本实用新型涉及工业装备技术领域，特别是涉及一种3D打印设备。
背景技术：
随着3D打印技术的日渐成熟，已经有越来越多的3D打印设备被应用于工业生产中，尤其在一些要加工难度较大的产品的行业中，3D打印技术的使用已经越来越广泛，例如，在医疗技术领域，通过3D打印设备，可以加工出各类用于医疗的特殊结构的器械，如义肢、人造骨骼等等。
在实际应用中，采用光敏树脂或其他光敏材料，在激光的固化作用下，形成特性形状的成型技术，在3D打印领域中应用广泛。在进行3D打印之前，可以将待打印的零部件的虚拟模型进行分层处理，然后逐层的打印出该待打印的零部件。光敏树脂或其他光敏材料在正常条件下均为液体形态，3D打印设备通过激光每打印一层零部件的结构后，就需要将液面没过所固化的结构，然后进行下一层的打印。
在现有技术中，为了能够使得待打印的液面更加平整，满足打印精度的需要。当每打印完一层零部件的结构，并且液面没过该打印完的一层零部件的结构后，需要使用刮板来均匀的涂敷刮平液面。刮板完成整个液面的涂覆及刮平后，3D打印设备才开始通过激光进行下一层的打印。
由于每一层打印完成后，都需要等待刮板涂敷刮平整个液面后，才开始下一层的打印，使得在整个打印过程中，刮板刮平液面的步骤占用了过长的时间，造成了打印效率的低下。
技术实现要素：
本实用新型实施例的目的在于提供一种3D打印设备，以实现在刮板刮平液面的过程中，就开始进行下一层固体结构的打印，从而提高打印效率。具体技术方案如下：
本实用新型实施例提供了一种3D打印设备，包括：
工作台；
刮板(111)，所述刮板(111)安装于所述工作台(101)上方，并能够进行水平的直线运动；
激光器，所述激光器安装于所述工作台上方；
预设传感器，所述预设传感器与激光器连接，所述预设传感器用于检测所述刮板的移动位置，当所述刮板移动至预设位置时，所述激光器开始在所述刮板已经经过的区域进行打印，所述预设位置位于所述刮板的第一极限运动位置和第二极限运动位置之间。
可选的，所述预设传感器为红外传感器或限位开关。
可选的，所述预设传感器安装于所述预设位置，当所述刮板经过所述预设位置时，所述预设传感器触发控制信号，以使所述激光器根据所述控制信号，开始在所述刮板已经经过的区域进行打印。
可选的，所述3D打印设备包括至少两个所述预设传感器；
所述两个预设传感器，分别安装于第一预设位置和第二预设位置，所述第一预设位置和第二预设位置，均位于所述刮板的第一极限运动位置和第二极限运动位置之间，并分别靠近所述第一极限运动位置和第二极限运动位置。
可选的，所述3D打印设备还包括第一限位开关和第二限位开关；
所述第一限位开关和所述第二限位开关分别安装于所述第一极限运动位置和所述第二极限运动位置，用于限制所述刮板的运动范围。
可选的，所述3D打印设备还包括控制器；
所述控制器分别与，所述激光器和所述预设传感器连接，以使所述激光器通过所述控制器与所述预设传感器实现连接；
所述控制器获取所述预设传感器的所采集的所述刮板的移动位置信息；并根据所述移动位置信息控制所述激光器是否开始在所述刮板已经经过的区域进行打印。
可选的，所述3D打印设备还包括：液槽，所述液槽内承载有液体耗材；
所述工作台放置于所述液槽中，并位于所述液槽内的液体耗材的液面下方。
可选的，所述工作台具有升降装置，使所述工作台能够在所述液槽内，沿所述液槽的深度方向进行直线运动。
可选的，所述液槽相对的两侧分别固定安装有第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨的长度方向，与所述刮板的运动方向平行；
所述刮板分别与，所述第一导轨和所述第二导轨滑动连接，通过所述第一导轨和所述第二导轨，沿所述工作台进行水平的直线运动。
可选的，所述第一导轨或所述第二导轨为丝杠。
本实用新型实施例提供的一种3D打印设备，通过预设传感器检测刮板的移动位置，当刮板移动至预设位置时，预设传感器可以控制激光器在刮板经过的液面区域进行打印。从而不需要当刮板将整个液面刮平后再开始打印，减少了等待刮板刮平液面的时间，提高了打印效率。当然，实施本实用新型的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的3D打印设备的结构图。
图1中各组件名称与附图标记之间的对应关系为：
工作台101、激光器102、预设传感器103、控制器104、液槽105、刮板111、第一导轨112、第二导轨113、第一边缘121、第二边缘122。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，图1为本实用新型实施例提供的3D打印设备的结构图，其中包括：
工作台101，工作台101可以为多种形状，例如矩形或者圆形，具体的工作台101的形状尺寸可以根据所要打印的各类零部件的大小尺寸来确定。
工作台101可以放置于承载有液体耗材的液槽105中，在本实用新型的一种实施方式中，该液槽105可以为独立于本实用新型提供的3D打印设备的装置。
或者在本实用新型实施例的另一种实施方式中，本实用新型提供的3D打印设备可以包括液槽105。液槽105内承载有液体耗材。其中，液体耗材为能够在激光器102所发射激光的固化作用下，凝结为固体结构的光敏材料，例如，可以为各类光敏树脂或其他液态的光敏材料，该液体耗材正常状态下可以为液态或半流体的状态。
液槽105可以为矩形或圆形的槽形结构，能够在灌入液体耗材。工作台101放置于液槽105中，并可以位于液槽105内的液体耗材的液面下方，从而使得激光器102发射的激光能够使得工作台101上方的液体耗材固化，所形成的固体结构承载于工作台101上。
由于本实用新型实施例采用逐层打印的方式进行3D打印，即将待打印的零部件进行分层，每次采用固化的成型方式，打印出该零部件的一层固体结构，逐层的将该零部件打印出来。
所以，为了实现零部件的逐层打印，工作台101具有升降装置，该升降装置使工作台101能够在液槽105内，沿液槽105的深度方向进行直线运动。从而当激光器102完成一层固体结构的打印后，升降装置使得工作台101向下方移动预设距离，使液体耗材淹没所打印出的固体结构，并进行下一层的固体结构的打印。每一次移动的预设距离可以是零部件每一层的厚度，在实际应用中可以根据需要进行设置。
待打印的零部件可以承载在工作台101上，完成一层零部件的打印后，工作台101可以向下，即向液槽105的底部移动预设距离。从而使得刚刚所打印出的一层固体结构也同步向下运动，使得液体耗材能够淹没所打印出的固体结构。然后在进行下一层的打印时，才能够使得上一层固体结构上部的液体耗材进行固化，形成新一层的固体结构，并与上一层的固体结构实现连接。
例如，该工作台101可以为板状结构，在打印第一层固体结构时，工作台101高度最高，并在液面下方与液面保持预设距离，通过激光器102的打印，可以在工作台101上形成第一层固体结构，然后该工作台101向下运动，使第一层固体结构下降至液面下，并与液面保持预设距离，然后再次打印第二层固体结构，以此类推，完成整个待打印的零部件的打印。具体的，工作台101上的升降装置可以为多种结构，例如，可以采用液压缸、丝杠传动等方式实现工作台101的升降运动，在实际应用时，可以根据需要，选择现有技术中合适的结构或部件应用于本实用新型实施例中。
刮板111，刮板111安装于工作台101上方，并能够进行水平的直线运动。刮板111用于在打印完每一层固体结构后通过在液面上方进行水平的直线运动刮平液面，使得页面平整并且液面的高度统一，从而可以更准确的进行下一层固体结构的打印。刮板111的安装位置可以与液槽105内液面的高度相同，从而保证刮板111能够刮平液面。
刮刀111的形状可以有多种形式，例如可以为矩形的板状结构，其尺寸与液槽105内液面的大小相适应，使得刮刀111在一次运动过程中，就可以将整个液面刮平。
刮板111可以有多种安装方式，例如，可以安装在液槽105的两侧或边缘处，并且通过直线电机、气缸、液压缸等能够输出直线运动的驱动元件连接，从而能够沿工作台101的页面进行直线运动。从而在运动过程中将工作台101上的液面刮平。
在实际应用中，为了使刮刀能够更加平稳的运动，液槽105相对的两侧分别固定安装有第一导轨112和第二导轨113，第一导轨112和第二导轨113的长度方向，与刮板111的运动方向平行；刮板111分别与，第一导轨112和第二导轨113滑动连接，通过第一导轨112和第二导轨113，进行水平的直线运动。
如图1所示，在液槽105相对的两侧固定安装有第一导轨112和第二导轨113。第一导轨112和和第二导轨113可以分别与刮板111滑动连接，例如，第一导轨112和和第二导轨113为光滑的杆状结构，刮刀111上具有与，第一导轨112和第二导轨113相适应的通孔，第一导轨112和第二导轨113能够在该通孔内滑动，从而实现滑动连接。或者，第一导轨112和第二导轨113可以具有槽状结构，刮刀111可以嵌入该槽状结构内，并沿该槽状结构进行滑动。
可选的，在本实用新型实施例中，第一导轨112或第二导轨113可以为丝杠
第一导轨112或第二导轨113中的任意一个导轨为丝杠时，可以同时起到传动的作用，相应的，刮板111上可以安装有与丝杠相配合的螺纹孔或螺母。丝杠穿过该螺纹孔或螺母。当丝杠转动时，可以通过螺纹传动，使得刮板111进行直线运动。从而使得刮板111的运动更加平稳，并且可以采用各类电机来驱动丝杠转动，使得整体结构更加简单。
激光器102，激光器102安装于工作台101上方。
激光器102能够发射除用于固化液体耗材的激光，具体的，激光器102的结构形式及工作原理属于现有技术，在此不再赘述。
在本实用新型的一种实施方式中，激光器102固定安装于工作台101上方，相对于工作台101的位置不发生变化，但激光器102能够通过改变所发射激光的角度和方向，来对固化液体耗材进行固化，从而形成每一层的固体结构。
在本实用新型的另一种实施方式中，激光器102所发射的激光为固定的角度，例如垂直与液面。激光器102需要安装于能够与工作台101进行相对运动的机构上，例如，通过伺服电机以及丝杠等结构构成的伺服运动装置上。使得激光器102能够与工作台101进行相对运动，从而完成各种固体结构的打印。具体的，能够与工作台101进行相对运动的机构在现有技术中有多种形式可供选择，只要能够满足本实用新型实施例所需的功能要求，都可以应用与本实用新型实施例中。
预设传感器103，预设传感器103与激光器102连接，预设传感器103用于检测刮板111的移动位置，当刮板111移动至预设位置时，激光器102开始在刮板111已经经过的区域进行打印，预设位置位于刮板111的第一极限运动位置和第二极限运动位置之间。
预设传感器103可以是位置传感器、距离传感器等多种传感器，根据不同的传感器类型，该预设传感器103可以安装在刮板111上，随刮板111一起运动，或者安装在工作台101上。该预设传感器103能够检测刮板111的移动位置。并且，预设传感器103可以通过数据总线、电缆或者蓝牙等等能够实现数据或信号传输的连接方式，与激光器102相连接。当刮板111位于或者经过预先设定的预设位置时，能够控制激光器102或者向激光器102发出开始打印的信号。使得激光器102能够在刮板111已经经过的液面区域进行打印。
其中，控制激光器102在已经经过的液面区域开始进行打印，可以通过在控制及编辑打印轨迹的软件系统，例如本实用新型提供的3D打印设备的控制软件中预先设定，例如，针对当前待打印层，可以预先知道刮板111的运动方向为从左至右运动，来刮平液面，所以，在编辑该层的打印轨迹，即激光器所发射的激光的光路轨迹时，可以从左侧开始向右侧打印，从而可以实现控制激光器102在已经经过的液面区域开始进行打印。
预设位置是刮板111的第一极限运动位置和第二极限运动位置之间的任意位置，例如，可以为第一极限运动位置和第二极限运动位置中间，或者靠近第一极限运动位置，或者靠近第二极限运动位置等。第一极限运动位置和第二极限运动可以是刮板111运动的起始位置和终止位置。
在本实用新型实施例中，当刮板111移动至预设位置时，该刮板111就已经刮平了起始位置和预设位置之间的液面区域。所以，在该液面区域内激光器102就可以开始进行打印。在打印的同时，刮板111依然在进行运动，激光器102可以跟随刮板111，在刮板111经过的液面区域进行打印。从而不需要当刮板111将整个液面刮平后再开始打印，减少了等待刮板111刮平液面的时间，在很大程度上提高了打印效率。
为了能够更准确的检测刮板111的运动位置，在本实用新型提供的3D打印设备中，预设传感器103为红外传感器或限位开关。
红外传感器是以红外线为介质的测量系统，当刮板111基础到红外线时，红外传感器就可以检测到刮板111的位置。
限位开关为常用的位置控制设备，当刮板111触动该限位开关后，该限位开关可以发出一通/断的电信号，从而实现对激光器102的控制。
在本实用新型实施例中，上述预设传感器103可以安装于预设位置，当刮板111经过预设位置时，预设传感器103触发控制信号，以使激光器102根据控制信号，开始在刮板111已经经过的区域进行打印。
例如，当刮板111经过预设位置时，会触碰到预设位置处安装的红外传感器所发出的红外线，从而该红外传感器可以触发一控制信号；或者，刮板111为触动该限位开关，该限位开关所产生的通/断的电信号可以作为控制信号，来控制刮板111已经经过的区域进行打印。
根据不同的传感器类型，控制信号可能有所不同，例如可能为模型信号、通/断的电信号、或数字信号等等。具体的控制信号形式在此不进行限定。
结合上面的实施例，为了实现对激光器102更准确的控制，本实用新型实施例提供的3D打印设备还包括控制器104；
控制器104分别与，激光器102和预设传感器103连接，以使激光器102通过控制器104与预设传感器103实现连接。
控制器104获取预设传感器103的所采集的刮板111的移动位置信息；并根据移动位置信息控制激光器102是否开始在刮板111已经经过的区域进行打印。
控制器104可以为本实用新型实施例提供的3D打印设备的控制系统，例如，可以为具有嵌入式程序开发能力的X86模块，或者是其他具有数据处理能力的处理模块，还可以是外部的设备，例如笔记本电脑，PC等设备。
控制器104能够通过数据总线、电缆等连接方式，分别与预设传感器103和激光器102相连接。控制器104接收预设传感器103所发出移动位置信息。移动位置信息可以是预设传感器103所产生的用于反应刮板移动位置的各类信号或数据，控制器104可以接收预设传感器103所发送的移动位置信息，并进行相应的处理，从而根据移动位置信息对激光器102进行更为准确的控制，提高了对激光器102的控制精度。
结合上述的各个实施例，在实际应用中，为了减少刮板111的运动行程，如图1所示，刮板111可以从液面的第一边缘121运动至第二边缘122后，停止运动，当完成该层固体结构的打印后，刮板111再从第二边缘122运动至第一边缘121以刮平液面。所以，刮板111的第一极限运动位置和第二极限运动位置，可以轮流成为刮板111的运动起始位置或运动终止位置。刮板111可以进行往复的直线运动。
当刮板111采用上述往复的直线运动的形式刮平液面时，可以针对每一个运动方向，分别设置第一预设位置和第二预设位置。相应的，本实用新型实施例提供的3D打印设备包括至少两个预设传感器103。
两个预设传感器103，分别安装于第一预设位置和第二预设位置，第一预设位置和第二预设位置，均位于刮板111的第一极限运动位置和第二极限运动位置之间，并分别靠近第一极限运动位置和第二极限运动位置。
如图1所示，一个预设传感器103安装于第一预设位置，第一预设位置靠近第一极限运动位置，即靠近第一边缘121处。当刮板111的第一极限运动位置为初始运动位置时，刮板111从第一极限运动位置开始运动后，首先会经过第一预设位置，从而位于第一预设位置处的预设传感器103可以发出控制信号，使得激光器102从液面的第一边缘121处开始进行打印，从而实现激光器102在刮板111已经刮平的液面处开始打印。
同理，另一个预设传感器103安装于第二预设位置，第二预设位置靠近第二极限运动位置，即靠近第二边缘122处。当刮板111的第二极限运动位置为初始运动位置时，位于第二预设位置处的预设传感器103可以发出控制信号，使得激光器102从液面的第二边缘122处开始进行打印。
通过两个预设传感器，能够使得刮板111在不同方向运动的情况下，都能及时的检测出刮板111的移动位置。并且对激光器102进行相应的控制，进一步提高了本实用新型实施例提供的3D打印设备的打印效率。
结合上述的各个实施例，在实际应用中，本实用新型提供的3D打印设备还包括第一限位开关和第二限位开关。第一限位开关和第二限位开关分别安装于第一极限运动位置和第二极限运动位置，用于限制刮板111的运动范围。
为了控制刮板111的运动范围，可以在第一极限运动位置和第二极限运动位置分别安装第一限位开关和第二限位开关，当刮板111运动至第一极限运动位置或第二极限运动位置时，刮板111为触动第一限位开关或第二限位开关，从而通过第一限位开关或第二限位开关来控制驱动刮板111运动的驱动元件停止运动，从而使得刮板111停止运动，进而能够限制刮板111的运动范围。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。