ES2833940T3

ES2833940T3 - Dispositivo de impresión 3D y procedimiento de corrección de impresión

Info

Publication number: ES2833940T3
Application number: ES17172129T
Authority: ES
Inventors: yu-jie Yang
Original assignee: Kinpo Electronics Inc; XYZ Printing Inc
Current assignee: Kinpo Electronics Inc; XYZ Printing Inc
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2037-05-22
Also published as: TW201825267A; KR102161716B1; EP3345764A1; US10603893B2; CN108274754A; KR20180080962A; EP3345764B1; JP2018108727A; US20180186095A1; TWI655080B; JP6756667B2; CN108274754B

Abstract

Un dispositivo de impresión tridimensional (3D), que comprende: un cabezal (110) de impresión, controlado para moverse sobre un plano de movimiento; una plataforma (120) de impresión, que comprende un primer sensor (122) de inclinación, en el que el primer sensor (122) de inclinación está configurado para detectar un estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión; y un controlador (130), acoplado al primer sensor (122) de inclinación, en el que el controlador (130) está configurado para controlar el cabezal (110) de impresión para presionar hacia abajo sobre en una primera posición (P1) sobre la plataforma (120) de impresión para provocar un cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión, este cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión indica al controlador (130) que el cabezal (110) de impresión está presionado contra la plataforma (120) de impresión, y luego el controlador (130) obtiene un desplazamiento y una coordenada del cabezal (110) de impresión en una tercera dirección axial.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de impresión 3D y procedimiento de corrección de impresión

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a una tecnología de impresión tridimensional (3D), en particular, a un procedimiento para corregir un cabezal de impresión y una plataforma de impresión y un dispositivo de impresión 3D del mismo.

Descripción de la técnica relacionada

Con el progreso de la Fabricación Asistida por Ordenador (CAM), la tecnología de impresión 3D se desarrolla en la industria de fabricación y se puede fabricar rápidamente un concepto original de diseño utilizando una impresora 3D. La tecnología de impresión 3D es, de hecho, un nombre general para una serie de Tecnologías de Creación Rápida de Prototipos (RP), y un principio básico de todas ellas es la fabricación aditiva. Una máquina RP conforma una forma en sección de un objeto en un plano XY en una manera de exploración, y realiza un desplazamiento intermitente por el espesor de la capa a lo largo de las coordenadas Z, para finalmente formar un objeto 3d .

En un procedimiento de impresión 3D, el estado de inclinación de una plataforma de impresión, configurada para llevar un modelo 3D, es una variable importante que afecta la calidad de impresión. Un estado de inclinación más severo provoca naturalmente una menor calidad de impresión. Por lo tanto, cada vez que se realiza la impresión 3D, es necesario corregir primero las posiciones relativas de un cabezal de impresión y una plataforma de impresión, para modificar un estado de inclinación. Sin embargo, las tecnologías convencionales para corregir la posición de un cabezal de impresión son complejas y requieren mucho tiempo, lo que hace que la inicialización de una impresora 3D no se pueda acelerar. Por lo tanto, proporcionar un dispositivo de impresión 3D simple, preciso y eficiente sigue siendo uno de los objetos para los cuales los expertos en la técnica hacen un gran esfuerzo.

Por ejemplo, el documento EP3100847 divulga un dispositivo de impresión tridimensional, que comprende un cabezal de impresión que comprende un sensor táctil dispuesto sobre su boquilla; y una plataforma de impresión, que comprende una pluralidad de puntos de calibración; en el que un controlador está configurado para controlar el cabezal de impresión para que se mueva hacia los puntos de posición de calibración en la plataforma, desde una altura predeterminada hasta que el sensor táctil esté en contacto con los puntos de posición de calibración para obtener respectivamente los valores de referencia de compensación de los puntos de posición de calibración relativos al plano de movimiento.

Sumario de la invención

La presente divulgación proporciona un procedimiento para corregir un cabezal de impresión y una plataforma de impresión y un dispositivo de impresión 3D, en el que se puede medir y ajustar un estado de inclinación de la plataforma de impresión mediante el uso de un sensor de inclinación sobre la plataforma de impresión, de modo que se reduce el tiempo consumido por un procedimiento de corrección.

Un dispositivo de impresión 3D de una realización de la presente divulgación incluye un cabezal de impresión, una plataforma de impresión y un controlador. El controlador controla el cabezal de impresión para que se mueva sobre un plano de movimiento. La plataforma de impresión incluye un primer sensor de inclinación. El primer sensor de inclinación está configurado para detectar un estado de inclinación de la plataforma de impresión. El controlador está acoplado al primer sensor de inclinación. El controlador controla el cabezal de impresión para presionar hacia abajo en una primera posición sobre la plataforma de impresión para cambiar el estado de inclinación de la plataforma de impresión y corrige una relación de posición relativa entre la plataforma de impresión y el plano de movimiento utilizando la primera posición y un cambio del estado de inclinación detectado por el primer sensor de inclinación.

Un procedimiento para corregir un cabezal de impresión y una plataforma de impresión de una realización de la presente divulgación incluye los siguientes pasos: detectar un estado de inclinación de la plataforma de impresión usando un primer sensor de inclinación; controlar el cabezal de impresión para presionar hacia abajo en una primera posición sobre la plataforma de impresión para cambiar el estado de inclinación de la plataforma de impresión; y corregir una relación de posición relativa entre la plataforma de impresión y un plano de movimiento sobre el que se encuentra el cabezal de impresión de acuerdo con la primera posición y el estado de inclinación detectado por el primer sensor de inclinación.

Con base en lo anterior, en la presente divulgación, mediante la disposición de un primer sensor de inclinación sobre una plataforma de impresión, se puede proporcionar un cabezal de impresión sin conmutador de límite, lo que reduce el peso del cabezal de impresión, de modo que aumenta la velocidad de movimiento del cabezal de impresión. Además, el dispositivo de impresión 3D de la presente divulgación también puede aprender los grados de inclinación de una plataforma de impresión y un mecanismo de movimiento mediante el uso de sensores de inclinación dispuestos sobre la plataforma de impresión y el mecanismo de movimiento, que está configurado para mover un cabezal de impresión y realizar la corrección de acuerdo con los grados de inclinación, reduciendo así efectivamente el tiempo consumido corrigiendo el dispositivo de impresión 3D.

Con el fin de hacer comprensibles las características y ventajas anteriores de la presente invención, a continuación, se describen en detalle realizaciones acompañadas de dibujos.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 muestra un diagrama esquemático de un dispositivo de impresión 3D de acuerdo con una primera realización ejemplar de la presente invención;

La Fig. 2 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de corrección de impresión de acuerdo con la primera realización ejemplar de la presente invención;

La Fig. 3 muestra un diagrama esquemático de un dispositivo de impresión 3D de acuerdo con una segunda realización ejemplar de la presente invención; y

La Fig. 4 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de corrección de impresión de acuerdo con la segunda realización ejemplar de la presente invención.

Descripción de las realizaciones

En primer lugar, debe tenerse en cuenta que el primer eje, el segundo eje y el tercer eje en las siguientes realizaciones ejemplares corresponden respectivamente a un eje X, un eje Y y un eje Z en los espacios del eje XYZ mostrados en la Fig. 1 y Fig. 3, pero la presente divulgación no se limita a las mismas. En la presente divulgación, el primer eje y el segundo eje están dispuestos no en paralelo, pero el grado de un ángulo incluido entre el primer eje y el segundo eje no está limitado en la presente divulgación.

En la presente divulgación, el plano de movimiento está constituido por el primer eje y el segundo eje. Es decir, un plano XY en el espacio del eje XYZ mostrado en la Fig. 1 y la Fig. 3 se usa como un ejemplo en las siguientes realizaciones ejemplares, pero el plano de movimiento en la presente divulgación no se limita a ello. En un intervalo adecuado, el plano de movimiento puede ser otro plano con un vector normal diferente al del plano XY. El eje X, el eje Y y el eje Z se usan simplemente para representar diferentes vectores de dirección, y la presente divulgación no se limita a formas de representación del eje X, eje Y y eje Z.

El dispositivo de impresión 3D de la presente divulgación imprime un modelo 3D de acuerdo con la información de impresión proporcionada por un dispositivo operativo. Generalmente, el dispositivo operativo, por ejemplo, es un dispositivo electrónico que tiene una capacidad operativa tal como un ordenador personal, un ordenador portátil, un teléfono inteligente o un ordenador de tableta. Específicamente, el dispositivo operativo puede construir un modelo 3D mediante el uso de Diseño Asistido por Ordenador (CAD) o software de modelado de animación, y cortar el modelo 3D construido en una pluralidad de capas transversales, y luego, proporcionar información de impresión de las capas transversales al dispositivo de impresión 3D. El dispositivo de impresión 3D puede construir y apilar una pluralidad de objetos de corte en secuencia de acuerdo con la información de impresión de las capas transversales, para formar un modelo 3D. A continuación, se describen en detalle dos realizaciones ejemplares diferentes de la presente divulgación.

ÍPrimera realización eiemplarl

La Fig. 1 muestra un diagrama esquemático de un dispositivo de impresión 3D de acuerdo con una primera realización ejemplar de la presente invención. Con referencia a la Fig. 1, el dispositivo de impresión 3D de esta realización ejemplar incluye un cabezal 110 de impresión, una plataforma 120 de impresión, un controlador 130 y un mecanismo de movimiento constituido por un elemento 142 móvil y un elemento 144 de sujeción.

El cabezal 110 de impresión está configurado para rociar un material necesario para la impresión. Se disponen diferentes tipos de cabezales de impresión para formas de dispositivos de impresión 3D. Por ejemplo, el cabezal 110 de impresión puede ser un cabezal de impresión que está configurado para calentar, fundir y rociar un material laminado o un cabezal de impresión que rocía directamente el material laminado, y la presente divulgación no se limita a una forma del cabezal 110 de impresión.

El cabezal 110 de impresión está dispuesto sobre el mecanismo de movimiento. El mecanismo de movimiento incluye el elemento 142 móvil y el elemento 144 de sujeción. El elemento 142 móvil está dispuesto a lo largo de un primer eje, el elemento 144 de sujeción está dispuesto en un segundo eje largo, y el elemento 142 móvil está conectado al elemento 144 de sujeción. El elemento 142 móvil y el elemento 144 de sujeción realizan la implementación por medio de un riel de deslizamiento eléctrico, un motor móvil o similares, pero la presente divulgación no se limita a los mismos, Específicamente, el cabezal 110 de impresión está dispuesto sobre el elemento 142 móvil del mecanismo de movimiento, y el cabezal 110 de impresión es accionado por el elemento 142 móvil para desplazarse a lo largo del primer eje. Además, el elemento 142 móvil está conectado al elemento 144 de sujeción, y el elemento 142 móvil está accionado por el elemento 144 de sujeción para moverse a lo largo del segundo eje, de modo que indirectamente permite que el cabezal 110 de impresión se mueva a lo largo del segundo eje. Además, entre el elemento 142 móvil y el cabezal 110 de impresión se dispone un elemento vertical, por ejemplo, una barra larga móvil. El cabezal 110 de impresión es accionado por el elemento vertical para desplazarse hacia el tercer eje. Por lo tanto, mediante el accionamiento del elemento 142 móvil, el elemento 144 de sujeción y el elemento vertical, el cabezal 110 de impresión puede moverse a lo largo de una primera dirección axial, una segunda dirección axial y una tercera dirección axial en el espacio, y rocíe el material laminado, para imprimir un modelo 3D.

La plataforma 120 de impresión está configurada para llevar el modelo 3D impreso. La plataforma 120 de impresión también está provista con un mecanismo 124 de ajuste de inclinación de plataforma, configurado para ajustar el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión. El mecanismo 124 de ajuste de inclinación de plataforma realiza el ajuste de altura y el ajuste horizontal por medio de una pluralidad de motores paso a paso, pero la presente divulgación no se limita a los mismos.

El controlador 130 está configurado para recibir la información de impresión y controlar, de acuerdo con la información de impresión, el cabezal 110 de impresión para realizar la impresión 3D. El controlador 130, por ejemplo, es una Unidad Central de Procesamiento (CPU), un microprocesador programable, un controlador programable, un Circuito Integrado Específico de Aplicación (ASIC), otro dispositivo similar o una combinación de los dispositivos.

En otras realizaciones de la presente divulgación, el dispositivo de impresión 3D, por ejemplo, incluye además un puerto de recepción de transmisión y una unidad de almacenamiento. El puerto de recepción de transmisión está configurado para recibir información de impresión o una instrucción de control transmitida desde otro dispositivo operativo. El puerto de recepción de transmisión, por ejemplo, cumple con el estándar Serial Advanced Technology Attachment (SATA), el estándar Universal Serial Bus (USB), el estándar Parallel Advanced Technology Attachment (PATA) u otro estándar adecuado. La unidad de almacenamiento está configurada para almacenar información de impresión o una instrucción de control transmitida desde otro dispositivo operativo y, por ejemplo, es una unidad de disco duro (HDD), una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria flash o una combinación de los diversos componentes anteriores.

En un procedimiento general de realización de impresión 3D, con el fin de realizar un posicionamiento preciso, el plano de movimiento donde se mueve el cabezal 110 de impresión y la plataforma 120 de impresión se disponen en paralelo entre sí. Por factores tal como el entorno, la gravedad, la temperatura y la carga, sería fácil que el plano de movimiento donde se mueve el cabezal 110 de impresión y la plataforma 120 de impresión presenten un estado no paralelo, de modo que el error ocurre en una posición donde se rocié un material. Por lo tanto, la corrección de la impresión antes de realizar la impresión 3D es una parte importante de la impresión 3D. La corrección de impresión existente consiste en calcular una relación de posición relativa entre el plano de movimiento en el que se encuentra el cabezal 110 de impresión y la plataforma 120 de impresión disponiendo un conmutador de límite sobre el cabezal 110 de impresión y controlando el cabezal 110 de impresión para presionar hacia abajo en una pluralidad de puntos sobre la plataforma 120 de impresión y ajustando una inclinación de la plataforma 120 de impresión de acuerdo con la relación de posición relativa.

Sin embargo, la disposición del conmutador de límite aumenta el peso del cabezal 110 de impresión, resultando en una baja velocidad de movimiento del cabezal 110 de impresión. Además, debido a que la relación de posición relativa se calcula controlando el cabezal 110 de impresión para presionar hacia abajo en la pluralidad de puntos sobre la plataforma 120 de impresión, con el fin de obtener un valor necesario y aumentar la precisión de la corrección, en la corrección común, es necesario presionar hacia abajo en una pluralidad de puntos para obtener un valor de corrección, lo que resulta en un procedimiento de corrección tediosamente largo.

Con el fin de reducir el tiempo consumido por el procedimiento de corrección, la plataforma 120 de impresión de la presente divulgación está provista con el primer sensor 112 de inclinación para detectar un estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión. Además, el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión se corrige utilizando el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión detectado por el primer sensor 112 de inclinación. Además, en esta realización ejemplar, un segundo sensor 146 de inclinación está dispuesto además sobre el elemento 142 móvil, para medir un grado de inclinación del plano de movimiento. El controlador 130 controla, además, de acuerdo con el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión medido por el primer sensor 112 de inclinación y un estado de inclinación del plano de movimiento medido por el segundo sensor 146 de inclinación, el mecanismo 124 de ajuste de inclinación de plataforma para ajustar la plataforma 120 de impresión, para realizar la corrección de impresión. El primer sensor 112 de inclinación y el segundo sensor 146 de inclinación pueden ser un acelerómetro, un sensor magnético, un sensor de brújula electrónica, un giroscopio, un sensor de vector de rotación, un sensor de aceleración lineal de tres ejes, un sensor de inclinación sensible a la luz y similares, y la presente divulgación no limita los tipos del primer sensor 112 de inclinación y el segundo sensor 146 de inclinación.

Un procedimiento de implementación para corregir el dispositivo de impresión 3D utilizando el primer sensor 112 de inclinación y el segundo sensor 146 de inclinación en esta realización ejemplar se describe a continuación en detalle con referencia a la Fig. 1 y la Fig. 2.

La Fig. 2 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de corrección de impresión de acuerdo con la primera realización ejemplar de la presente invención. Con referencia a la Fig. 1 y la Fig. 2 al mismo tiempo, en un procedimiento de realizar la corrección de impresión en la realización ejemplar de la presente divulgación, los pasos 210 a 230 se realizan primero para corregir las posiciones relativas del plano de movimiento (es decir, el plano xy) y la plataforma 120 de impresión. Posteriormente, se realizan los pasos 240 a 250 para corregir las posiciones relativas del cabezal de impresión y la plataforma 120 de impresión en la tercera dirección axial (es decir, el eje z).

En el paso 210, un controlador 130 detecta un estado de inclinación de un plano de movimiento utilizando un segundo sensor 146 de inclinación. Por ejemplo, un ángulo de inclinación del plano de movimiento se detecta utilizando el segundo sensor 146 de inclinación.

En el paso 220, el controlador 130 detecta un estado de inclinación de una plataforma 120 de impresión utilizando un primer sensor 112 de inclinación. Por ejemplo, un ángulo de inclinación de la plataforma 120 de impresión se detecta utilizando el primer sensor 112 de inclinación. Además, en el paso 230, el controlador 130 ajusta el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión usando un mecanismo 124 de ajuste de inclinación de plataforma para igualar los valores de inclinación obtenidos por el primer sensor 112 de inclinación y el segundo sensor 146 de inclinación, de manera que la plataforma 120 de impresión y el plano de movimiento sean paralelos.

Específicamente, para hacer más preciso un modelo 3D impreso, la plataforma 120 de impresión y el plano de movimiento donde se mueve el cabezal 110 de impresión se disponen de forma relativamente paralela. En esta realización ejemplar, debido a que el primer sensor 112 de inclinación y el segundo sensor 146 de inclinación están dispuestos respectivamente sobre la plataforma 120 de impresión y el elemento 142 móvil, el controlador 130 puede realizar una comparación y calcular una diferencia de valor entre los ángulos de inclinación directamente de acuerdo con los valores de inclinación medidos por el primer sensor 112 de inclinación y el segundo sensor 146 de inclinación (por ejemplo, los grados de inclinación medidos por el primer sensor 112 de inclinación y el segundo sensor 146 de inclinación). Posteriormente, el controlador 130 además ajusta el grado de inclinación de la plataforma 120 de impresión de acuerdo con el valor, de manera que la plataforma 120 de impresión y el plano de movimiento sean paralelos entre sí.

En el paso 240, el controlador 130 controla el cabezal 110 de impresión para presionar hacia abajo en una primera posición P1 sobre la plataforma 120 de impresión para cambiar el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión. Además, en el paso 250, el controlador 130 corrige una relación de posición relativa entre la plataforma 120 de impresión y un plano de movimiento sobre el que se ubica el cabezal 110 de impresión de acuerdo con la primera posición P1 y el estado de inclinación medido por el primer sensor 112 de inclinación.

Específicamente, cuando el cabezal 110 de impresión presiona hacia abajo y entra en contacto con la primera posición P1, debido a que el primer sensor 112 de inclinación detecta que el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión cambia, el controlador 130 determina que el cabezal 110 de impresión presiona hacia abajo hasta la plataforma 120 de impresión. En este momento, el controlador 130 obtiene un desplazamiento del cabezal 110 de impresión en la tercera dirección axial, y controla, de acuerdo con el desplazamiento en la tercera dirección axial, el mecanismo 124 de ajuste de inclinación de plataforma para ajustar la altura de la plataforma 120 de impresión. Por ejemplo, cuando el desplazamiento del cabezal 110 de impresión en la tercera dirección axial es mayor que un desplazamiento preestablecido en la tercera dirección axial, el controlador 130 controla el mecanismo 124 de ajuste de inclinación de plataforma para ajustar la altura de la plataforma 120 de impresión. Por lo tanto, el controlador 130 corrige las posiciones relativas del cabezal 110 de impresión y la plataforma 120 de impresión en la tercera dirección axial.

Mediante los pasos 210 a 250, el controlador 130 corrige primero las posiciones relativas del plano de movimiento donde se mueve el cabezal 110 de impresión y la plataforma 120 de impresión, y posteriormente, el controlador 130 corrige aún más las posiciones relativas del cabezal 110 de impresión y plataforma 120 de impresión en la tercera dirección axial. Por lo tanto, el plano de movimiento del cabezal 110 de impresión, la dirección del tercer eje y las posiciones de la plataforma 120 de impresión en relación con tres direcciones axiales se pueden corregir con precisión.

En esta realización ejemplar, mediante la disposición del primer sensor 112 de inclinación y el segundo sensor 146 de inclinación, el cabezal 110 de impresión ya no necesita estar dotado con un conmutador de límite, por lo que se reduce el peso del cabezal 110 la impresión. Además, el controlador 130 solo necesita controlar el cabezal 110 de impresión para presionar hacia abajo en un punto, con el fin de corregir la dirección del tercer eje (por ejemplo, el eje Z). Por lo tanto, mediante la forma de implementación de esta realización ejemplar, se puede reducir de manera efectiva el tiempo consumido para corregir el dispositivo de impresión 3D.

ÍSegunda realización eiemplarl

La Fig. 3 muestra un diagrama esquemático de un dispositivo de impresión 3D de acuerdo con una segunda realización ejemplar de la presente invención. La Fig. 4 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de corrección de impresión de acuerdo con la segunda realización ejemplar de la presente invención.

Con referencia a la Fig. 3, en esta realización ejemplar, un dispositivo de impresión 3D incluye un cabezal 110 de impresión, una plataforma 120 de impresión y un controlador 130. El cabezal 110 de impresión se mueve sobre un plano de movimiento mediante un elemento 142 móvil y elemento 144 de sujeción. La plataforma 120 de impresión incluye un primer sensor 112 de inclinación y un mecanismo 124 de ajuste de inclinación de plataforma. Debido a que las formas de implementación del cabezal 110 de impresión, la plataforma 120 de impresión y el controlador 130 se describen en la primera realización ejemplar, se omiten las descripciones de los mismos en la presente memoria.

La primera realización ejemplar se diferencia de la segunda realización ejemplar en que el segundo sensor 146 de inclinación no está dispuesto en esta realización ejemplar. Es decir, esta realización ejemplar solo incluye el primer sensor 112 de inclinación, y el controlador 130 realiza la corrección de impresión de acuerdo con un ángulo de inclinación medido por el primer sensor 112 de inclinación en una forma de presionar hacia abajo el cabezal 110 de impresión. Un procedimiento de corrección de esta realización ejemplar se describe con referencia a la Fig. 4.

Con referencia a la Fig. 4, en un procedimiento de realizar la corrección de impresión, similar a la Fig. 3, el controlador 130 primero realiza los pasos 410 a 430 para corregir las posiciones relativas del plano de movimiento (es decir, el plano xy) y la plataforma 120 de impresión. Posteriormente, se realizan los pasos 440 a 450 para corregir las posiciones relativas del cabezal 110 de impresión y la plataforma 120 de impresión en la tercera dirección axial (es decir, el eje z).

En el paso 410, un controlador 130 detecta un estado de inclinación de una plataforma 120 de impresión usando un primer sensor 112 de inclinación. Posteriormente, en el paso 420m, el controlador 130 controla un cabezal 110 de impresión para presionar hacia abajo en una pluralidad de posiciones sobre la plataforma 120 de impresión para cambiar el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión. Además, en el paso 430, el controlador 130 corrige una relación de posición relativa entre la plataforma 120 de impresión y un plano de movimiento sobre el que se ubica el cabezal 110 de impresión de acuerdo con la pluralidad de posiciones y el estado de inclinación medido por el primer sensor 112 de Inclinación.

Específicamente, en el paso 420, el cabezal 110 de impresión presiona hacia abajo en una primera posición P1, una segunda posición P2 y una tercera posición P3 por separado. Cuando el cabezal 110 de impresión presiona hacia abajo y entra en contacto con la primera posición PI, debido a que el primer sensor 112 de inclinación detecta que el estado de inclinación de la plataforma 120 de impresión cambia, el controlador 130 determina que el cabezal 110 de impresión presiona hacia abajo la plataforma 120 de impresión. En este momento, el controlador 130 obtiene un desplazamiento del cabezal 110 de impresión en una tercera dirección axial cuando el cabezal 110 de impresión presiona hacia abajo en la primera posición P1. Asimismo, el controlador 130 controla el cabezal 110 de impresión para presionar hacia abajo en la segunda posición P2 y la tercera posición P3, con el fin de obtener respectivamente los desplazamientos del cabezal 110 de impresión en la tercera dirección axial cuando el cabezal 110 de impresión presiona hacia abajo en la segunda posición P2 y la tercera posición P3.

Después de que el controlador 130 obtiene los desplazamientos del cabezal 110 de impresión en la tercera dirección axial en la primera posición P1, la segunda posición P2 y la tercera posición P3, el controlador 130 puede calcular un estado de inclinación relativo entre el plano de movimiento y la plataforma 120 de impresión de acuerdo con los desplazamientos en la tercera dirección axial en la primera posición P1, la segunda posición P2 y la tercera posición P3. En concreto, el controlador 130 controla las posiciones donde desciende el cabezal de control 110 de impresión, es decir, se conocen puntos de coordenadas de la primera posición P1, la segunda posición P2, y la tercera posición P3 en una primera dirección axial y una segunda dirección axial. El controlador 130 obtiene además desplazamientos en la tercera dirección axial en la primera posición P1, la segunda posición P2 y la tercera posición P3 presionando hacia abajo el cabezal de impresión, para obtener terceras coordenadas axiales de la primera posición P1, la segunda posición P2, y la tercera posición P3 con respecto al plano de movimiento. Por lo tanto, se conocen todas las coordenadas de la primera posición P1, la segunda posición P2 y la tercera posición P3. Con base en lo anterior, el controlador 130 puede calcular un estado de inclinación relativo entre el plano de movimiento y la plataforma 120 de impresión de acuerdo con una forma matemática tal como una función trigonométrica o una operación vectorial. Por lo tanto, el controlador 130 puede controlar adicionalmente el mecanismo 124 de ajuste de inclinación de plataforma de acuerdo con el estado de inclinación relativo calculado para ajustar la plataforma 120 de impresión, de manera que la plataforma 120 de impresión y el plano de movimiento presenten un estado paralelo.

Los pasos 440 a 450 se utilizan para corregir las posiciones relativas del cabezal 110 de impresión y la plataforma 120 de impresión en la tercera dirección axial. Los procedimientos y procedimientos de implementación de los pasos 440 a 450 son los mismos que los de los pasos 210 a 230 en la Fig. 2, y las descripciones de los mismos se omiten en la presente memoria.

En esta realización ejemplar, mediante la disposición del primer sensor 112 de inclinación, el cabezal 110 de impresión ya no necesita estar dotado con un conmutador de límite, por lo que se reduce el peso del cabezal 110 de impresión, y se aumenta una velocidad de movimiento del cabezal 110 de impresión. Por lo tanto, mediante la forma de implementación de esta realización ejemplar, el tiempo consumido para corregir el dispositivo de impresión 3D también se puede reducir de manera efectiva.

En conclusión, en la presente divulgación, mediante la disposición de un primer sensor de inclinación sobre una plataforma de impresión, se puede proporcionar un cabezal de impresión sin conmutador de límite, lo que reduce el peso del cabezal de impresión, de modo que aumente una velocidad de movimiento del cabezal de impresión. Además, mediante la disposición adicional de un segundo sensor de inclinación sobre un mecanismo de movimiento, un controlador puede ajustar directamente las posiciones relativas de un plano de movimiento y la plataforma de impresión de acuerdo con los valores de inclinación medidos por el primer sensor de inclinación y el segundo sensor de inclinación. Por lo tanto, solo es necesario controlar el cabezal de impresión para presionar hacia abajo en un punto de la plataforma de impresión, con el fin de corregir las posiciones relativas del plano de movimiento y la plataforma de impresión en una primera dirección axial, una segunda dirección axial y una tercera dirección axial. Por lo tanto, por medio del dispositivo de impresión 3D de la presente divulgación, se puede reducir efectivamente el tiempo consumido para corregir el dispositivo de impresión 3D.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de impresión tridimensional (3D), que comprende:

un cabezal (110) de impresión, controlado para moverse sobre un plano de movimiento;

una plataforma (120) de impresión, que comprende un primer sensor (122) de inclinación, en el que el primer sensor (122) de inclinación está configurado para detectar un estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión; y

un controlador (130), acoplado al primer sensor (122) de inclinación,

en el que el controlador (130) está configurado para controlar el cabezal (110) de impresión para presionar hacia abajo sobre en una primera posición (P1) sobre la plataforma (120) de impresión para provocar un cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión, este cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión indica al controlador (130) que el cabezal (110) de impresión está presionado contra la plataforma (120) de impresión, y luego el controlador (130) obtiene un desplazamiento y una coordenada del cabezal (110) de impresión en una tercera dirección axial.

2. El dispositivo de impresión 3D de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:

un mecanismo de movimiento, configurado para mover el cabezal (110) de impresión sobre el plano de movimiento, en el que el mecanismo de movimiento comprende un segundo sensor (146) de inclinación, el segundo sensor (146) de inclinación está acoplado al controlador (130) y configurado para detectar un estado de inclinación del plano de movimiento,

el controlador (130) obtiene además respectivamente los respectivos estados de inclinación de la plataforma (120) de impresión y el plano de movimiento mediante el primer sensor (122) de inclinación y el segundo sensor (146) de inclinación para ajustar y corregir la relación de posición relativa entre la plataforma (120) de impresión y el plano de movimiento.

3. El dispositivo de impresión 3D de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el mecanismo de movimiento comprende, además:

un elemento (142) móvil, dispuesto a lo largo de un primer eje (eje X), en el que el cabezal (110) de impresión está dispuesto sobre el elemento (142) móvil y se mueve a lo largo del primer eje (eje X); y

un elemento (144) de sujeción, dispuesto a lo largo de un segundo eje (eje Y), en el que el elemento (144) de sujeción acciona el elemento (142) móvil para que se mueva a lo largo del segundo eje (eje Y), en el que: el primer eje (eje X) y el segundo eje (eje Y) no están dispuestos en paralelo, y el primer eje (eje X) y el segundo eje (eje Y) constituyen el plano de movimiento.

4. El dispositivo de impresión 3D de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que el segundo sensor (146) de inclinación está dispuesto en el elemento (142) móvil.

5. El dispositivo de impresión 3D de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que comprende, además: un mecanismo (124) de ajuste de inclinación de la plataforma, configurado para ajustar el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión.

6. El dispositivo de impresión 3D de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el controlador (130) ajusta el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión utilizando el mecanismo (124) de ajuste de inclinación de la plataforma para hacer que los valores de inclinación obtenidos por el primer sensor (122) de inclinación y el segundo sensor (146) de inclinación sean los mismos, de manera que la plataforma (120) de impresión y el plano de movimiento sean paralelos.

7. El dispositivo de impresión 3D de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el controlador (130) controla además el cabezal (110) de impresión para presionar hacia abajo en una pluralidad de posiciones sobre la plataforma (120) de impresión para provocar un cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión, en el que el cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión le indica al controlador (130) que el cabezal (110) de impresión presionó la pluralidad de posiciones de la plataforma (120) de impresión, y luego el controlador (130) obtiene un desplazamiento y una coordenada de la pluralidad de posiciones en una tercera dirección axial.

8. Un procedimiento de corrección de la posición de un cabezal (110) de impresión y una plataforma (120) de impresión, que comprende:

detectar un estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión utilizando un primer sensor (122) de inclinación, en el que el primer sensor de inclinación está dispuesto sobre la plataforma (120) de impresión; controlar el cabezal (110) de impresión para presionar hacia abajo en una primera posición (P1) sobre la plataforma (120) de impresión para provocar un cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión; en el que, el cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión indica al controlador (130) que el cabezal (110) de impresión está presionado contra la primera posición (P1) de la plataforma (120) de impresión, y luego el controlador (130) obtiene un desplazamiento y una coordenada de la primera posición (P1) en una tercera dirección axial.

9. El procedimiento de corrección de la posición del cabezal (110) de impresión y la plataforma (120) de impresión de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende, además:

detectar un estado de inclinación del plano de movimiento mediante el uso de un segundo sensor (146) de inclinación, en el que el segundo sensor (146) de inclinación está dispuesto en un mecanismo (142) móvil configurado para mover el cabezal (110) de impresión; y

ajustar el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión utilizando un mecanismo (124) de ajuste de inclinación de la plataforma para hacer que los valores de inclinación obtenidos por el primer sensor (122) de inclinación y el segundo sensor (146) de inclinación sean iguales, de manera que la plataforma (120) de impresión y el plano de movimiento sean paralelos.

10. El procedimiento de corrección de la posición del cabezal (110) de impresión y la plataforma (120) de impresión de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, que comprende, además:

controlar el cabezal (110) de impresión para presionar hacia abajo en una pluralidad de posiciones sobre la plataforma (120) de impresión para provocar un cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión, en el que, el cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión indica al controlador (130) que el cabezal (110) de impresión presionó la primera posición (P1) de la plataforma (120) de impresión, y luego el controlador (130) obtiene un desplazamiento y una coordenada de la primera posición (P1) en una tercera dirección axial,

11. El dispositivo de impresión 3D de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el controlador (130) está configurado para ajustar el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión utilizando el mecanismo (124) de ajuste de inclinación de la plataforma para hacer que las coordenadas de la pluralidad de puntos en la plataforma (120) de impresión sean paralelas al plano de movimiento de manera que la plataforma (120) de impresión y el plano de movimiento sean paralelos.

12. El procedimiento de corrección de la posición del cabezal (110) de impresión y la plataforma (120) de impresión de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende, además:

controlar adicionalmente el cabezal (110) de impresión para presionar hacia abajo en una pluralidad de posiciones sobre la plataforma (120) de impresión para provocar un cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión, en el que el cambio en el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión indica al controlador (130) que el cabezal (110) de impresión presionó la pluralidad de posiciones de la plataforma (120) de impresión, y luego el controlador (130) obtiene un desplazamiento y una coordenada de la pluralidad de posiciones en una tercera dirección axial; y

ajustar el estado de inclinación de la plataforma (120) de impresión mediante el uso de un mecanismo (124) de ajuste de inclinación de la plataforma para hacer que las coordenadas de la pluralidad de puntos en la plataforma (120) de impresión sean paralelas al plano de movimiento de manera que la plataforma (120) de impresión y el plano de movimiento sean paralelos.