一种3D打印机电辅热系统的制作方法

本实用新型涉及3d打印机的技术领域，尤其涉及一种3d打印机电辅热系统。

背景技术：

随着3d打印技术的日渐成熟，3d打印机已经从实验室走出，逐步进入各行各业，而3d打印机对环境温度存在要求，对3d打印机加装电辅热系统，可以精确保证打印机喷头处的环境温度，减小因环境温度过低而导致打印件因骤冷发生过量变形，提高打印件精度，减少不合格产品的产生。

市面上简易3d打印件工作环境多样，多不带恒温设施，而简易3d打印机选则加装的热床均安装在底部平台上，在底部时有些许效果，但对除打印件底层之外的其它部分，均不能保证环境温度，不能解决打印件变形问题，故而加装电辅热装置很有必要。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种3d打印机电辅热系统，可以精确保证3d打印机喷头处的环境温度，减小因环境温度过低而导致打印件因骤冷发生过量变形，提高打印件精度，减少不合格产品的产生。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种3d打印机电辅热系统，包括3d打印机支架和3d打印机终端执行器，所述3d打印机支架上安装有电热箱；

所述3d打印机终端执行器上设置有出气口，所述出气口通过导气管道与所述电热箱连接，用于将电热箱中的热空气吹到3d打印机终端执行器的喷头上；

所述电热箱的内部安装有电热丝组和温度传感器，所述电热丝组与温度传感器均与控制电路连接。

进一步的，所述出气口具有带有角度的长柄，该长柄的末端留有通孔，并用螺钉固定于3d打印机终端执行器上。

可选的，所述电热箱的进气口处安装有与所述控制电路相连的风扇，用于使电热箱内的热空气能够持续流动。

进一步的，所述导气管道采用轻质伸缩通风管。

优选的，所述电热箱的一侧延伸有肋板，并在肋板上设置有通孔，经由螺钉通过通孔将电热箱固定在3d打印机支架上。

进一步的，所述控制电路包括型号为at89c52的控制器；所述控制电路中设置有型号为omih-sh-124l的电磁继电器。

优选的，所述控制电路中设定有k1、k2、k3、k4四个输入按键，分别代表温度设定、转速设定、数值加、数值减。

可选的，所述电热丝组的额定工作电压为交流220v，额定功率为300w；

所述温度传感器的型号为ds18b20。

可选的，所述风扇采用直流电机驱动并以pwm进行转速控制。

由上，本实用新型的3d打印机电辅热系统结构简单，设计合理，价格适宜，可有效解决3d打印机在低温环境下执行打印工作出现的打印件变形问题。该3d打印机电辅热系统可有效提升简易3d打印机的环境适应范围，提高打印件质量，减小打印件因环境问题而产生的变形、废件，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的3d打印机电辅热系统的结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例的3d打印机电辅热系统的电热箱的结构示意图；

图3为本实用新型优选实施例的3d打印机电辅热系统的电路图。

图中，1、3d打印机终端执行器；2、出气口；3、导气管道；4风扇；5、电热箱；6、电热丝组；7、温度传感器；8、螺钉；9、3d打印机支架；1001、液晶显示器；1002、控制器；1003、电磁继电器；1004、输入按键。

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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

参见图1至图3对本实用新型的3d打印机电辅热系统进行详细说明。本实用新型的3d打印机电辅热系统包括3d打印机终端执行器1、出气口2、导气管道3、风扇4、电热箱5、电热丝组6、温度传感器7、螺钉8、3d打印机支架9、控制电路，所述3d打印机终端执行器1上固定有出气口2，所述出气口2与导气管道3的一端连接，所述导气管道3的另一端与电热箱5连接，为了使3d打印机电辅热系统不影响3d打印机打印精度，导气管道3采用轻质伸缩通风管。所述电热箱5通过其一侧延伸的肋板和螺钉8固定于3d打印机支架9上。

所述风扇4通过螺钉固定于电热箱5的进气口处，用于使电热箱5内的热空气能够持续流动，风扇4与控制电路连接。为方便控制电路对风扇4转速控制，风扇4采用直流电机并以pwm进行转速控制。

为了将出气口2固定于3d打印机终端执行器1上并使热空气准确吹到终端执行器1的喷头上，对出气口2设计有带有角度的长柄，长柄末端留有通孔，用螺钉固定于3d打印机终端执行器1上。

为了使电热箱5对空气加热，在电热箱5内部设置有电阻丝组6，电阻丝组6的额定工作电压为交流220v，额定功率为300w，与控制电路相连。为了对空气温度有精准控制，在电热箱5内部的出气端，设置有型号为ds18b20的温度传感器7，与控制电路相连。为了使控制电路的低压回路对电热丝组6的高压回路进行控制，控制电路中设置有型号为omih-sh-124l的电磁继电器1003。为了进行对控制电路设定，控制电路设定有k1、k2、k3、k4四个输入按键1004，分别代表温度设定、转速设定、数值加、数值减。另外，为了对控制电路进行设定，控制电路安装有lcd1型号为lm016l液晶显示器1001。控制电路包括型号为at89c52的控制器1002。

其中，本实用新型的控制电路对电热丝组6和风扇4的控制包含以下步骤：

s1、根据打印需要设置风扇4的转速，控制气流流量；

s2、根据打印需要设置气流目标温度，控制电路根据目标温度与温度传感器的差值，运用闭环pid控制电热箱5中电热丝组6加热；

计算目标温度与温度传感器的差值e(t)，计算公式为：

e(t)＝y(t)-r(t)

式中，y(t)为t时刻设定目标温度，r(t)为t时刻温度传感器的返回值，e(t)为t时刻温度偏差，根据温度偏差和闭环pid控制原理，模拟量的控制值u(t)计算公式为：

上式中，kp为比例系数，ki为积分系数，kd为微分系数，根据闭环pid控制的模拟量控制值，数字量的控制值us(t)计算公式为：

上式中，k为数字量系数。

下面，参照图1～图3并结合上述结构描述，对本实用新型的3d打印机电辅热系统的工作原理进行描述：

将风扇4、电热丝组6、温度传感器7均安装于电热箱5上，并通过导线与控制电路相连，当3d打印机开始工作时，温度传感器7会自动检测电热箱5出气口处温度，当温度低于设定值时，控制电路控制风扇4与电热丝组6工作，将空气加热到设定温度，并通过导气管道3和出气口2将热空气吹到3d打印机终端执行器1的喷头处，保证打印件的冷却速度和周围环境的温度，减小打印件因环境温度不当引起的变形，提高打印件精度与质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。