44)及控制器(45)；控制器(45)均电性连接于Z轴升降装置(43)和加热器(44)；加热器(44)安装在成形平台或者安装在挤压板(3)；挤压板(3)通过限高组件(47)与机架(46)连接。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2022112321065 | 2022-10-10 | ||
| CN202211232106 | 2022-10-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116945593A true CN116945593A (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=88446684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310212832.9A Pending CN116945593A (zh) | 2022-10-10 | 2023-03-08 | 面调平方法及3d打印机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116945593A (zh) |
-
2023
- 2023-03-08 CN CN202310212832.9A patent/CN116945593A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100818569B1 (ko) | 프레스 성형장치 | |
| CN107856310B (zh) | 一种大尺寸悬空构件3d打印的在线分区支撑方法及系统 | |
| KR100532649B1 (ko) | 프레스 성형장치 및 그 제어방법 | |
| US20090289098A1 (en) | Chip Mounting Apparatus and Chip Mounting Method | |
| CN1021310C (zh) | 用热压印膜和冲模的干压印装置 | |
| WO2007138820A1 (ja) | アンダードライブ式プレス | |
| JP2016097588A (ja) | 三次元造形装置用の造形テーブル、三次元造形装置及び造形物の製造方法 | |
| KR101821958B1 (ko) | 실장방법 및 실장장치 | |
| CN107214281A (zh) | 一种船机连杆锻造制坯模具及使用方法 | |
| CN116945593A (zh) | 面调平方法及3d打印机 | |
| JP5705368B2 (ja) | 通常の又は構造化された表面を有するフロートガラスストリップを所定の長さに切断する装置及び方法 | |
| CN210666251U (zh) | 一种手机显示屏邦定设备上的快冷却压头 | |
| KR102495176B1 (ko) | 점진 성형 장치 | |
| JPS59185600A (ja) | 多段形ホツトプレス | |
| KR102362486B1 (ko) | 프레스 성형 장치 및 프레스 성형 방법 | |
| CN115206849A (zh) | 一种含压力反馈的伺服压合工装及压合系统 | |
| CN215434167U (zh) | 一种使无机保温板坯体均匀成型的液压压力机 | |
| KR101735538B1 (ko) | 플렉시블 디스플레이 필름 합착장치 | |
| CN114986884A (zh) | 一种基于3d打印材料特性的高效3d打印装置 | |
| JPH0322280B2 (zh) | ||
| CN112731693A (zh) | 一种手机显示屏邦定设备上的快冷却压头 | |
| KR101831389B1 (ko) | 실장장치 및 실장방법 | |
| CN1554497A (zh) | 板料热成形离散型面模装置 | |
| CN114770917A (zh) | 层叠装置 | |
| CN113043398A (zh) | 一种立式竹板圆筒成型机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |