料盒树脂液热循环结构、打印机以及3D打印方法与流程

本申请涉及打印机技术领域，具体而言，涉及一种料盒树脂液热循环结构、打印机以及3d打印方法。

背景技术：

3d打印机的打印材料一般为光敏树脂材料，光敏树脂材料是由聚合物单体、预聚物、光引发剂、稀释剂等组成，一般呈液体，在一定波长的紫外光照射下发生聚合反应而固化。

针对高黏度的光敏树脂，需要加热才能达到较好的打印效果。现有的3d打印机虽然具有加热功能，但是在加热过程中，由于光敏树脂是由不同的物质混合而成，不同的物质容易形成沉淀。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种料盒树脂液热循环结构、打印机以及3d打印方法，旨在改善光敏树脂在加热过程中容易沉淀的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种料盒树脂液热循环结构，料盒树脂液热循环结构包括打印机的料盒以及循环加热结构，循环加热结构设置于料盒外，循环加热结构包括送料部件、输送动力件和加热机构，送料部件内部具有送料通道，送料通道的两端均与料盒内部连通，输送动力件被构造成将料盒内的树脂液吸出，经送料通道进入到料盒内，加热机构被构造成加热送料通道内的树脂液。

在上述实现过程中，通过输送动力件能够将料盒内的树脂液吸出，流经送料通道，通过加热机构对送料通道内树脂液进行加热，加热后的树脂液被重新输送至料盒内，被加热后的树脂液粘稠度降低，流动性增大，降低树脂液分离时的拉拔力大小。料盒内的树脂液被源源不断地替换成加热后的树脂液，从而能够提高打印的成功率。在本申请的实施例中，整个循环加热机构设置在料盒外部，循环流动的树脂液被单独加热，树脂液在循环流动的过程中，树脂液的各组分均随之流动，能够使得各组分充分混合，减少树脂液产生沉淀的几率。

在一种可能的实施方案中，送料部件包括送料管道，送料管道为软管，软管的两端分别与料盒内部连通，输送动力件为蠕动泵，软管的至少一段安装于蠕动泵的泵头，泵头能够挤压软管使得软管的截面空间产生变化，将料盒内的树脂液吸出并经软管输送至料盒内，加热机构被构造成加热软管内的树脂液。

在上述实现过程中，蠕动泵的泵头的滚轮能够挤压软管或者对软管释放压力，从而使得软管的截面空间产生变化，从而达到泵送树脂液的目的。

在一种可能的实施方案中，送料部件包括送料管道，所述送料管道包括第一段和第二段，第一段的一端与料盒内部连通，第二段的一端与料盒内部连通，第一段的另一端和第二段的另一端均与输送动力件的泵头连接，且第一段的另一端与第二段的另一端连通，输送动力件被构造成将料盒内的树脂液吸出，依次经过第一段和第二段进入到料盒内。

在上述实现过程中，输送动力件将料盒内的树脂液吸出，经第一段流向泵头的内腔，再经过第二段进入到料盒内，从而达到泵送树脂液的目的。

在一种可能的实施方案中，加热机构包括加热主体和加热部件，加热主体内部具有加热腔室，送料管道的加热段设置于加热腔室内部，加热部件用于加热加热段内的树脂液。

在上述实现过程中，通过加热部件加热散发热量，在加热腔室内热量传递给送料管道的加热段的树脂液，加热段内的树脂液升温。

在一种可能的实施方案中，循环加热结构还包括恒温控制器，恒温控制器与加热部件电性连接，恒温控制器用于检测加热段的出口处或者料盒的进口处的树脂液的温度，并用于控制加热部件启动或停止加热。

在上述实现过程中，通过恒温控制器检测到加热段的出口处或者料盒的进口处的树脂液的温度，如果温度低于预设温度，则恒温控制器控制加热部件启动继续加热树脂液，如果温度达到预设温度，则恒温控制器控制加热部件停止加热树脂液，从而较精确地控制树脂液的温度。

在一种可能的实施方案中，加热机构包括加热主体，加热主体内部具有加热腔室，送料管道的加热段设置于加热腔室内部，加热主体的材质为电热材料，加热主体连接有供电装置，加热主体与供电装置电性连接，加热主体被构造成加热加热段内的树脂液。

在上述实现过程中，通过供电装置可以向材质为电热材料的加热主体通电，通电后的加热主体产生热量，对位于加热腔室内的送料管道的加热段内的树脂液进行加热。

在一种可能的实施方案中，循环加热结构还包括恒温控制器，恒温控制器与供电装置电性连接，恒温控制器用于检测加热段的出口处或者料盒的进口处的树脂液的温度，并用于控制供电装置向加热主体供电或者断电。

在上述实现过程中，通过恒温控制器检测到加热段的出口处或者料盒的进口处的树脂液的温度，如果温度低于预设温度，则恒温控制器控制供电装置向加热主体供电使得加热主体产生热量对树脂液进行加热，如果温度达到预设温度，则恒温控制器控制供电装置停止向加热主体供电，从而较精确地控制树脂液的温度。

在一种可能的实施方案中，加热段包括多条依次连通的液体流道，每条液体流道均包括相对设置的进液端和出液端，相邻设置的两条液体流道的进液端和出液端设置在加热段的同一侧。

在上述实现过程中，这样的加热段结构能够增加树脂液在加热段内的流动路径，在加热腔室停留的时间更长，树脂液能够被充分的加热。

在一种可能的实施方案中，相邻设置的两条液体流道通过圆弧段流道连接，圆弧段流道沿预设方向凸出，预设方向为进液端指向出液端的方向。

在上述实现过程中，树脂液在经过该圆弧段流道时，流动性会更好，减少树脂液中产生沉淀的几率。

第二方面，本申请实施例提供一种打印机，其包括上述的料盒树脂液热循环结构。

在上述实现过程中，由于料盒树脂液热循环结构使得料盒内的树脂液液循环流动起来，且在流动的过程中被加热，被加热的树脂液源源不断输送至料盒内，在打印机进行打印时，能够提高打印成功的几率。

第三方面，本申请实施例提供一种3d打印方法，包括：在料盒树脂液热循环结构的料盒内填充树脂液，利用输送动力件将料盒内的树脂液吸出并经过送料通道，加热机构加热送料通道内的树脂液，输送动力件将加热后的树脂液经送料通道输送至料盒内，利用料盒内加热后的树脂液进行3d打印。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种料盒树脂液热循环结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种料盒树脂液热循环结构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的加热主体和加热段的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种加热机构的模块示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种加热机构的模块示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种加热主体的结构示意图。

图标：100-料盒树脂液热循环结构；10-循环加热结构；101-进料端；102-出料端；103-输送动力件；105-第一段；105a-第一单向阀；106-第二段；106a-第二单向阀；1111-液体流道；1111a-进液端；1111b-出液端；1112-圆弧段流道；12-加热机构；121-加热主体；1211-安装件；121a-加热腔室；1211a-空腔；1211b-安装槽；1221-加热件；1222-第一供电装置；13-恒温控制器；131-温度感应模块；132-控制模块；14-第二供电装置；20-料盒。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多条”的含义是两条或两条以上，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例提供一种料盒树脂液热循环结构100、打印机以及3d打印方法，旨在改善光敏树脂在加热过程中容易沉淀的问题。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

请参看图1，图1为本申请实施例提供的料盒树脂液热循环结构100的结构示意图。料盒树脂液热循环结构100包括料盒20以及循环加热结构10。其中，料盒20主要用于盛装树脂液，在料盒20内的树脂液温度较低时，树脂液的黏度较大，不能满足3d打印机的要求。通过循环加热结构10能够使得料盒20内的树脂液循环流动起来，且对流动的树脂液进行加热，降低树脂液的黏度，改善树脂液出现沉淀的问题。

循环加热结构10设置于料盒20外，循环加热结构10包括送料部件、输送动力件103和加热机构12，送料部件内部具有送料通道，送料通道的两端均与料盒20内部连通。输送动力件103被构造成将料盒20内的树脂液吸出，经送料通道进入到料盒20内，加热机构12被构造成加热送料通道内的树脂液。

送料通道包括进料端101和出料端102，输送动力件103将料盒20内的树脂液吸出，从进料端101流经送料通道后经出料端102再次流入料盒20内，树脂液在送料通道内被加热机构12加热，加热后的树脂液被重新输送至料盒20内。加热后的树脂液粘稠度降低，流动性增大，降低树脂液分离时的拉拔力大小。料盒20内的树脂液被源源不断地替换成加热后的树脂液，从而能够提高打印的成功率。具体使用时，在打印之前，先将料盒20内的树脂液进行不断地循环流动并进行加热，待达到一定的温度区间后再进行打印。

在本申请的实施例中，整个循环加热机构12设置在料盒20外部，循环流动的树脂液被加热机构12不断地加热，能够较好地对树脂液进行加热，树脂液在循环流动的过程中，树脂液的各组分均随之流动，能够使得各组分充分混合，减少树脂液产生沉淀的几率。

请参照图1，在一种可能的实施方案中，送料部件包括送料管道，其中，送料管道为软管，软管的两端分别与料盒20内部连通，输送动力件103为蠕动泵，软管的至少一段安装于蠕动泵的泵头，泵头能够挤压软管使得软管的截面空间产生变化，将料盒20内的树脂液吸出并经软管输送至料盒20内，加热机构12被构造成加热软管内的树脂液。

示例性地，蠕动泵可以设置一个或者多个，当设置一个蠕动泵时，则软管的其中一段安装于蠕动泵的泵头；当设置多个蠕动泵时，多个蠕动泵间隔设置，软管的多段分别被多个蠕动泵的泵头夹持。软管中被蠕动泵的泵头夹持的管段由于泵头的滚轮的挤压，使得软管的截面空间产生变化，在滚轮挤压和释放压力的过程中，从而达到泵送软管内树脂液的效果。

示例性地，软管包括第一段105和第二段106，蠕动泵被构造成将料盒20内的树脂液吸出，依次经过第一段105和第二段106进入到料盒20内，加热机构12被构造成加热第二段106内的树脂液。可以理解的是，也可以设置成加热机构12用于加热第一段105内的树脂液。其中，树脂液经过蠕动泵时，树脂液也是存在于软管中的，不接触泵体，树脂液不会被污染。示例性地，软管可以选择硅胶材质或者氟橡胶等材质。本实施例对软管的材质不做具体限制，只要能够被蠕动泵的泵头内的滚轮挤压即可。

请参照图2，在另一种可能的实施方案中，送料部件包括送料管道，送料管道包括第一段105和第二段106，第一段105的一端与料盒20内部连通，第二段106的一端与料盒20内部连通，第一段105的另一端和第二段106的另一端均与输送动力件103的泵头连接，且第一段105的另一端与第二段106的另一端连通，输送动力件103被构造成将料盒20内的树脂液吸出，依次经过第一段105和第二段106进入到料盒20内。

其中，输送动力件103将料盒20内的树脂液吸出，经第一段105流向泵头的内腔，再经过第二段106进入到料盒20内，从而达到泵送树脂液的目的。可选地，加热机构12被构造成加热第二段106内的树脂液。可以理解的是，也可以设置成加热机构12用于加热第一段105内的树脂液。示例性地，输送动力件103可选择齿轮泵或者活塞泵。

其中，齿轮泵的泵头由泵体、前后盖和两个齿轮组成两个封闭空间。示例性地，第一段105的另一端与齿轮脱开侧的空间(吸入腔)连通，第二段106的另一端与齿轮啮合侧的空间(排出腔)连通，其中，吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。当齿轮转动时，吸入腔的体积从小变大，形成真空，将料盒20内的树脂液吸入，排出腔的体积从大变小，而将树脂液挤入第二段106中，经第二段106输送到料盒20内。需要说明的是，齿轮泵的两个齿轮由电机驱动，电机与其中一个齿轮传动连接，其中一个齿轮与另一个齿轮啮合带动另一个齿轮转动。

其中，活塞泵又称作电动往复泵，活塞泵将料盒20内的树脂液吸出经第一段105进入到活塞泵的泵头内腔中，再经过活塞运动将树脂液排出到第二段106中。需要说明的是，当选择活塞泵时，需要在第一段105安装第一单向阀105a，在第二段106安装第二单向阀106a。其中，第一单向阀105a被构造成树脂液只能通过第一段105流向活塞泵的泵头，第二单向阀106a被构造成树脂液只能通过活塞泵的泵头流向第二段106。

进一步地，请参照图3，加热机构12包括加热主体121，加热主体121内部具有加热腔室121a，送料管道的加热段设置于加热腔室121a内部。在一种可能的实施方案中，加热机构12还包括加热部件，加热部件用于加热加热段内的树脂液。

示例性地，加热部件包括加热件1221和第一供电装置1222(参照图4)，加热件1221可以是加热膜或者加热管。示例性地，加热管或者加热膜与第一供电装置1222电性连接，加热件1221安装在加热腔室121a的内部。使用时，第一供电装置1222向加热管或者加热膜供电，使得加热管或者加热膜通电产生热量，产生的热量在加热腔室121a散发，从而对加热段内的树脂液进行充分加热。示例性地，当加热件1221选择加热膜时，加热膜贴附在加热主体121的内壁。当选择加热管时，加热管可直接置于加热腔室121a内部。其中，加热主体121可采用金属材料、陶瓷材料制成或者耐火材料等制成。另外，第一供电装置1222可以是电源装置，电源装置与加热件1221电性连接；第一供电装置1222也可以包括电缆、插头和插座，电缆的一端与加热件1221电性连接，电缆的另一端与插头连接，插座与电源电性连接，插头插在插座上，通过插头与插座的配合能够使得电源装置向加热件1221供电。其中，加热主体121开设有安装孔，电缆穿设于该安装孔，安装孔的孔径略大于电缆的外径，使得电缆能够刚好穿过该安装孔且与安装孔的孔径之间无间隙，减少热量从安装孔散发。示例性地，安装孔的孔径比电缆的外径大1～3mm。

在另一种可能的实施方案中，加热主体121的材质为电热材料，加热主体121连接有第二供电装置14，加热主体121与第二供电装置14电性连接(参照图5)，加热主体121被构造成加热加热段内的树脂液。需要说明的是，电热材料即是说通电后能够发热的材料。示例性地，加热主体121可以采用铸铝或铸铁等金属类电热材料，或者陶瓷类发热材料，第二供电装置14向加热主体121供电，材质为电热材料的加热主体121在通电后会升温，将热量传递给加热腔室121a内的加热段内的树脂液，使得树脂液的温度上升，粘稠度变低。其中，第二供电装置14可以是电源装置，电源装置与加热主体121电性连接；第二供电装置14也可以是包括电缆、插头和插座，电缆的一端与加热主体121电性连接，电缆的另一端与插头连接，插座与电源电性连接，插头插在插座上，通过插头与插座的配合能够使得电源向加热主体121供电。

其中，循环加热结构10还包括恒温控制器13，恒温控制器13靠近加热段出口或者料盒20的进口处安装，恒温控制器13可通过螺栓安装固定在加热主体121的外壁(参照图1和图3)或者料盒20的外壁。示例性地，恒温控制器13采用pid算法控制。在一种可能的实施方案中，恒温控制器13与加热部件电性连接，恒温控制器13用于检测加热段的出口处或者料盒20进口处的树脂液的温度，并用于控制加热部件启动或停止加热。需要说明的是，料盒20的进口端即为料盒20与送料通道的出料端102连接的位置处。

在另一种可能的实施方案中，恒温控制器13与第二供电装置14电性连接，恒温控制器13用于检测加热段的出口处或者料盒20的进口处的树脂液的温度，并用于控制第二供电装置14向加热主体121供电或者断电。

示例性地，恒温控制器13包括温度感应模块131和控制模块132，其中，温度感应模块131与控制模块132电性连接，控制模块132与第一供电装置1222信号连接(参照图4)，或者控制模块132与第二供电装置14信号连接(参照图5)，即控制模块132可以与电源装置或者插座信号连接。温度感应模块131检测加热段的出口处或者料盒20的进口处的树脂液的温度，并将检测到的温度信号传递给控制模块132，控制模块132接收到该温度信号并判断该温度是否达到预设温度，如果没有达到预设温度，则控制第一供电装置1222向加热件1221供电(参照图4)或者控制第二供电装置14向加热主体121供电(参照图5)；如果达到预设温度，则控制第一供电装置1222与加热件1221断电(参照图4)或者控制第二供电装置14与加热主体121断电(参照图5)，从而对加热段内的树脂液的加热温度进行控制。通过恒温控制器13可以较精确地控制树脂液的温度，加热后的树脂液源源不断地被输送到料盒20内，可以让料盒20内的光敏树脂在打印过程中一直保持在较佳的温度区间内，让打印出来的模型效果更佳。

其中，温度感应模块131可以是温度传感器，该温度传感器可以是目前市面上常用的温度传感器，例如，热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(rtd)和ic温度传感器等。其中，热敏电阻可以选用mf12系列、mf53系列或mz11系列的热敏电阻温度传感器。需要说明的是，恒温控制器13安装在加热段的出口处时，温度感应模块131检测的是加热段的出口处的管壁的温度，温度感应模块131是间接地检测加热段的出口处的树脂液的温度的；当恒温控制器13安装在料盒20进口处是，温度感应模块131检测的是料盒20进口处的料盒20外壁的温度，温度感应模块131是间接地检测料盒20进口处的树脂液的温度的。另外，控制模块132可以是通用处理器，通用处理器包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其中，通用处理器可以是微处理器或者也可以是任何常规的处理器等。

当第一供电装置1222或者第二供电装置14选择电源装置时，电源装置与加热主体121之间，或者电源装置与加热件1221之间设置一个隔离开关，加热主体121或者加热件1221通过该隔离开关与电源装置耦合。其中，隔离开关可以是开关管、继电器，以及满足根据控制模块132发送的控制指令去控制某一元器件与电源之间的通/断电的要求的元器件均可。其中，当第一供电装置1222或者第二供电装置14选择插头、插座的连接方式时，插座具有开关。

在一种可能的实施方案中，加热段的出口与料盒20的进口端基本无间隙，也即是说，加热段的出口即是料盒20的进口端，这样能够保证加热后的树脂液直接流进料盒20内部，减少树脂液的热量散失。

进一步地，请继续参照图3，加热段包括多条依次连通的液体流道1111，每条液体流道1111均包括相对设置的进液端1111a和出液端1111b，相邻设置的两条液体流道1111的进液端1111a和出液端1111b设置在加热段的同一侧。也即是说，如图3所示，从上方竖直指向下方的方向(箭头a指示的方向)，第一条液体流道的进液端1111a与第二条液体流道的出液端1111b在同一侧(位于加热段的右侧)，第二条液体流道的出液端1111b与第三条液体流道的进液端1111a在同一侧(位于与加热段的左侧)，以此类推。这样的加热段结构能够增加树脂液在加热段内的流动路径，在加热腔室121a停留的时间更长，树脂液能够被充分的加热。可以理解的是，加热段也可以只设置一条液体流道1111。

进一步地，相邻设置的两条液体流道1111通过圆弧段流道1112连接，圆弧段流道1112沿预设方向凸出，预设方向为进液端1111a指向出液端1111b的方向。通过圆弧段流道1112将两条液体流道1111连接起来，且圆弧段流道1112沿进液端1111a指向出液端1111b的方向凸起，则树脂液在经过该圆弧段流道1112时，流动性会更好，减少树脂液中产生沉淀的几率。

示例性地，当选择软管时，加热主体121可以这样设置(参照图6)，加热主体121由两个安装件1211组成，两个安装件1211均为内部具有空腔1211a的空壳结构，两个安装件1211的空腔1211a形成加热腔室121a，且两个安装件1211的一个表面均具有安装槽1211b，两个安装件1211安装在一起时，两个安装槽1211b能够形成一个安装通道。软管的加热段可以安装在该安装通道内，软管的排布方式可以通过该安装通道进行限定，即通过设置安装槽1211b的形状，对不同排布方式的软管进行限定。这种结构的加热主体121，如果选择加热膜时，可将加热膜贴附在安装槽1211b的内壁；选择加热管时，可将加热管安装在安装件1211的空腔1211a中，安装槽1211b所在的表面可以设置为金属或陶瓷材质，以实现更好地导热。

可以理解的是，也可以不设置加热段，送料管道直接与安装通道连通，使得树脂液能够直接进入安装通道被加热，安装通道的出口端通过其他管道与料盒20连通。

本实施例还提供一种打印机，其包括上述的料盒树脂液热循环结构100。

下面结合描述本申请实施例的打印机的工作原理：

打印机工作时，树脂液在输送动力件103的作用下从料盒20内被吸出，进入送料通道中，树脂液流经加热段时，在加热腔室121a内被加热，通过恒温控制器13能够较精确地控制树脂液的加热温度，加热后的树脂液输入到料盒20内部。被加热后的树脂液粘稠度降低，流动性增大，降低了树脂液分离时的拉拔力大小，达到提高打印成功率的目的。树脂液在循环流动的过程中，树脂液的各组分均随之流动，能够使得各组分充分混合，减少树脂液产生沉淀的几率。

本实施例还提供一种3d打印方法，包括：在料盒树脂液热循环结构100的料盒20内填充树脂液，利用输送动力件103将料盒20内的树脂液吸出并经过送料通道，加热机构12加热送料通道内的树脂液，输送动力件103将加热后的树脂液经送料通道输送至料盒20内，利用料盒20内加热后的树脂液进行3d打印。

料盒20内的树脂液被源源不断地输送至送料通道内并被加热，加热后的树脂液被源源不断地再次输送至料盒20内，料盒20内的树脂液温度达到一定的温度区间，即可提高打印成功率。且树脂液在循环流动的过程中，树脂液的各组分均随之流动，能够使得各组分充分混合，减少树脂液产生沉淀的几率。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，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。