[發(fā)明專利]用于3D打印機的具有改進的性能的方法和系統(tǒng)以及采用該方法和系統(tǒng)的3D打印機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580074239.6
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN107206687B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 羅伯特·洛達尼
• 申請（專利權）人: 羅伯特·洛達尼
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B33Y30/00;B33Y40/00;B41J2/01;B41J29/38
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳煒;杜誠

1.一種3D打印機，包括：

打印頭，其具有被布置成將絲材饋送到加熱器的擠出機電機，其中，所述擠出機電機是步進電機；

打印頭定位系統(tǒng)，其被配置成使所述打印頭相對于打印表面移動，其中，所述打印頭定位系統(tǒng)是X和Y打印頭定位系統(tǒng)，所述X和Y打印頭定位系統(tǒng)被配置成沿平行于打印表面的兩個正交方向移動所述打印頭，其中，所述X和Y打印頭定位系統(tǒng)包括X定位電機和Y定位電機，所述X定位電機和所述Y定位電機被配置成分別沿X方向和Y方向移動所述打印頭；

步進驅動器，其連接至所述擠出機電機并且能夠操作以控制所述擠出機電機的操作；

傳感器模塊，其包括被布置成檢測所述絲材的饋送速率的饋送速率傳感器；

X編碼器和Y編碼器，所述X編碼器被布置成感測所述X定位電機的旋轉，所述Y編碼器被布置成感測所述Y定位電機的旋轉；

控制系統(tǒng)，其被編程為：

確定在達到目標X位置和目標Y位置時沉積多少絲材；

從所述傳感器模塊接收指示所述絲材的所述饋送速率的信號，并且

基于來自所述傳感器模塊的所述信號以及基于對沉積多少絲材的確定，來控制所述步進驅動器的操作，同時使得所述打印頭的移動消除誤差，以便根據所述確定來沉積所選體積的絲材。

2.根據權利要求1所述的3D打印機，其中，所述傳感器模塊被配置成感測所述絲材的體積流率，并且其中，所述控制系統(tǒng)包括主控制器和攔截控制器，其中，所述主控制器被配置成向所述攔截控制器發(fā)送低級命令，其中，所述攔截控制器被配置成向所述步進驅動器發(fā)送所述低級命令，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成確定由所述傳感器模塊感測的體積流率是否小于由所述主控制器請求的量，并且所述控制系統(tǒng)被配置成在所感測的體積饋送速率足夠低的情況下重復所述低級命令。

3.根據權利要求2所述的3D打印機，其中，所述傳感器模塊還包括被布置成確定所述絲材的截面的多個尺寸的多個尺寸檢查傳感器，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成基于來自所述多個尺寸檢查傳感器和所述饋送速率傳感器的信號來確定體積流率。

4.一種用于3D打印機的改造系統(tǒng)，其中，所述3D打印機包括打印頭、打印頭定位系統(tǒng)、步進驅動器和主控制器，所述打印頭具有被布置成將絲材饋送到加熱器的擠出機電機，其中所述擠出機電機是步進電機，所述打印頭定位系統(tǒng)被配置成使所述打印頭相對于打印表面移動，其中，所述打印頭定位系統(tǒng)是X和Y打印頭定位系統(tǒng)，所述X和Y打印頭定位系統(tǒng)被配置成沿平行于打印表面的兩個正交方向移動所述打印頭，其中，所述X和Y打印頭定位系統(tǒng)包括X定位電機和Y定位電機，所述X定位電機和所述Y定位電機被配置成分別沿X方向和Y方向移動所述打印頭，其中，所述步進驅動器連接至所述擠出機電機并且能夠操作以控制所述擠出機電機的操作，所述主控制器被配置成經由所述步進驅動器來控制所述擠出機電機的操作，所述改造系統(tǒng)包括：

X編碼器和Y編碼器，所述X編碼器被布置成感測所述X定位電機的旋轉，所述Y編碼器被布置成感測所述Y定位電機的旋轉；

傳感器模塊，其包括被布置成檢測所述絲材的饋送速率的饋送速率傳感器；

攔截控制器，其從所述主控制器接收低級命令并且被編程為：

確定在達到目標X位置和目標Y位置時沉積多少絲材；

從所述傳感器模塊接收指示所述絲材的所述饋送速率的信號，并且

基于來自所述傳感器模塊的所述信號以及基于對沉積多少絲材的確定，來控制所述步進驅動器的操作，同時使得所述打印頭的移動消除誤差，以便根據所述確定來沉積所選體積的絲材。

5.根據權利要求4所述的改造系統(tǒng)，其中，所述傳感器模塊被配置成感測所述絲材的體積流率，并且其中，所述控制系統(tǒng)被配置成確定由所述傳感器模塊感測的體積流率是否小于由所述主控制器請求的量，并且所述控制系統(tǒng)被配置成在所感測的體積饋送速率足夠低的情況下重復所述低級命令。

6.根據權利要求5所述的改造系統(tǒng)，其中，所述傳感器模塊還包括被布置成確定所述絲材的截面的多個尺寸的多個尺寸檢查傳感器，其中，所述攔截控制器被配置成基于來自所述多個尺寸檢查傳感器和所述饋送速率傳感器的信號來確定體積流率。