熔融沉积快速成型装置及其成型方法
【专利摘要】本发明提供了一种熔融沉积快速成型装置及其成型方法，所述方法包括：入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号；以及控制装置根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作。本发明能够在成型材料不正常工作后，自动暂停打印，并在消除成型材料故障后，自动继续打印，避免缺料空打和卡料的情况发生，既节省时间又节省材料。
【专利说明】熔融沉积快速成型装置及其成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种熔融沉积快速成型装置及其成型方法。
【背景技术】
[0002]熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,FDM),熔融沉积又叫熔丝沉积，它是将成型材料加热融化，通过具有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。
[0003]现有的FDM3D (三维)打印机无法自动监测成型材料是否用完或是否卡料，当成型材料不正常工作后，FDM3D打印机仍旧会进行空打，既费时又费材料，因此，目前亟需一种成型材料不正常工作后能自动停止并续印的FDM3D打印机。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种熔融沉积快速成型装置及其成型方法，能够在成型材料不正常工作后，自动暂停打印，并在成型材料消除成型材料故障后，自动继续打印。
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种熔融沉积快速成型装置，包括:
[0006]成型装置，用于进行三维成型；
[0007]入料监测装置，用于监测成型材料是否正常工作，并向控制装置发送材料状态的信号；以及
[0008]控制装置，用于根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作。
[0009]进一步的，在上述熔融沉积快速成型装置中，还包括成型材料的入料口，所述入料监测装置设置于所述入料口上。
[0010]进一步的，在上述熔融沉积快速成型装置中，还包括一人机界面模块，其中，
[0011]所述入料监测装置，还用于向所述人机界面模块发送材料状态的信号；
[0012]所述人机界面模块，用于根据所述材料状态的信号显示材料状态的提示信息。
[0013]进一步的，在上述熔融沉积快速成型装置中，所述入料监测装置为一机械开关。
[0014]进一步的，在上述熔融沉积快速成型装置中，所述机械开关包括接触弹片、触点和输出端，当有料时，所述接触弹片承受成型材料的压力而与接触点相接触，输出端输出有料的信号；当缺料时，所述接触弹片与接触点相分离，输出端输出缺料的信号。
[0015]进一步的，在上述熔融沉积快速成型装置中，所述入料监测装置为一光电感应器。
[0016]进一步的，在上述熔融沉积快速成型装置中，所述光电感应器为一槽型光电感应器，当有料时，所述成型材料放置于槽型光电感应器的槽内，槽型光电感应器的输出端输出有料的信号；当缺料时，所述槽型光电感应器的槽内无所述成型材料，槽型光电感应器的输出端输出缺料的信号。
[0017]进一步的，在上述熔融沉积快速成型装置中，所述入料监测装置为一运动感应器。
[0018]进一步的，在上述熔融沉积快速成型装置中，所述运动感应器用于监测成型材料是否处于运动状态，当所述成型材料正常工作时，所述运动感应器的输出端输出材料正常工作的信号；当所述成型材料卡料时，所述运动感应器的输出端无信号输出。
[0019]根据本发明的另一面，提供一种熔融沉积快速成型方法，采用上述熔融沉积快速成型装置，所述方法包括:
[0020]入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号；以及
[0021]控制装置根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作。
[0022]进一步的，在上述方法中，
[0023]入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤之后还包括:
[0024]入料监测装置向一人机界面模块发送材料状态的信号；
[0025]人机界面模块根据所述材料状态的信号显示材料状态的提示信息。
[0026]进一步的，在上述方法中，
[0027]当所述入料监测装置为一机械开关时，入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤包括:
[0028]当有料时，所述机械开关的接触弹片承受成型材料的压力而与接触点相接触，所述机械开关的输出端输出有料的信号至所述控制装置；
[0029]当缺料时，所述机械开关的接触弹片与接触点相分离，所述机械开关的输出端输出缺料的信号至所述控制装置。
[0030]进一步的，在上述方法中，当所述入料监测装置为一槽型光电感应器时，入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤包括:
[0031]当有料时,所述成型材料放置于槽型光电感应器的槽内，槽型光电感应器的输出端输出有料的信号至所述控制装置；
[0032]当缺料时，所述槽型光电感应器的槽内无所述成型材料，槽型光电感应器的输出端输出缺料的信号至所述控制装置。
[0033]进一步的，在上述方法中，当所述入料监测装置为一运动感应器时，入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤包括:
[0034]入料监测装置监测成型材料是否处于运动状态，当所述成型材料正常工作时，所述运动感应器的输出端输出材料正常工作的信号至所述控制装置；当所述成型材料卡料时，所述运动感应器的输出端无信号输出至所述控制装置。
[0035]与现有技术相比，本发明通过入料监测装置监测成型材料是否缺料并向控制装置发送是否缺料的信号，控制装置根据所述是否缺料的信号控制打印装置继续打印或暂停打印，能够在成型材料不正常工作后，自动暂停打印，并在成型材料消除成型材料故障后，自动继续打印，避免缺料空打和卡料的情况发生，既节省时间又节省材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本发明一实施例的熔融沉积快速成型装置的模块图；
[0037]图2是本发明一实施例的熔融沉积快速成型装置的原理图；
[0038]图3是本发明一实施例的机械开关的电路图；[0039]图4是本图3的机械开关的接触弹片上有成型材料的示意图；
[0040]图5是本图3的机械开关的接触弹片上无成型材料的示意图；
[0041]图6是本发明一实施例的光电感应器的电路图；
[0042]图7是本发明一实施例的光电感应器的上放置成型材料的截面图；
[0043]图8是本发明一实施例的熔融沉积快速成型方法的流程图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0045]实施例一
[0046]如图1?2所示，本发明提供一种熔融沉积快速成型装置，包括:
[0047]成型装置1，用于进行三维成型如FDM3D打印；具体的，所述打印部分可包括加热部件和打印喷头；
[0048]入料监测装置2，用于监测成型材料4是否正常工作如缺料或卡料，并向控制装置3发送材料状态的信号；
[0049]控制装置3，用于根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作。例如，当控制装置3收到入料监测装置2有料的信号时，控制装置3控制成型装置I继续工作，当控制装置3收到入料监测装置2缺料的信号时，控制装置3控制成型装置I暂停工作，并可提醒用户补充成型材料4如丝热熔性材料，待控制装置3重新收到入料监测装置2有料的信号时，控制装置3控制成型装置I继续工作。如图2所示，在入料监测装置2监测到有成型材料4时，成型装置I在z轴方向上提供融化后的成型材料4，并在X和y轴方向移动以生成产品5。
[0050]优选的，所述熔融沉积快速成型装置还包括成型材料4的入料口，所述入料监测装置2设置于所述入料口上。具体的，可在熔融沉积快速成型装置的成型材料4进入路径即入料口上设置一个入料监测装置2，当入料口发生缺料时，入料监测装置2能够及时检测至IJ，并由控制装置3暂停成型装置I的打印，等待用户继续加入成型材料4后，可以从暂停处继续完成之前的打印。
[0051]优选的，所述熔融沉积快速成型装置还包括一人机界面模块6，其中，所述入料监测装置2，还用于向还包括一人机界面模块6发送材料状态的信号；所述人机界面模块6，用于根据所述材料状态的信号显示材料状态的提示信息。
[0052]优选的，所述入料监测装置2为一机械开关。可选的，如图3?5所述机械开关包括接触弹片31、触点32和输出端33，当有料时，所述接触弹片31承受成型材料4的压力而与接触点32相接触，输出端33输出有料的信号；当缺料时，所述接触弹片31与接触点32相分离，输出端33输出缺料的信号。具体的，当有料时，成型材料4压着所述接触弹片31，当缺料时，所述接触弹片31弹开，从而控制装置3可以根据机械开关的开闭状态判断是否缺料。当有料时，接触弹片31与接触点32接通，输出端33 (signal)输出的电压为低(L)，当缺料时，接触弹片31与接触点32断开，输出端33输出的电压为高(H)。
[0053]优选的，所述入料监测装置2为一光电感应器，当然所述入料监测装置2也可以是其它能够监测成型材料4是否存在的其它传感器。可选的，如图6?7所述光电感应器为一槽型光电感应器20，当有料时，所述成型材料4放置于槽型光电感应器20的槽201内，槽型光电感应器20的输出端OUT输出有料的信号；当缺料时，所述槽型光电感应器20的槽内无所述成型材料4，槽型光电感应器20的输出端输出缺料的信号。具体的，当成型材料4的直径为1.75mm时，槽型光电感应器20的槽的宽度2mm，电源电压VCC为5V，当槽201内缺料时，输出端OUT的电压为4.5V?5V之间，当成型材料4放入槽内，输出端的电压为O?4V，所以控制装置3可以根据这个标准通过判断输出端的电压来判别是否缺料。
[0054]优选的，所述入料监测装置为一运动感应器。所述运动感应器用于监测成型材料是否处于运动状态，当所述成型材料正常工作时，所述运动感应器的输出端输出材料正常工作的信号；当所述成型材料卡料时，所述运动感应器的输出端无信号输出。
[0055]本实施例能够在成型材料不正常工作后，自动暂停打印，并在成型材料消除成型材料故障后，自动继续打印，避免缺料空打和卡料的情况发生，既节省时间又省材料。
[0056]实施例二
[0057]如图8所示，本发明还提供另一种熔融沉积快速成型方法，采用实施例一的熔融沉积快速成型装置，包括:
[0058]步骤SI，入料监测装置监测成型材料是否缺料并向控制装置发送材料状态的信号;
[0059]步骤S21，控制装置根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作。
[0060]优选的，步骤SI之后还包括步骤S22:入料监测装置向一人机界面模块发送材料状态的信号，人机界面模块根据所述材料状态的信号显示材料状态的提示信息。
[0061]优选的，当所述入料监测装置为一机械开关时，步骤SI包括:
[0062]所述机械开关的接触弹片承受成型材料的压力而与接触点相接触，所述机械开关的输出端输出有料的信号至所述控制装置；
[0063]当缺料时，所述机械开关的接触弹片与接触点相分离，所述机械开关的输出端输出缺料的信号至所述控制装置。
[0064]优选的，当所述入料监测装置为一槽型光电感应器，步骤SI包括:
[0065]当有料时,所述成型材料放置于槽型光电感应器的槽内，槽型光电感应器的输出端输出有料的信号至所述控制装置；
[0066]当缺料时，所述槽型光电感应器的槽内无所述成型材料，槽型光电感应器的输出端输出缺料的信号至所述控制装置。
[0067]优选的，当所述入料监测装置为一运动感应器时，入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤包括:
[0068]入料监测装置监测成型材料是否处于运动状态，当所述成型材料正常工作时，所述运动感应器的输出端输出材料正常工作的信号至所述控制装置；当所述成型材料卡料时，所述运动感应器的输出端无信号输出至所述控制装置。
[0069]实施例二的其它详细内容具体可参见实施例一的相应部分，在此不再赘述。
[0070]综上所述，本发明通过入料监测装置监测成型材料是否正常工作，并向控制装置发送材料状态的信号，以及控制装置根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作，能够在成型材料不正常工作后，自动暂停打印，并在消除成型材料故障后，自动继续打印，避免缺料空打和卡料的情况发生，既节省时间又省材料。[0071]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0072]专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0073]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种熔融沉积快速成型装置，其特征在于，包括: 成型装置，用于进行三维成型； 入料监测装置，用于监测成型材料是否正常工作，并向控制装置发送材料状态的信号；以及 控制装置，用于根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作。
2.如权利要求1所述的熔融沉积快速成型装置，其特征在于，还包括成型材料的入料口，所述入料监测装置设置于所述入料口上。
3.如权利要求1所述的熔融沉积快速成型装置，其特征在于，还包括一人机界面模块，其中， 所述入料监测装置，还用于向所述人机界面模块发送材料状态的信号； 所述人机界面模块，用于根据所述材料状态的信号显示材料状态的提示信息。
4.如权利要求1所述的熔融沉积快速成型装置，其特征在于，所述入料监测装置为一机械开关。
5.如权利要求4所述的熔融沉积快速成型装置，其特征在于，所述机械开关包括接触弹片、触点和输出端，当有料时，所述接触弹片承受成型材料的压力而与接触点相接触，输出端输出有料的信号；当缺料 时，所述接触弹片与接触点相分离，输出端输出缺料的信号。
6.如权利要求1所述的熔融沉积快速成型装置，其特征在于，所述入料监测装置为一光电感应器。
7.如权利要求6所述的熔融沉积快速成型装置，其特征在于，所述光电感应器为一槽型光电感应器，当有料时，所述成型材料放置于槽型光电感应器的槽内，槽型光电感应器的输出端输出有料的信号；当缺料时，所述槽型光电感应器的槽内无所述成型材料，槽型光电感应器的输出端输出缺料的信号。
8.如权利要求1所述的熔融沉积快速成型装置，其特征在于，所述入料监测装置为一运动感应器。
9.如权利要求8所述的熔融沉积快速成型装置，其特征在于，所述运动感应器用于监测成型材料是否处于运动状态，当所述成型材料正常工作时，所述运动感应器的输出端输出材料正常工作的信号；当所述成型材料卡料时，所述运动感应器的输出端无信号输出。
10.一种熔融沉积快速成型方法，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的快速成型装置，所述方法包括: 入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号；以及 控制装置根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作。
11.如权利要求10所述的熔融沉积快速成型方法，其特征在于，入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤之后还包括: 入料监测装置向一人机界面模块发送材料状态的信号； 人机界面模块根据所述材料状态的信号显示材料状态的提示信息。
12.如权利要求10所述的熔融沉积快速成型方法，其特征在于，当所述入料监测装置为一机械开关时，入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤包括: 当有料时，所述机械开关的接触弹片承受成型材料的压力而与接触点相接触，所述机械开关的输出端输出有料的信号至所述控制装置； 当缺料时，所述机械开关的接触弹片与接触点相分离，所述机械开关的输出端输出缺料的信号至所述控制装置。
13.如权利要求10所述的熔融沉积快速成型方法，其特征在于，当所述入料监测装置为一槽型光电感应器时，入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤包括: 当有料时，所述成型材料放置于槽型光电感应器的槽内，槽型光电感应器的输出端输出有料的信号至所述控制装置； 当缺料时，所述槽型光电感应器的槽内无所述成型材料，槽型光电感应器的输出端输出缺料的信号至所述控制装置。
14.如权利要求10所述的熔融沉积快速成型方法，其特征在于，当所述入料监测装置为一运动感应器时，入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号的步骤包括: 入料监测装置监测成型材料是否处于运动状态，当所述成型材料正常工作时，所述运动感应器的输出端输出材料正常工作的信号至所述控制装置；当所述成型材料卡料时，所述运动感应器的输 出端无信号输出至所述控制装置。
【文档编号】B29C67/00GK103963301SQ201410163409
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】张泽锋 申请人:英华达（上海）科技有限公司, 英华达(上海)电子有限公司, 英华达股份有限公司