一种3D打印防翘边的加热系统的制作方法

本实用新型涉及打印机领域，本尤其涉及一种解决3D打印时模型出现翘边和不规则形变等问题的3D打印防翘边的加热系统。

背景技术：

3D打印机的模型翘边原因：翘边是因为PLA/abs等材料打印中,冷却收缩引起的，打印中新打印的部分温度较高收缩较慢，靠近打印底板部分的打印模型，因打印时间较长形收缩较快，所以整个模型打印中因收缩形变有不一致，造成边沿起翘或不规则形变。3D打印机类型的不同，所采用防翘边方法也不同，究其原因是因为不同的3D打印机的底板尺寸互不相同，其所采用的加热板的大小也会不相同。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种3D打印防翘边的加热系统，解决3D打印时模型出现翘边和不规则形变等问题又不受不同的3D打印机的底板尺寸大小的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种3D打印防翘边温度补偿与报警方法，包括如下步骤：

1）开始3D打印之前，预设一温度区间和一温差值，实时采集打印底板中心的实际温度，当打印底板中心的实际温度低于预设的温度区间的下限值时，通过吹热风的方式对打印区域进行温度补偿，从而打印底板中心的温度升高，直到打印底板中心的实际温度达到预设的温度区间的下限值时，开始3D打印模型；

2）在3D打印模型的过程中，当打印底板中心的实际温度低于预设的温度区间的下限值时，通过吹热风的方式对打印区域进行温度补偿；当打印底板中心的实际温度高于预设的温度区间的上限值时，停止对打印区域进行温度补偿，以保证打印底板中心的实际温度控制在预设的温度区间内；

3）实时采集3D模型中部的实际温度，并计算打印底板中心的实际温度和3D模型中部的实际温度的实际温度差值，若该实际温度差值小于预设的温差值，继续打印；若该实际温度差值大于预设的温差值，停止打印并发出报警。

进一步地，所述温度区间是40-46摄氏度的温度区间。

进一步地，所述温差值小于等于5摄氏度。

一种3D打印防翘边的加热系统，包括两个红外温度传感模块、吹风机、空气加热片、调压模块、控制模块和电源模块，所述调压模块包括晶闸管过零触发电路单元和加热电路单元，所述晶闸管过零触发电路单元与加热电路单元连接以控制加热电路单元导通或者关断，所述空气加热片串联在加热电路单元中并且设置在吹风机的出风口，所述一个红外温度传感模块用于感应打印机底板中心的实际温度并输出温度信号，所述另一个红外温度传感模块用于感应3D模型中部的实际温度并输出温度信号，两个红外温度传感模块信号输出端与控制模块连接，所述吹风机与控制模块连接，所述晶闸管过零触发电路单元的控制端与控制模块电连接，所述电源模块给红外温度传感模块、控制模块、晶闸管过零触发电路单元供电。

进一步地，所述晶闸管过零触发电路单元包括过零双向可控硅光耦、可控三极管和若干限流电阻，所述可控三极管的基极作为晶闸管过零触发电路单元的控制端经一限流电阻与控制模块连接，所述可控三极管的射极接地，所述可控三极管的集极经一限流电阻与电源模块连接，所述可控三极管的基极与过零双向可控硅光耦的一触发端连接，所述过零双向可控硅光耦的另一触发端经一限流电阻与电源模块连接，所述过零双向可控硅光耦的输出端串联在加热电路单元中。

进一步地，所述电源模块包括稳压模块、第一级降压模块和第二级降压模块；所述稳压模块的输入端用于连接外界电源，其输出端与第一级降压模块的输入端连接，所述第一级降压模块的输出端与第二级降压模块的输入端、晶闸管过零触发电路单元连接，所述第二级降压模块的输出端给控制模块和红外温度传感模块供电。

进一步地，包括按键模块，所述按键模块与控制模块连接，所述电源模块给按键模块供电。

进一步地，包括显示模块，所述显示模块与控制模块连接，所述电源模块给显示模块供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、采取吹热风的方式通过对打印区域进行补偿，不仅对 3D打印机的底板进行温度补偿，同时对打印模型整体进行温度补偿, 保证打印过程中底板的温度适宜，从而防止底板翘边，同时又防止模型与底板温差过大，解决了3D打印时模型出现翘边和不规则形变等问题。2、因采用了红外温度传感模块更容易实现采集底板中心和模型中部的温度，因此在不改变或拆卸原有3D打印机的基础上即可安装此加热系统，避免的3D打印机拆装后在调试的麻烦，红外温度传感模块不需要与底板和打印模型粘结，节省了材料，解决了3D打印时模型出现翘边和不规则形变等问题。

附图说明

图1 本实用新型的模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明，以使更能理解本实用新型的创造点所在。

一种3D打印防翘边温度补偿与报警方法，包括如下步骤：

1）开始3D打印之前，预设一温度区间和一温差值，实时采集打印底板中心的实际温度，当打印底板中心的实际温度低于预设的温度区间的下限值时，通过吹热风的方式对打印区域进行温度补偿，从而打印底板中心的温度升高，直到打印底板中心的实际温度达到预设的温度区间的下限值时，开始3D打印模型；

2）在3D打印模型的过程中，当打印底板中心的实际温度低于预设的温度区间的下限值时，通过吹热风的方式对打印区域进行温度补偿；当打印底板中心的实际温度高于预设的温度区间的上限值时，停止对打印区域进行温度补偿，以保证打印底板中心的实际温度控制在预设的温度区间内；

3）实时采集3D模型中部的实际温度，并计算打印底板中心的实际温度和3D模型中部的实际温度的实际温度差值，若该实际温度差值小于预设的温差值，继续打印；若该实际温度差值大于预设的温差值，停止打印并发出报警。

为了满足打印材料的温度特性，所述温度区间是40-46摄氏度的温度区间。

为了更好的防止模型打印过程中出现翘边和不规则，所述温差值最好小于等于5摄氏度。

如图1所示，一种3D打印防翘边的加热系统，包括两个红外温度传感模块、吹风机、空气加热片、调压模块、控制模块和电源模块，所述调压模块包括晶闸管过零触发电路单元和加热电路单元，所述晶闸管过零触发电路单元与加热电路单元连接以控制加热电路单元导通或者关断，所述空气加热片串联在加热电路单元中并且设置在吹风机的出风口，所述一个红外温度传感模块用于感应打印机底板中心的实际温度并输出温度信号，所述另一个红外温度传感模块用于感应3D模型中部的实际温度并输出温度信号，两个红外温度传感模块信号输出端与控制模块连接，所述吹风机与控制模块连接，所述晶闸管过零触发电路单元的控制端与控制模块电连接，所述电源模块给红外温度传感模块、控制模块、晶闸管过零触发电路单元供电。

具体地，所述晶闸管过零触发电路单元包括过零双向可控硅光耦、可控三极管和若干限流电阻，所述可控三极管的基极作为晶闸管过零触发电路单元的控制端经一限流电阻与控制模块连接，所述可控三极管的射极接地，所述可控三极管的集极经一限流电阻与电源模块连接，所述可控三极管的基极与过零双向可控硅光耦的一触发端连接，所述过零双向可控硅光耦的另一触发端经一限流电阻与电源模块连接，所述过零双向可控硅光耦的输出端串联在加热电路单元中。

具体地，所述电源模块包括稳压模块、第一级降压模块和第二级降压模块；所述稳压模块的输入端用于连接外界电源，其输出端与第一级降压模块的输入端连接，所述第一级降压模块的输出端与第二级降压模块的输入端、晶闸管过零触发电路单元连接，所述第二级降压模块的输出端给控制模块和红外温度传感模块供电。

为了便于设置温差值和温度区域，一种3D打印防翘边的加热系统包括按键模块，所述按键模块与控制模块连接，所述电源模块给按键模块供电。

为了显示温差值和实际温度值，一种3D打印防翘边的加热系统包括显示模块，所述显示模块与控制模块连接，所述电源模块给显示模块供电。

工作原理：设定温度区域和温差值，控制模块控制调压模块中晶闸管过零触发电路单元，晶闸管过零触发电路单元控制加热电路单元的通断，以调整空气加热片温度，吹风机为空气加热片送风，风经过空气加热片后，温度加热到一定范围内对打印区域进行加热，使打印区域温度趋于稳定，消除3D打印机在打印的过程中出现的翘边问题，吹风机送出的风，通过空气加热片进行空气加热，吹向打印底板和模型，红外温度传感模块的探头实时检测模型和底板温度，控制模块根据检测温度发送脉冲信号给调压模块，调压模块调整空气加热片两端电压，若需升温，升高两端电压有效值，若需降温降低两端电压有效值，以适应环境温度变化，此系统采用过零触发晶闸管导通与关断的时间比值进行调节空气加热片的温度，由于过零触发不改变电压的波形只改变电压全波导通的次数，不会对电网造成污染。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。