一種3D列印防翹邊的溫度補償與報警方法及加熱系統與流程
2023-12-02 14:43:56 2
本發明涉及印表機領域，本尤其涉及一種解決3D列印時模型出現翹邊和不規則形變等問題的3D列印防翹邊的加熱系統及溫度補償與報警方法。
背景技術：
3D印表機的模型翹邊原因：翹邊是因為PLA/abs等材料列印中,冷卻收縮引起的，列印中新列印的部分溫度較高收縮較慢，靠近列印底板部分的列印模型，因列印時間較長形收縮較快，所以整個模型列印中因收縮形變有不一致，造成邊沿起翹或不規則形變。3D印表機類型的不同，所採用防翹邊方法也不同，究其原因是因為不同的3D印表機的底板尺寸互不相同，其所採用的加熱板的大小也會不相同。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是：提供一種3D列印防翹邊的加熱系統，解決3D列印時模型出現翹邊和不規則形變等問題又不受不同的3D印表機的底板尺寸大小的影響。
為了實現上述目的，本發明採取的技術方案是：一種3D列印防翹邊溫度補償與報警方法，包括如下步驟：
1）開始3D列印之前，預設一溫度區間和一溫差值，實時採集列印底板中心的實際溫度，當列印底板中心的實際溫度低於預設的溫度區間的下限值時，通過吹熱風的方式對列印區域進行溫度補償，從而列印底板中心的溫度升高，直到列印底板中心的實際溫度達到預設的溫度區間的下限值時，開始3D列印模型；
2）在3D列印模型的過程中，當列印底板中心的實際溫度低於預設的溫度區間的下限值時，通過吹熱風的方式對列印區域進行溫度補償；當列印底板中心的實際溫度高於預設的溫度區間的上限值時，停止對列印區域進行溫度補償，以保證列印底板中心的實際溫度控制在預設的溫度區間內；
3）實時採集3D模型中部的實際溫度，並計算列印底板中心的實際溫度和3D模型中部的實際溫度的實際溫度差值 ，若該實際溫度差值小於預設的溫差值，繼續列印；若該實際溫度差值大於預設的溫差值，停止列印並發出報警。
進一步地，所述溫度區間是40-46攝氏度的溫度區間。
進一步地，所述溫差值小於等於5攝氏度。
一種3D列印防翹邊的加熱系統，包括兩個紅外溫度傳感模塊、吹風機、空氣加熱片、調壓模塊、控制模塊和電源模塊，所述調壓模塊包括晶閘管過零觸發電路單元和加熱電路單元，所述晶閘管過零觸發電路單元與加熱電路單元連接以控制加熱電路單元導通或者關斷，所述空氣加熱片串聯在加熱電路單元中並且設置在吹風機的出風口，所述一個紅外溫度傳感模塊用於感應印表機底板中心的實際溫度並輸出溫度信號，所述另一個紅外溫度傳感模塊用於感應3D模型中部的實際溫度並輸出溫度信號，兩個紅外溫度傳感模塊信號輸出端與控制模塊連接，所述吹風機與控制模塊連接，所述晶閘管過零觸發電路單元的控制端與控制模塊電連接，所述電源模塊給紅外溫度傳感模塊、控制模塊、晶閘管過零觸發電路單元供電。
進一步地，所述晶閘管過零觸發電路單元包括過零雙向可控矽光耦、可控三極體和若干限流電阻，所述可控三極體的基極作為晶閘管過零觸發電路單元的控制端經一限流電阻與控制模塊連接，所述可控三極體的射極接地，所述可控三極體的集極經一限流電阻與電源模塊連接，所述可控三極體的基極與過零雙向可控矽光耦的一觸發端連接，所述過零雙向可控矽光耦的另一觸發端經一限流電阻與電源模塊連接，所述過零雙向可控矽光耦的輸出端串聯在加熱電路單元中。
進一步地，所述電源模塊包括穩壓模塊、第一級降壓模塊和第二級降壓模塊；所述穩壓模塊的輸入端用於連接外界電源，其輸出端與第一級降壓模塊的輸入端連接，所述第一級降壓模塊的輸出端與第二級降壓模塊的輸入端、晶閘管過零觸發電路單元連接，所述第二降壓模塊的輸出端給控制模塊和紅外溫度傳感模塊供電。
進一步地，包括按鍵模塊，所述按鍵模塊與控制模塊連接，所述電源模塊給按鍵模塊供電。
進一步地，包括顯示模塊，所述顯示模塊與控制模塊連接，所述電源模塊給顯示模塊供電。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：1、採取吹熱風的方式通過對列印區域進行補償，不僅對 3D印表機的底板進行溫度補償，同時對列印模型整體進行溫度補償, 保證列印過程中底板的溫度適宜，從而防止底板翹邊，同時又防止模型與底板溫差過大，解決了3D列印時模型出現翹邊和不規則形變等問題。2、因採用了紅外溫度傳感模塊更容易實現採集底板中心和模型中部的溫度，因此在不改變或拆卸原有3D印表機的基礎上即可安裝此加熱系統，避免的3D印表機拆裝後在調試的麻煩，紅外溫度傳感模塊不需要與底板和列印模型粘結，節省了材料，解決了3D列印時模型出現翹邊和不規則形變等問題。
附圖說明
圖1 本發明的模塊示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步說明，以使更能理解本發明的創造點所在。
一種3D列印防翹邊溫度補償與報警方法，包括如下步驟：
1）開始3D列印之前，預設一溫度區間和一溫差值，實時採集列印底板中心的實際溫度，當列印底板中心的實際溫度低於預設的溫度區間的下限值時，通過吹熱風的方式對列印區域進行溫度補償，從而列印底板中心的溫度升高，直到列印底板中心的實際溫度達到預設的溫度區間的下限值時，開始3D列印模型；
2）在3D列印模型的過程中，當列印底板中心的實際溫度低於預設的溫度區間的下限值時，通過吹熱風的方式對列印區域進行溫度補償；當列印底板中心的實際溫度高於預設的溫度區間的上限值時，停止對列印區域進行溫度補償，以保證列印底板中心的實際溫度控制在預設的溫度區間內；
3）實時採集3D模型中部的實際溫度，並計算列印底板中心的實際溫度和3D模型中部的實際溫度的實際溫度差值 ，若該實際溫度差值小於預設的溫差值，繼續列印；若該實際溫度差值大於預設的溫差值，停止列印並發出報警。
為了滿足列印材料的溫度特性，所述溫度區間是40-46攝氏度的溫度區間。
為了更好的防止模型列印過程中出現翹邊和不規則，所述溫差值最好小於等於5攝氏度。
如圖1所示，一種3D列印防翹邊的加熱系統，包括兩個紅外溫度傳感模塊、吹風機、空氣加熱片、調壓模塊、控制模塊和電源模塊，所述調壓模塊包括晶閘管過零觸發電路單元和加熱電路單元，所述晶閘管過零觸發電路單元與加熱電路單元連接以控制加熱電路單元導通或者關斷，所述空氣加熱片串聯在加熱電路單元中並且設置在吹風機的出風口，所述一個紅外溫度傳感模塊用於感應印表機底板中心的實際溫度並輸出溫度信號，所述另一個紅外溫度傳感模塊用於感應3D模型中部的實際溫度並輸出溫度信號，兩個紅外溫度傳感模塊信號輸出端與控制模塊連接，所述吹風機與控制模塊連接，所述晶閘管過零觸發電路單元的控制端與控制模塊電連接，所述電源模塊給紅外溫度傳感模塊、控制模塊、晶閘管過零觸發電路單元供電。
具體地，所述晶閘管過零觸發電路單元包括過零雙向可控矽光耦、可控三極體和若干限流電阻，所述可控三極體的基極作為晶閘管過零觸發電路單元的控制端經一限流電阻與控制模塊連接，所述可控三極體的射極接地，所述可控三極體的集極經一限流電阻與電源模塊連接，所述可控三極體的基極與過零雙向可控矽光耦的一觸發端連接，所述過零雙向可控矽光耦的另一觸發端經一限流電阻與電源模塊連接，所述過零雙向可控矽光耦的輸出端串聯在加熱電路單元中。
具體地，所述電源模塊包括穩壓模塊、第一級降壓模塊和第二級降壓模塊；所述穩壓模塊的輸入端用於連接外界電源，其輸出端與第一級降壓模塊的輸入端連接，所述第一級降壓模塊的輸出端與第二級降壓模塊的輸入端、晶閘管過零觸發電路單元連接，所述第二降壓模塊的輸出端給控制模塊和紅外溫度傳感模塊供電。
為了便於設置溫差值和溫度區域，一種3D列印防翹邊的加熱系統包括按鍵模塊，所述按鍵模塊與控制模塊連接，所述電源模塊給按鍵模塊供電。
為了顯示溫差值和實際溫度值，一種3D列印防翹邊的加熱系統包括顯示模塊，所述顯示模塊與控制模塊連接，所述電源模塊給顯示模塊供電。
工作原理：設定溫度區域和溫差值，控制模塊控制調壓模塊中晶閘管過零觸發電路單元，晶閘管過零觸發電路單元控制加熱電路單元的通斷，以調整空氣加熱片溫度，吹風機為空氣加熱片送風，風經過空氣加熱片後，溫度加熱到一定範圍內對列印區域進行加熱，使列印區域溫度趨於穩定，消除3D印表機在列印的過程中出現的翹邊問題，吹風機送出的風，通過空氣加熱片進行空氣加熱，吹向列印底板和模型，紅外溫度傳感模塊的探頭實時檢測模型和底板溫度，控制模塊根據檢測溫度發送脈衝信號給調壓模塊，調壓模塊調整空氣加熱片兩端電壓，若需升溫，升高兩端電壓有效值，若需降溫降低兩端電壓有效值，以適應環境溫度變化，此系統採用過零觸發晶閘管導通與關斷的時間比值進行調節空氣加熱片的溫度，由於過零觸發不改變電壓的波形只改變電壓全波導通的次數，不會對電網造成汙染。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。