CN205467392U - 一种3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种3D打印机，涉及3D打印技术领域。该3D打印机，包括打印行走机构和挤出喷头，包括：驱动模块，用于连接并驱动打印行走机构；直流电源，用于向驱动模块提供直流电；断电检测模块，连接于直流电源，用以检测直流电源是否向驱动模块供电，并输出检测结果；控制模块，用于根据断电检测模块输出的检测结果确定打印机的工作状态是否为断电状态；并在断电状态时，记录挤出喷头的位置信息以及挤出喷头的温度信息。断电检测模块直接连接至直流电源，检测稳定不易出差错。并且控制记录了挤出喷头的温度信息，使在直流电源恢复供电时，挤出喷头的温度保证在最佳的打印温度。

Description

一种3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体而言，涉及一种3D打印机。

背景技术

3D打印，特别是熔融沉积成型(FDM，Fused Deposition Modeling)3D打印是一种将熔融状原材料层层堆积产生三维结构的快速成型技术。由于采用逐层累积的方式，当打印模型尺寸较大时，成型时间可长达几十个小时；从开始打印到结束需一次性完成，若中途出现断电或其他故障中止，则需重新打印，这就大大降低了大尺寸模型的打印成功率；反复的重新打印，也产生了大量耗材的浪费。而现有的熔融沉积成型3D打印机的断电和中止处理机制在判定断电时，容易出错。因此，如何实现断电后的继续打印，提供打印成功率，节省打印耗材浪费，成为3D打印技术领域中亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种3D打印机。

本实用新型实施例提供的一种3D打印机，包括打印行走机构和挤出喷头，包括：

驱动模块，用于连接并驱动所述打印行走机构；

直流电源，用于向驱动模块提供直流电；

断电检测模块，连接于所述直流电源，用以检测直流电源是否向驱动模块供电，并输出检测结果；

控制模块，用于根据所述断电检测模块输出的检测结果确定打印机的工作状态是否为断电状态；并在断电状态时，记录所述挤出喷头的位置信息以及所述挤出喷头的温度信息。

优选的，还包括储能模块，用于从直流电源获取并存储电能；在所述断电状态时，所述储能模块向所述控制模块、所述驱动模块以及所述挤出喷头供电。

优选的，所述控制模块记录所述挤出喷头的位置信息以及所述挤出喷头的温度信息，并生成断电标记；控制所述驱动模块驱动打印行走机构离开打印模型区域后，所述控制模块控制所述储能模块断电。

优选的，该3D打印机还包括存储模块，用于将所述控制模块接收的所述挤出喷头的位置信息、所述挤出喷头的温度信息储存以及将所述断电标记储存。

优选的，在该3D打印机恢复供电时，所述控制模块用于检测所述存储模块是否存在断电标记。

优选的，该3D打印机还包括温度检测模块，用于检测所述挤出喷头的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制模块。

优选的，该3D打印机还包括位移检测模块，用于检测所述挤出喷头的实际位移，并将检测到的断电状态时的挤出喷头的实际位移的信息传给所述控制模块。

优选的，所述打印行走结构包括X轴、Y轴和Z轴，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴相互垂直，所述Z轴设置有可沿所述Z轴垂直运动的打印平台。

优选的，所述位移检测模块检测所述挤出喷头沿X轴和Y轴的位移和所述挤出喷头沿Z轴的位移，并将检测到的断电状态时的挤出喷头的实际位移的信息传给所述控制模块。

优选的，所述直流电源和所述储能模块为充电电池。

与现有技术相比，本实用新型的断电检测模块直接连接至直流电源，检测直流电源是否正常供电，直流电源的状态变化时，断电检测模块将检测结果通知控制模块，检测稳定不易出差错；直流电源断电时，储能模块向控制模块和驱动模块以及挤出喷头供电，控制模块接收到断电检测模块检测到的断电信号时，控制模块记录挤出喷头的位置信息以及挤出喷头的温度信息，使在直流电源恢复供电时，挤出喷头能从断电的断点继续打印工作。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型较佳实施例提供的3D打印机的功能模块图；

图2为本实用新型较佳实施例提供的3D打印机的断电续打的控制方法中关于断电状态处理的流程示意图；

图3是本实用新型较佳实施例提供的3D打印机的断电续打的控制方法中关于恢复供电状态处理的流程示意图。

主要元件符号说明

直流电源101；断电检测模块102；控制模块103；驱动模块104；储能模块105；打印行走机构106；挤出喷头107；位移检测模块108；温度检测模块109。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅 用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，是本实用新型较佳实施例提供的3D打印机的功能模块图。该3D打印机包括驱动模块104、直流电源101、断电检测模块102、控制模块103、储能模块105以及存储模块、打印行走机构106以及挤出喷头107。所述控制模块103分别与驱动模块104、直流电源101、断电检测模块102、储能模块105以及存储模块电连接，所述直流电源101与所述储能模块105还与所述驱动模块104连接。

其中，驱动模块104用于连接并驱动所述打印行走机构106。在本实施例中，所述驱动模块104可以为电机。

直流电源101用于向驱动模块104提供直流电。直流电源101主要为驱动模块104供电，当然在该3D打印机工作时，直流电源101也需要向控制模块103等耗电的功能模块供电。在本实施例中，直流电源101通过转换交流电源得到。当然，在其它实施例中，直流电源101还可以为其他电能供给装置，例如，该直流电源101可以为充电电池。

断电检测模块102，连接于所述直流电源101，用以检测直流电源101是否向驱动模块104供电，并输出检测结果；具体的，断电检测模块102是直接连接的直流电源101的输出端。

储能模块105，用于从直流电源101获取并存储电能；在所述断电状态时，所述储能模块105向控制模块103、所述驱动模块104以及所述挤出喷头107供电。起到暂时供电的作用，有助于该3D打印机保护现场。储能模块105可以是蓄电池，例如，锂电池等。当然在其他具体实施方式中，储能模块105还可以为其他，例如电容。

控制模块103，用于根据所述断电检测模块102输出的检测结果确定打印机的工作状态是否为断电状态；记录所述挤出喷头107的位置信息以及所述挤出喷头107的温度信息。还可控制储能模块105断电。具体的，当储能模块105为驱动模块104、控制模块103以及挤出喷头107提供电能，使该3D打印机完成断电状态的信息保存及禁动措施后，控制模块103还可以控制储能模块105断电。存储模块，用于将述挤出喷头107的位置信息、所述挤出喷头107的温度信息储存以及所述断电标记存储起来，存储模块与控制模块103连接，直接存储控制模块103记录的数据。

其中，存储模块可以是存储器，存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序和其他信息。

该3D打印机还包括温度检测模块109，用于检测所述挤出喷头107的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制模块103。该3D打印机还包括位移检测模块108，用于检测所述挤出喷头107的实际位移，并将检测到的断电状态时的挤出喷头107的实际位移的信息传给所述控制模块103。

其中，所述的打印行走机构106为具有相互垂直的X轴与Y轴的十字形打印行走机构106，所述的挤出喷头107固定于所述的X轴与Y轴相交的位置并可在所述的驱动模块104的控制下沿所述的X轴和Y轴移动，所述的位移检测模块108用以检测所述的挤出喷头107分别沿所述的 X轴和Y轴的位移数据，并将所述的位移数据发送至所述的控制模块103。

打印行走机构106还包括Z轴，所述的Z轴垂直于所述的X轴和Y轴，该打印机还包括打印平台，所述的打印平台连接于所述的Z轴，并可沿所述的Z轴垂直运动。打印平台用于放置打印模型，移检测模块还可以检测挤出喷头107沿Z轴的实际位移。

挤出喷头107用于挤出3D打印机打印所用的打印材料，在打印时，可以对打印材料进行升温，使达到符合打印要求的温度再打印。

控制模块103还可以检测一些其他数据，例如检测挤出喷头或打印平台的自动调平数据，还可以检测打印平台的温度。

请参考图2，是本实用新型较佳实施例提供的3D打印机的断电续打的控制方法中关于断电状态处理的流程示意图。

S101，检测直流电源101是否正常供电；

在3D打印机正常工作时，断电检测模块102会一直检测直流电源101是否正常供电。当直流电源101正常供电时，3D打印机继续正常工作；当断电检测模块102检测到直流电源101没有供电时，控制模块103接收断电检测模块102的检测结果，并执行步骤S102。

S102，开始供电，附加电源向控制模块103、所述驱动模块104以及所述挤出喷头107供电。本实施例中，储能模块105作为附加电源，并代替直流电源101向控制模块103、所述驱动模块104以及所述挤出喷头107供电。

S103，停止向挤出喷头107加热，并且Z轴禁动(禁止移动)，即打 印平台禁动，以减少功耗。

控制模块103通过控制驱动模块104，使打印行走机构106的Z轴驱动禁用，打印行走机构106(例如电机)自身的力矩锁定打印平台，打印平台就停止移动，并控制挤出喷头107停止加热。

S104，打印行走机构106的X轴、Y轴离开模型区域，离开模型区域后禁动，避免烫坏模型，还可减少功耗。

控制模块103通过控制驱动模块使打印行走机构106的X轴、Y轴离开模型区域。

S105，保存断电状态时挤出喷头107的位置信息以及所述挤出喷头107的温度信息，并生成断电标记。

存储模块不仅保存挤出喷头107的位置信息，使直流电源101在恢复供电时，挤出喷头107能够在断电前的位置开始打印；而且还保存了挤出喷头107的温度信息，使直流电源101恢复供电时，挤出喷头107的温度保证在断电时的正确打印温度，提升打印效果。

该3D打印机还可以设置有风扇，所述风扇与所述控制模块103连接。当步骤S105完成后，风扇还启动并为所述挤出喷头107散热，使挤出喷头107的温度降到一定的温度值。该温度值可以时室温，也可以是50度，对于不同的材质可以优选选取不同的温度值。

S106，控制储能模块105停止供电，当该3D打印机完成断电状态的信息保存及禁动措施后，控制模块103可以控制储能模块105断电。避免储能模块105将电能耗光才断电，可以节约电能，还能消除储能模块105 一直供电可能带来的安全隐患。

请参考图3，是本实用新型较佳实施例提供的3D打印机的断电续打的控制方法中关于恢复供电状态处理的流程示意图。

S201，直流电源101重新为驱动装置和控制模块103供电。

S202，控制模块103检测存储模块内是否有断电标记。如果控制模块103没有检测到存储模块内存在断电标记，则正常打印新的模型；如果控制模块103检测到存储模块内存在断电标记，则会提示用于进行选择是否从上次断点开始打印。

S203，选择是否继续打印。如果不继续打印，则不从上次断点开始打印，即没有从断电状态时的打印进度开始打印，另外，也可以保存上次断点状态时的信息，并正常打印新的模型；如果选择继续打印，则从上次断点开始打印，并进行步骤S204。

S204，依据存储模块保存的信息，加热挤出喷头107到断电时的温度。

S205，挤出喷头107挤出新材料。

在本实施例中，并且还可以先挤出一段材料测试是否正常。

S206，挤出喷头107恢复至断电前的位置。以保证从上次断电使得位置及模型的断点位置继续打印。

S207，继续打印流程。

本实用新型实施例与现有技术相比，断电检测模块直接连接至直流电源，检测直流电源是否正常供电，直流电源的状态变化时，断电检测模块 将检测结果通知控制模块，检测稳定不易出差错；直流电源断电时，储能模块向控制模块和驱动模块以及挤出喷头107供电，控制模块接收到断电检测模块检测到的断电信号时，控制模块不但记录挤出喷头107的位置信息还记录挤出喷头107的温度信息，使在直流电源恢复供电时，挤出喷头107的温度保证在最佳的打印温度，提升打印效果，挤出喷头107更好的能从断电的断点继续打印工作。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本实用新型的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或 使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种3D打印机，包括打印行走机构和挤出喷头，其特征在于，包括：

驱动模块，用于连接并驱动所述打印行走机构；

直流电源，用于向驱动模块提供直流电；

断电检测模块，连接于所述直流电源，用以检测直流电源是否向驱动模块供电，并输出检测结果；

控制模块，用于根据所述断电检测模块输出的检测结果确定打印机的工作状态是否为断电状态；并在断电状态时，记录所述挤出喷头的位置信息以及所述挤出喷头的温度信息。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，还包括储能模块，用于从直流电源获取并存储电能；在所述断电状态时，所述储能模块向所述控制模块、所述驱动模块以及所述挤出喷头供电。

3.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述控制模块记录所述挤出喷头的位置信息以及所述挤出喷头的温度信息，并生成断电标记；控制所述驱动模块驱动打印行走机构离开打印模型区域后，所述控制模块控制所述储能模块断电。

4.根据权利要求3所述的3D打印机，其特征在于，该3D打印机还包括存储模块，用于将所述控制模块接收的所述挤出喷头的位置信息、所述挤出喷头的温度信息储存以及将所述断电标记储存。

5.根据权利要求4所述的3D打印机，其特征在于，在该3D打印机恢复供电时，所述控制模块用于检测所述存储模块是否存在断电标记。

6.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，该3D打印机还包括温度检测模块，用于检测所述挤出喷头的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制模块。

7.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，该3D打印机还包括位移检测模块，用于检测所述挤出喷头的实际位移，并将检测到的断电状态时的挤出喷头的实际位移的信息传给所述控制模块。

8.根据权利要求7所述的3D打印机，其特征在于，所述打印行走结构包括X轴、Y轴和Z轴，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴相互垂直，所述Z轴设置有可沿所述Z轴垂直运动的打印平台。

9.根据权利要求8所述的3D打印机，其特征在于，所述位移检测模块检测所述挤出喷头沿X轴和Y轴的位移和所述挤出喷头沿Z轴的位移，并将检测到的断电状态时的挤出喷头的实际位移的信息传给所述控制模块。

10.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述直流电源和所述储能模块为充电电池。