3D打印机热床、3D打印机和加热控制方法与流程

文档序号:12912254阅读:3114来源:国知局
3D打印机热床、3D打印机和加热控制方法与流程

本发明涉及3d打印技术领域,具体而言,涉及一种3d打印机热床、一种3d打印机和一种加热控制方法。



背景技术:

热床是熔融沉积法(fuseddepositionmodeling-fdm)3d打印机的主要功能部件之一,既是承载打印对象的物理平台,也是初始沉积效应的作用对象。为了让3d打印机挤出头吐出的高温熔融物质能在热床上形成薄而平整的初始打印面、并确保该打印面与热床表面牢固黏合,3d打印机针对热床普遍采用恒温加热控制,这是由于高温熔融态3d打印物质如直接吐出至低温冷态的打印平台上,不仅不能可靠黏合,温度的急剧变化还是导致初始打印面发生翘曲变形,从而影响打印程序的正常启动。

相关技术中,3d打印机中热床的恒温加热普遍采用电热管、电热丝作为发热元件,将热床作为一个整体进行加热,并采用温敏电阻或热电偶作为反馈元件实现恒温控制,存在以下技术缺陷:

(1)温度不均衡,由于温敏电阻、热电偶的安装点很小,而热床的平面面积和横向热阻很大,使得恒温控制过程仅以局部点温度作为控制反馈,致使热床表面温度分布不均。

(2)能耗大,即使打印对象的初始打印面型较小,也要对热床整体加热,导致加热能耗大。

(3)温度控制灵活性差,热床不同区域根据是否有打印物等因素的不同其散热条件亦不同,单一加热元件无法针对局部温度偏差、对局部发热功率进行调整。特别是当温敏电阻、热电偶安装点位于初始打印区域外时,将导致初始打印面得不到有效的温度反馈,进而影响3d打印效果。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本发明的一个目的在于提供一种3d打印机热床。

本发明的另一个目的在于提供一种3d打印机。

本发明的再一个目的在于提供一种加热控制方法。

为了实现上述目的,本发明的第一方面的技术方案提供了一种3d打印机热床,包括:基板;多个加热模块,错开设置于基板上,以对基板的不同区域加热;驱动模块,与多个加热模块分别电连接,以根据接收到的驱动信号分别驱动每个加热模块加热;控制器,与驱动模块通过信号线或无线通讯单元连接,以向驱动模块传输驱动信号。

在该技术方案中,通过错开设置在基板上的多个加热模块,可以实现对基板的不同区域的加热,有利于实现灵活调整加热区域,通过与过个加热模块分别电连接的驱动模块,根据接收到的驱动信号分别驱动每个加热模块加热,每个加热模块都能独立控制和调节,有利于实现灵活调整加热区域,提高了3d打印机热床加热的针对性,在提高热床表面工作区域的温度均衡性的同时,也节约了能耗,通过与驱动模块通过信号线或无线通讯单元连接的控制器,向驱动模块传输驱动信号,以实现根据实际初始打印区域的形状,以及打印区域的温度反馈及时调整加热功率,进一步提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,进而提高了3d打印效果,同时,节约了能耗。

在上述技术方案中,优选地,加热模块,包括:加热电阻元件,加热电阻元件的一端连接至基板的指定位置,以接入电源,加热电阻元件的另一端延伸至基板的边缘外,以与驱动模块电连接。

在该技术方案中,通过加热模块中的加热电阻元件来产生热量,实现3d打印机热床的加热,其中,加热电阻元件的一端连接至基板的指定位置,以接入电源,加热电阻元件的另一端延伸至基板的边缘外,以与驱动模块电连接,可以对加热电阻元件提供电源,并实现对加热电阻元件的加热控制。

其中,一个加热模块可以设置一个加热电阻元件,也可以设置多个串联的加热电阻元件,不同的加热模块中的加热电阻元件互不关联,可以实现不同的加热模块的分别控制。

在上述任一项技术方案中,优选地,加热模块,包括:电阻膜,电阻膜铺设在基板上,电阻膜的周边设有绝缘层,电阻膜的一端连接至基板的指定位置,以接入电源,加热电阻元件的另一端延伸至基板的边缘外,以与驱动模块电连接。

在该技术方案中,通过加热模块中的铺设在基板上的电阻膜来产生热量,实现3d打印机热床的加热,其中,电阻膜的周边设有绝缘层,使得不同加热模块的电阻膜互不关联,可以实现不同加热模块的独立控制,通过电阻膜的一端连接至基板的指定位置,以接入电源,加热电阻元件的另一端延伸至基板的边缘外,以与驱动模块电连接,可以对电阻膜提供电源,并实现对电阻膜的加热控制。

具体地,在基板上制备绝缘层,然后采用蒸镀、腐蚀的方式制作电阻膜,电阻膜的材料可采用高电阻率合金,比如镍镉合金、铁铬铝合金。

在上述任一项技术方案中,优选地,多个加热模块在基板上呈阵列分布设置。

在该技术方案中,通过多个加热模块在基板上呈阵列分布设置,有利于进一步提高3d打印机热床表面的温度均衡性,有利于实现灵活调整加热区域。

其中,阵列分布的密度越大,分割出具有温度独立控制能力的加热区域越小,3d打印机热床表面的温度分布控制越灵活。

另外,多个加热模块还可以根据3d打印机热床工作平面的具体形状进行调整。

在上述任一项技术方案中,优选地,驱动模块,包括:多个开关单元,与多个加热模块一一对应电连接;驱动单元,与多个开关单元分别电连接,以根据驱动信号,分别控制每个开关单元的导通和截止,驱动单元,包括:数据接收器,与控制器电连接,以接收驱动信号,并生成数值信号;地址译码器,与控制器电连接,以接收驱动信号,并生成通道选择信号;多个数据寄存器,分别与地址译码器、数据接收器连接,以按照通道选择信号写入对应的数值信号;多个信号发生器,与多个数据寄存器一一对应连接,多个信号发生器与多个开关单元一一对应连接,以根据数值信号生成脉冲信号,并输送至对应连接的开关单元。

在该技术方案中,通过与多个加热模块一一对应电连接的多个开关单元,可以实现对多个加热模块的分别控制,有利于实现灵活调整加热区域,通过与多个开关单元分别电连接的驱动单元,可以根据驱动信号,分别控制每个开关单元的导通和截止,可以根据打印区域的温度反馈分别调整每个加热模块的加热功率,进一步提高热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,同时减少了不必要的能源消耗,通过与控制器电连接的数据接收器,来接收驱动信号,并生成数值信号,通过与控制器电连接的地址译码器,来接收驱动信号,并生成通道选择信号,实现了对驱动信号的解析,有利于实现控制对应的加热模块以对应的加热功率加热,通过分别与地址译码器、数据接收器连接的多个数据寄存器,按照通道选择信号写入对应的数值信号,然后通过与多个数据寄存器一一对应连接的多个信号发生器,将数值信号转换成脉冲信号,并输送到对应连接的开关单元,实现了控制对应的加热模块以对应的加热功率加热,根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,进一步提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,同时削减了未打印区域的加热能耗。

具体地,驱动信号包括编码地址和占空比数值,而每一个开关单元都具有唯一的编码地址,数据接收器和地址译码器,将驱动信号解析识别,并输送到对应于编码地址的通道内。

在上述任一项技术方案中,优选地,开关单元为n沟道增强型功率场效应管和/或p沟道耗尽型功率场效应管。

在该技术方案中,通过n沟道增强型功率场效应管和/或p沟道耗尽型功率场效应管作为开关单元,可以实现通过控制输入到开关单元的脉冲信号的占空比来调整加热功率,有利于实现根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性。

其中,当使用n沟道增强型功率场效应管时,加热模块共阳极,n沟道增强型功率场效应管与每个加热模块的阴极一一对应连接,当使用p沟道耗尽型功率场效应管时,加热模块共阴极,p沟道耗尽型功率场效应管与每个加热模块的阳极一一对应连接。

在上述任一项技术方案中,优选地,还包括:电流采集模块,串联连接于基板与电源之间,电流采集模块与控制器连接,以采集多个加热模块的总电流信号输入到控制器。

在该技术方案中,通过串联连接于基板与电源之间的电流采集模块,采集多个加热模块的总电流信号,实现将打印区域的温度反馈给控制器,有利于控制器及时调整加热功率,进一步提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性。

具体地,根据电源电压和多个加热模块的总电流信号,可以确定处于加热状态的加热模块的电阻值,然后根据预存的电阻-温度变化曲线可以确定出温度,然后将温度与设定的温度值进行比较,生成对应的驱动信号,实现根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,以在提高打印效率的同时,降低打印能耗。

在上述任一项技术方案中,优选地,电流采集模块为电流互感器和/或电流采样电阻。

在该技术方案中,通过电流互感器和/或电流采样电阻作为电流采集模块,一方面,设置简便,占用空间较小,另一方面,电流信号采集准确率较高。

在上述任一项技术方案中,优选地,基板为铝基板、铝合金基板或玻纤基板;信号线为rs485总线或rs232总线;无线通讯单元为wi-fi单元和/或蓝牙单元和/或nfc单元。

在该技术方案中,通过铝基板、铝合金基板或玻纤基板作为基板,导热性能较好,节约能耗,通过rs485总线或rs232总线作为信号线,通过wi-fi单元和/或蓝牙单元和/或nfc单元作为无线通讯单元,信号传输效果较好,有利于实现由控制器向驱动模块传输驱动信号。

本发明的第二方面的技术方案提供了一种3d打印机,包括:上述本发明的第一方面的技术方案提出的任一项的3d打印机热床。

在该技术方案中,3d打印机包括上述本发明的第一方面的技术方案提出的任一项的3d打印机热床,因此具有上述本发明提出的任一项的3d打印机热床的全部有益效果,在此不再赘述。

本发明的第三方面的技术方案提供了一种加热控制方法,适用于本发明的第一方面的技术方案提出的任一项的3d打印机热床和/或本发明的第二方面的技术方案提出的任一项的3d打印机,加热控制方法,包括:根据待打印对象的初始打印面的形状,确定待加热区域;根据待加热区域,确定加热模块组合;根据加热模块组合,确定预设周期内对应于加热模块组合内的每一加热模块的每一开关单元的触发次序;控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序导通。

在该技术方案中,通过根据待打印对象的初始打印面的形状,确定待加热区域,然后根据待加热区域,确定加热模块组合,使得加热模块组合的确定与待打印对象相匹配,一方面,可以满足待打印对象的加热需求,另一方面,可以削减非打印区域的加热能耗,通过根据加热模块组合,确定预设周期内对应于加热模块组合内的每一加热模块的每一开关单元的触发次序,并控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序导通,使得待加热区域的加热温度均衡,有利于提高3d打印效果。

其中,预设周期可以根据实际情况调整,由加热模块组合的加热模块个数和每个加热模块的触发时间来决定,当每个加热模块的触发时间长时,预设周期就长,当加热模块组合的加热模块个数多时,预设周期就长。

在上述技术方案中,优选地,控制每一开关单元按照触发次序导通,包括:根据加热模块组合,确定每一开关单元的占空比;控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序以占空比导通。

在该技术方案中,通过加热模块组合,确定每一开关单元的占空比,并控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序以占空比导通,实现了对加热模块组合内的每一加热模块的加热功率的控制,有利于进一步提高待加热区域的温度均衡性和温度控制的灵活性。

另外,还可以不考虑占空比,直接控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序连续导通。

其中,占空比可以为取值为0-1。

在上述任一项技术方案中,优选地,根据加热模块组合,确定每一开关单元的占空比,包括:获取温度设定值;确定每一开关单元的占空比等于与温度设定值相对应的第一预设阈值。

在该技术方案中,通过获取温度设定值,并确定每一开关单元的占空比等于与温度设定值相对应的第一预设阈值,可以实现根据温度设定值,来控制加热模块组合内的每一加热模块的加热功率,使得待加热区域的温度可以满足用户的需求,而且温度均衡,有利于提高3d打印效果。

其中,第一预设阈值的取值范围为0-1,当温度设定值高时,第一预设阈值相对较大。

在上述任一项技术方案中,优选地,根据加热模块组合,确定每一开关单元的占空比,包括:确定每一开关单元的占空比等于第二预设阈值;实时采集加热模块组合的总电流信号;根据总电流信号,确定加热模块组合的电阻值;根据加热模块组合的电阻值和预设电阻温度对应变化曲线,确定加热模块组合的实时温度值;根据实时温度值与温度设定值,更改每一开关单元的占空比。

在该技术方案中,通过确定每一开关单元的占空比等于第二预设阈值,为加热模块组合内每一加热模块赋予了初始加热功率,让加热模块组合以初始加热功率开始加热,然后实时采集加热模块组合的总电流信号,根据总电流信号,确定加热模块组合的电阻值,并根据加热模块组合的电阻值和预设电阻温度对应变化曲线,确定加热模块组合的实时温度值,根据实时温度值与温度设定值,更改每一开关单元的占空比,实现了根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,进而提高了3d打印的效果,同时,也节约了加热能耗。

其中,第二预设阈值设置一般较小,只是用于让加热模块组合启动加热,比如0.1-0.5。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1示出了根据本发明的一个实施例的3d打印机热床的结构示意图;

图2示出了根据本发明的另一个实施例的3d打印机热床的结构示意图;

图3示出了根据本发明的一个实施例的3d打印机热床的驱动模块的结构示意图;

图4示出了图3中的驱动单元的结构示意图;

图5示出了根据本发明的一个实施例的加热控制方法的示意流程图;

图6示出了根据本发明的一个实施例的驱动信号的示意图,

其中,图1至图4中附图标记与部件之间的对应关系为:

102基板,104加热模块,106驱动模块,1062开关单元,1064驱动单元,1065数据接收器,1066地址译码器,1067数据寄存器,1068信号发生器,108控制器,110电流采集模块,112电源。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图1至图3所示,根据本发明的实施例的本发明的第一方面的实施例提供了一种3d打印机热床,包括:基板102;多个加热模块104,错开设置于基板102上,以对基板102的不同区域加热;驱动模块106,与多个加热模块104分别电连接,以根据接收到的驱动信号分别驱动每个加热模块104加热;控制器108,与驱动模块106通过信号线或无线通讯单元连接,以向驱动模块106传输驱动信号。

在该实施例中,通过错开设置在基板102上的多个加热模块104,可以实现对基板102的不同区域的加热,有利于实现灵活调整加热区域,通过与过个加热模块104分别电连接的驱动模块106,根据接收到的驱动信号分别驱动每个加热模块104加热,每个加热模块104都能独立控制和调节,有利于实现灵活调整加热区域,提高了3d打印机热床加热的针对性,在提高热床表面工作区域的温度均衡性的同时,也节约了能耗,通过与驱动模块106通过信号线或无线通讯单元连接的控制器108,向驱动模块106传输驱动信号,以实现根据实际初始打印区域的形状,以及打印区域的温度反馈及时调整加热功率,进一步提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,进而提高了3d打印效果,同时,节约了能耗。

实施例2

加热模块104,包括:加热电阻元件,加热电阻元件的一端连接至基板102的指定位置,以接入电源112,加热电阻元件的另一端延伸至基板102的边缘外,以与驱动模块106电连接。

在该实施例中,通过加热模块104中的加热电阻元件来产生热量,实现3d打印机热床的加热,其中,加热电阻元件的一端连接至基板102的指定位置,以接入电源112,加热电阻元件的另一端延伸至基板102的边缘外,以与驱动模块106电连接,可以对加热电阻元件提供电源112,并实现对加热电阻元件的加热控制。

其中,一个加热模块104可以设置一个加热电阻元件,也可以设置多个串联的加热电阻元件,不同的加热模块104中的加热电阻元件互不关联,可以实现不同的加热模块104的分别控制。

实施例3

加热模块104,包括:电阻膜,电阻膜铺设在基板102上,电阻膜的周边设有绝缘层,电阻膜的一端连接至基板102的指定位置,以接入电源112,加热电阻元件的另一端延伸至基板102的边缘外,以与驱动模块106电连接。

在该实施例中,通过加热模块104中的铺设在基板102上的电阻膜来产生热量,实现3d打印机热床的加热,其中,电阻膜的周边设有绝缘层,使得不同加热模块104的电阻膜互不关联,可以实现不同加热模块104的独立控制,通过电阻膜的一端连接至基板102的指定位置,以接入电源112,加热电阻元件的另一端延伸至基板102的边缘外,以与驱动模块106电连接,可以对电阻膜提供电源112,并实现对电阻膜的加热控制。

具体地,在基板102上制备绝缘层,然后采用蒸镀、腐蚀的方式制作电阻膜,电阻膜的材料可采用高电阻率合金,比如镍镉合金、铁铬铝合金。

如图1至图3所示,在上述任一项实施例中,优选地,多个加热模块104在基板102上呈阵列分布设置。

在该实施例中,通过多个加热模块104在基板102上呈阵列分布设置,有利于进一步提高3d打印机热床表面的温度均衡性,有利于实现灵活调整加热区域。

其中,阵列分布的密度越大,分割出具有温度独立控制能力的加热区域越小,3d打印机热床表面的温度分布控制越灵活。

另外,多个加热模块104还可以根据3d打印机热床工作平面的具体形状进行调整。

如图3和图4所示,在上述任一项实施例中,优选地,驱动模块106,包括:多个开关单元1062,与多个加热模块104一一对应电连接;驱动单元1064,与多个开关单元1062分别电连接,以根据驱动信号,分别控制每个开关单元1062的导通和截止,驱动单元1064,包括:数据接收器1065,与控制器108电连接,以接收驱动信号,并生成数值信号;地址译码器1066,与控制器108电连接,以接收驱动信号,并生成通道选择信号;多个数据寄存器1067,分别与地址译码器1066、数据接收器1065连接,以按照通道选择信号写入对应的数值信号;多个信号发生器1068,与多个数据寄存器1067一一对应连接,多个信号发生器1068与多个开关单元1062一一对应连接,以根据数值信号生成脉冲信号,并输送至对应连接的开关单元1062。

在该实施例中,通过与多个加热模块104一一对应电连接的多个开关单元1062,可以实现对多个加热模块104的分别控制,有利于实现灵活调整加热区域,通过与多个开关单元1062分别电连接的驱动单元1064,可以根据驱动信号,分别控制每个开关单元1062的导通和截止,可以根据打印区域的温度反馈分别调整每个加热模块104的加热功率,进一步提高热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,同时减少了不必要的能源消耗,通过与控制器108电连接的数据接收器1065,来接收驱动信号,并生成数值信号,通过与控制器108电连接的地址译码器1066,来接收驱动信号,并生成通道选择信号,实现了对驱动信号的解析,有利于实现控制对应的加热模块104以对应的加热功率加热,通过分别与地址译码器1066、数据接收器1065连接的多个数据寄存器1067,按照通道选择信号写入对应的数值信号,然后通过与多个数据寄存器1067一一对应连接的多个信号发生器1068,将数值信号转换成脉冲信号,并输送到对应连接的开关单元1062,实现了控制对应的加热模块104以对应的加热功率加热,根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,进一步提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,同时削减了未打印区域的加热能耗。

具体地,驱动信号包括编码地址和占空比数值,而每一个开关单元1062都具有唯一的编码地址,数据接收器1065和地址译码器1066,将驱动信号解析识别,并输送到对应于编码地址的通道内。

在上述任一项实施例中,优选地,开关单元1062为n沟道增强型功率场效应管和/或p沟道耗尽型功率场效应管。

在该实施例中,通过n沟道增强型功率场效应管和/或p沟道耗尽型功率场效应管作为开关单元1062,可以实现通过控制输入到开关单元1062的脉冲信号的占空比来调整加热功率,有利于实现根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性。

其中,当使用n沟道增强型功率场效应管时,加热模块104共阳极,n沟道增强型功率场效应管与每个加热模块104的阴极一一对应连接,当使用p沟道耗尽型功率场效应管时,加热模块104共阴极,p沟道耗尽型功率场效应管与每个加热模块104的阳极一一对应连接。

如图2所示,在上述任一项实施例中,优选地,还包括:电流采集模块110,串联连接于基板102与电源112之间,电流采集模块110与控制器108连接,以采集多个加热模块104的总电流信号输入到控制器108。

在该实施例中,通过串联连接于基板102与电源112之间的电流采集模块110,采集多个加热模块104的总电流信号,实现将打印区域的温度反馈给控制器108,有利于控制器108及时调整加热功率,进一步提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性。

具体地,根据电源电压和多个加热模块104的总电流信号,可以确定处于加热状态的加热模块104的电阻值,然后根据预存的电阻-温度变化曲线可以确定出温度,然后将温度与设定的温度值进行比较,生成对应的驱动信号,实现根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,以在提高打印效率的同时,降低打印能耗。

在上述任一项实施例中,优选地,电流采集模块110为电流互感器和/或电流采样电阻。

在该实施例中,通过电流互感器和/或电流采样电阻作为电流采集模块110,一方面,设置简便,占用空间较小,另一方面,电流信号采集准确率较高。

在上述任一项实施例中,优选地,基板102为铝基板、铝合金基板或玻纤基板;信号线为rs485总线或rs232总线;无线通讯单元为wi-fi单元和/或蓝牙单元和/或nfc单元。

在该实施例中,通过铝基板、铝合金基板或玻纤基板作为基板102,导热性能较好,节约能耗,通过rs485总线或rs232总线作为信号线,通过wi-fi单元和/或蓝牙单元和/或nfc单元作为无线通讯单元,信号传输效果较好,有利于实现由控制器108向驱动模块106传输驱动信号。

实施例4

根据本发明的实施例提供的3d打印机,包括:上述本发明的实施例提出的任一项的3d打印机热床。

在该实施例中,3d打印机包括上述本发明的实施例提出的任一项的3d打印机热床,因此具有上述本发明提出的任一项的3d打印机热床的全部有益效果,在此不再赘述。

实施例5

如图5所示,根据本发明的实施例的加热控制方法,适用于本发明的的实施例提出的任一项的3d打印机热床和/或本发明的实施例提出的任一项的3d打印机,加热控制方法,包括:步骤s502,根据待打印对象的初始打印面的形状,确定待加热区域;步骤s504,根据待加热区域,确定加热模块组合;步骤s506,根据加热模块组合,确定预设周期内对应于加热模块组合内的每一加热模块的每一开关单元的触发次序;步骤s508,控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序导通。

在该实施例中,通过根据待打印对象的初始打印面的形状,确定待加热区域,然后根据待加热区域,确定加热模块组合,使得加热模块组合的确定与待打印对象相匹配,一方面,可以满足待打印对象的加热需求,另一方面,可以削减非打印区域的加热能耗,通过根据加热模块组合,确定预设周期内对应于加热模块组合内的每一加热模块的每一开关单元的触发次序,并控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序导通,使得待加热区域的加热温度均衡,有利于提高3d打印效果。

其中,预设周期可以根据实际情况调整,由加热模块组合的加热模块个数和每个加热模块的触发时间来决定,当每个加热模块的触发时间长时,预设周期就长,当加热模块组合的加热模块个数多时,预设周期就长。

在上述实施例中,优选地,控制每一开关单元按照触发次序导通,包括:根据加热模块组合,确定每一开关单元的占空比;控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序以占空比导通。

在该实施例中,通过加热模块组合,确定每一开关单元的占空比,并控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序以占空比导通,实现了对加热模块组合内的每一加热模块的加热功率的控制,有利于进一步提高待加热区域的温度均衡性和温度控制的灵活性。

另外,还可以不考虑占空比,直接控制每一开关单元在预设周期内按照触发次序连续导通。

其中,占空比可以为取值为0-1。

在上述任一项实施例中,优选地,根据加热模块组合,确定每一开关单元的占空比,包括:获取温度设定值;确定每一开关单元的占空比等于与温度设定值相对应的第一预设阈值。

在该实施例中,通过获取温度设定值,并确定每一开关单元的占空比等于与温度设定值相对应的第一预设阈值,可以实现根据温度设定值,来控制加热模块组合内的每一加热模块的加热功率,使得待加热区域的温度可以满足用户的需求,而且温度均衡,有利于提高3d打印效果。

其中,第一预设阈值的取值范围为0-1,当温度设定值高时,第一预设阈值相对较大。

在上述任一项实施例中,优选地,根据加热模块组合,确定每一开关单元的占空比,包括:确定每一开关单元的占空比等于第二预设阈值;实时采集加热模块组合的总电流信号;根据总电流信号,确定加热模块组合的电阻值;根据加热模块组合的电阻值和预设电阻温度对应变化曲线,确定加热模块组合的实时温度值;根据实时温度值与温度设定值,更改每一开关单元的占空比。

在该实施例中,通过确定每一开关单元的占空比等于第二预设阈值,为加热模块组合内每一加热模块赋予了初始加热功率,让加热模块组合以初始加热功率开始加热,然后实时采集加热模块组合的总电流信号,根据总电流信号,确定加热模块组合的电阻值,并根据加热模块组合的电阻值和预设电阻温度对应变化曲线,确定加热模块组合的实时温度值,根据实时温度值与温度设定值,更改每一开关单元的占空比,实现了根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,进而提高了3d打印的效果,同时,也节约了加热能耗。

其中,第二预设阈值设置一般较小,只是用于让加热模块组合启动加热,比如0.1-0.5。

实施例6

根据本发明的一个实施例的3d打印机热床,如图1所示,基板102的表面均匀分布有3行、3列加热模块104,加热模块104的一个端子直接与基板102连接,加热模块104的另一个端子引出到基板102的外部,基板102有正极接线端子,正极接线端子与电流采集模块110串联后与电源112的正极连接,如图2所示,电流采集模块110与控制器108连接,控制器108通过接线端子与驱动单元1064连接,驱动单元1064与每个n沟道增强型场效应管的门极分别连接,如图3所示,加热模块104的另一个端子引出到基板102的外部,连接到n沟道增强型场效应管的漏极,n沟道增强型场效应管的漏极还通过续流二极管d1、d2等,连接至一条汇流母线,然后连接到电源112的正极,n沟道增强型场效应管的源极连接至另一条汇流母线,然后连接到电源112的负极,如图4所示,驱动单元1064的内部有数据接收器1065、地址译码器1066,地址译码器1066输出的通道选择信号分别连接至数据寄存器1067,j1-j9,数据接收单元通过数据总线连接至数据寄存器1067j1-j9,数据寄存器1067,j1-j9,分别与信号发生器1068,x1-x9连接,信号发生器1068输出脉冲信号到驱动单元1064的外部,并与n沟道增强型场效应管的门极一一连接。

具体地,如图6所示,c1为驱动单元1064的写入周期信号,其中,当有9个加热模块104作为待加热区域对应的加热模块104组合时,t为预设周期,t1-t9为分别对应于每个开关单元1062的触发周期,t1-t9分别对应于数据寄存器1067,j1-j9,以t1所产生的脉冲信号p1为例,其导通时间为to1,to1与t1的比值即为占空比,由数据寄存器1067,j1的数值信号决定,当完成一个预设周期t时,自动循环,s1-s9为地址译码器1066产生的通道选择信号,用来控制数据接收单元向数据寄存器1067中的输入顺序,以及信号发生器1068的脉冲信号输出顺序,当加热模块104组合内的加热模块104减少时,驱动单元1064的写入周期信号可以剔除部分信号,并减小预设周期t。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案,本发明提出了一种3d打印机热床、3d打印机和加热控制方法,通过错开设置于基板上的多个加热模块的分别控制,可以根据实际初始打印区域的形状,灵活调整加热区域,并根据打印区域的温度反馈及时调整加热功率,提高了热床表面的温度均衡性和温度控制的灵活性,同时,节约了能耗。

本发明方法中的步骤可根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明装置中的单元可根据实际需要进行合并、划分和删减。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存储器(randomaccessmemory,ram)、可编程只读存储器(programmableread-onlymemory,prom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory,eprom)、一次可编程只读存储器(one-timeprogrammableread-onlymemory,otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory,eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory,cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1