一种3D打印系统的热敏打印头的温度控制方法与流程

技术领域

本发明设计3D打印机领域，尤其涉及一种3D打印系统的热敏打印头温度的控制方式，可以选择性地控制热敏打印头的发热。

背景技术：

采用微细热熔原理的3D打印机相比激光烧结原理的3D打印机而言，由于没有采用激光发生器以及激光振镜，所以成本方面具有极大的优势；同时相比桌面FDM型3D打印机而言，它的成型精度又有很大幅度的提升，因此拥有很广阔的市场前景。

然而，微细热熔原理3D打印机一般采用热敏打印头作为发热源，热敏打印头的标准控制方式为电平控制，其中使用的热敏打印头为低电平发热，在发热时间内，给打印头发送低电平，那么打印头在发热时间内迅速升温；给打印头高电平，那么打印头又迅速降温；然而这种方式有一定的缺陷，这种快速升温快速降温的方式不利于打印头更加精确、稳定地发热，同时有可能瞬间发热过高，会降低打印头寿命，因此需要找到调节热敏打印头发热方式的控制方法。

技术实现要素：

有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了旨在一定程度

上解决相关技术问题的一种3D打印系统的热敏打印头温度的控制方法。

所述的一种3D打印系统的热敏打印头温度的控制方法，其方式在于所述温度控制方法采用输出低电平控制热敏打印头上升温度过程，当所述热敏打印头的温度达到预设温度时，所述温度控制方法切换电压输出装置，采用输出斩波电压维持所述热敏打印头的温度。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，目前使用的一种电平控制的标准控制方式，在发热时间内，给打印头发送低电平，那么打印头在发热时间内迅速升温，给打印头高电平，那么打印头又迅速降温；这种方式有一定的缺陷，这种快速升温快速降温的方式不利于打印头更加精确、稳定地发热，同时有可能瞬间发热过高，会降低打印头寿命；而本发明提出的两段式发热方式，改变了热敏打印头在极短时间内的忽热忽冷导致的温度不稳定及热敏打印头的使用寿命缩短，因此具有明显的优点。

另外，根据本发明公开的一种3D打印系统的热敏打印头温度的控制方法还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述温度控制方法还包括：

所述低电平输出至安装在所述热敏打印头上的温度控制系统，所述温度控制系统包括加热部件、温度感应部件，所述加热部件使所述热敏打印头的温度快速上升，所述温度感应部件实时反馈所述热敏打印头的温度，当所述热敏打印头的温度达到所述预设温度时，电压控制模块对电压的输出方式进行切换，停止所述低电平的输出 ，切换为输出所述斩波电压，从而维持温度稳定。

进一步地，通过调节所述低电平输出时间的长短来控制所述热敏打印头的升温预设值；

时间的长短是可控的，根据所需温度可灵活的控制低电平的输出时间，从而实现了打印头发热的温度的更加可控。

进一步地，通过调整所述斩波电压的输出时间长短来调节预定温度的维持时间；斩波电压是处出于需要，利用电子元件使得电压波形被部分截止，可以将原来一条直线的电源通过线路“斩”成一块一块的脉冲。

进一步地，所述斩波电压为PWM波；即提出一个基于所述PWM控制的斩波电路控制系统。

进一步地，通过调节所述PWM波的占空比来调节所述预定温度振幅的大小；

所述PWM就是脉冲宽度调制，所述占空比是指脉冲信号的通电时间与通电周期之比，通过可变的调节脉冲宽度实现预设温度的维持时间。

更进一步地，所述温度感应部件为热电偶传感器或热电阻传感器。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，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下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是热敏打印头温度控制中的电压的标准控制方式示意图；

图2是一种3D打印系统的热敏打印头温度的控制方法中输出斩波电压的斩波控制方式示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件；下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述根据本发明的一种3D打印系统的热敏打印头温度的控制方法。

如图1所示的电压的标准控制方式，图中电压V随时间T的增加没有发生变化，而热敏打印头的温度（单位为℃）随时间的增加呈现出先缓慢上升而后突变上升的变化。

如图2所示，电压控制方法中的斩波控制方式，将发热时间分割成两个时间段，第一个时间段用来使打印头迅速升温；第二个时间段用来保持打印头的发热温度，并随着时间T的变化在作小幅度的波动，方式如下：

所述温度控制方法采用输出低电平控制热敏打印头上升温度过程，当所述热敏打印头的温度达到预设温度时，所述温度控制方法切换电压输出装置，采用输出斩波电压维持所述热敏打印头的温度。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，如图1所示，目前使用的一种电平控制的标准控制方式，在发热时间内，给打印头发送低电平，那么打印头在发热时间内迅速升温；给打印头高电平，那么打印头又迅速降温；这种方式有一定的缺陷，这种快速升温快速降温的方式不利于打印头更加精确、稳定地发热，同时有可能瞬间发热过高，会降低打印头寿命；而本发明提出的斩波控制方式，改变了热敏打印头在极短时间内的忽热忽冷导致的温度不稳定及热敏打印头的使用寿命缩短，因此具有明显的优点。

另外，根据本发明公开的一种3D打印系统的热敏打印头温度的控制方法还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述温度控制方法还包括：

所述低电平输出至安装在所述热敏打印头上的温度控制系统，所述温度控制系统包括加热部件、温度感应部件，所述加热部件使所述热敏打印头的温度快速上升，所述温度感应部件实时反馈所述热敏打印头的温度，当所述热敏打印头的温度达到所述预设温度时，电压控制模块对电压的输出方式进行切换，停止所述低电平的输出 ，切换为输出所述斩波电压，从而维持温度稳定。

根据本发明的一些实施例，所述温度感应部件为温度传感器，可根据实际需要选择热电阻或者热电偶传感器。

根据本发明的一些实施例，通过调节所述低电平输出时间的长短来控制所述热敏打印头的升温预设值；

所述升温预设值是根据实际选材需要来决定的，而且时间的长短是可控的，根据所需温度可灵活的控制所述低电平的输出时间，从而使打印头发热的温度变得更加可控。

根据本发明的一些实施例，通过调整输出所述斩波电压的时间长短来调节预定温度的维持时间；

斩波电压是出于需要，利用电子元件使得电压波形被部分截止，可以将原来一条直线的电源通过线路“斩”成一块一块的脉冲，形成我们需要的离散矩形脉冲电压。

根据本发明的一些实施例，所述斩波路电压为PWM波。

根据本发明的一些实施例，通过调节所述PWM波的占空比来调节所述预定温度的振幅大小；

所述PWM就是脉冲宽度调制，所述占空比是指脉冲信号的通电时间与通电周期之比，通过可变的调节脉冲宽度改变占空比的大小，实现温度控制器的输入电压的周期性变化，从而使得所需热熔温度在一定的范围内小幅度波动，一定程度上实现预设温度的持续维稳。

任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中；在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例；而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内；具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神；除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。