技术特征：
1.一种硅胶挤出延迟误差函数的构建方法，其用于构建3d打印机的挤出头在挤出硅胶时的延迟误差函数；所述延迟误差函数用于表征所述挤出头移动状态发生变化时，硅胶打印路径的宽度变化规律；其特征在于，所述构建方法包括以下步骤：(1)建立x-y-z坐标系，并确定打印参数；所述打印参数包括：挤出头高度、挤出头移动速度以及挤出气压压力；(2)设计多组路径图案；每组路径图案包括：位于同一水平面且均为直线的起始段、过渡段以及稳态段；起始段的一端与过渡段的一端连接，过渡段的另一端与稳态段的一端连接；所述起始段与所述稳态段之间相互平行且长度相等；(3)利用所述挤出头依次对多组所述路径图案进行打印，得到分别与多组路径图案相对应的多组打印样品；(4)在每组所述打印样品的起始段和稳态段上分别设置n个测量点，并测量所述起始段上各测量点处的第一路径宽度，同时测量出所述稳态段上对应测量点处的第二路径宽度；其中，所述起始段上的n个测量点位置分别与所述稳态段上的n个测量点一一对应；(5)根据所述第一路径宽度以及相对应的所述第二路径宽度，计算出每组所述打印样品上各测量点处的路径宽度比例；(6)根据每组所述打印样品上的多个所述路径宽度比例，建立出与每组所述打印样品相对应的比例变化函数；(7)将多组打印样品相对应的多个比例变化函数拟合处理，构建出硅胶挤出延迟误差函数g(t)。2.根据权利要求1所述的硅胶挤出延迟误差函数的构建方法，其特征在于，步骤(3)中，在打印多组所述路径图案时，不同组所述路径图案的所述挤出头移动速度不同，且所述挤出头高度以及所述挤出气压压力均相等；在打印每组路径图案时，所述挤出头移动速度保持匀速。3.根据权利要求2所述的硅胶挤出延迟误差函数的构建方法，其特征在于，步骤(5)中，每组所述打印样品上各测量点处的路径宽度比例的表达公式为：式中，μ
i
表示每组所述打印样品上各测量点处的路径宽度比例；表示每组所述打印样品的起始段上各测量点处的第一路径宽度；表示每组所述打印样品的稳态段上各测量点处的第二路径宽度。4.根据权利要求2所述的硅胶挤出延迟误差函数的构建方法，其特征在于，步骤(7)中，在一个预设挤出气压压力条件下，所述硅胶挤出延时函数g(t)的表达公式为：其中，e表示自然常数；t表示挤出调整时间。5.根据权利要求2所述的硅胶挤出延迟误差函数的构建方法，其特征在于，每组所述打印样品中，相邻的两个测量点之间的距离等于每隔一个预设时间段所述挤出头的移动距离。
6.一种硅胶3d打印机的补偿控制方法，其用于对3d打印机的挤出头的延迟误差进行补偿控制，以实现硅胶的精确挤出，得到均匀的硅胶打印路径；所述延迟误差为所述挤出头移动状态发生变化时，硅胶打印路径的宽度变化；其特征在于，所述误差补偿控制方法包括以下步骤：s1.构建硅胶挤出延迟误差函数g(t)；其中，所述硅胶挤出延迟误差函数g(t)采用如权利要求1至5中任意一项所述的硅胶挤出延迟误差函数的构建方法构建；s2.分别获取硅胶打印时的延迟区间，以及在硅胶打印路径达到稳态时所述挤出头的进给速度；s3.根据所述硅胶挤出延迟误差函数g(t)，计算得到延迟误差补偿函数；所述延迟误差补偿函数的表达公式为：式中，v
″
表示延迟误差补偿速度；v
′
表示在硅胶打印路径达到稳态时所述挤出头的进给速度；s4.根据所述延迟误差补偿函数，在所述延迟区间内将所述挤出头的实时进给速度调节为相应的延迟误差补偿速度，以使所述延迟区间内的所述硅胶打印路径达到稳态线宽。7.一种硅胶3d打印机，其包括：挤出头，其固定安装在一个移动载台上；控制器，其用于对所述挤出头的延迟误差进行补偿控制，以实现硅胶的精确挤出；其特征在于，所述控制器采用权利要求6中所述的硅胶3d打印机的补偿控制方法对所述挤出头硅胶挤出的延迟误差进行补偿控制。8.根据权利要求7所述的硅胶3d打印机，其特征在于，所述挤出头包括：挤料管，其底部开设有出料口；所述挤料管固定在所述移动载台上；活塞，其滑动安装在所述挤料管的内壁；所述活塞的下表面与所述挤料管内壁以及所述出料口之间形成一个存料空间；以及驱动机构，其用于驱动所述活塞在所述挤料管内升降，以调节所述存料空间大小，实现硅胶的挤出或回抽。9.根据权利要求8所述的硅胶3d打印机，其特征在于，所述驱动机构包括：丝杆，其同轴设置在所述挤料管内，且所述丝杆的顶部与所述挤料管的顶壁转动连接；滑块，其沿所述挤料管的延伸方向可滑动连接在所述挤料管内，且所述滑块位于所述活塞上方；所述滑块上开设有与所述丝杆匹配的螺纹孔，且所述滑块通过所述螺纹孔与所述丝杆配合连接；多根连接杆，其呈圆周分布在所述滑块与所述活塞之间；每根连接杆的一端与所述滑块的底部固定连接，另一端与所述活塞的顶部固定连接；以及驱动电机，其用于驱使所述丝杆转动。
技术总结
本发明涉及一种硅胶3D打印机及其挤出延迟误差函数的构建方法。该硅胶挤出延迟误差函数的构建方法通过设计多组路径图案，然后利用挤出头依次对多组路径图案进行打印，得到分别与多组路径图案相对应的多组打印样品，从而在每组打印样品的起始段和稳态段上分别设置N个测量点，并测量起始段上各测量点处的第一路径宽度以及第二路径宽度，进而计算出每组打印样品上各测量点处的路径宽度比例，最后建立出每组打印样品的比例变化函数，将多个比例变化函数拟合处理，构建出硅胶基挤出延迟误差函数，从而可根据延迟误差函数方便获取在挤出头移动状态发生变化时，硅胶打印路径发生的宽度变化，提高打印成型件的成型精度以及打印质量。提高打印成型件的成型精度以及打印质量。提高打印成型件的成型精度以及打印质量。
技术研发人员：田晓青 房庆博 刘俊饶 马丁逸飞 王昱霖 刘智炫
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2022.05.23
技术公布日：2022/9/15