[發明專利]用于3D打印機的具有改進的性能的方法和系統以及采用該方法和系統的3D打印機

有效

• 申請號: 201580074239.6
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN107206687B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（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

提供了一種3D打印機，該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(步進)電機；X和Y打印頭定位系統，其被配置成使打印頭相對于打印表面移動；以及步進驅動器，其可操作以控制擠出機電機的操作。一方面，3D打印機還包括：傳感器模塊，其具有被布置成檢測絲材的饋送速率的饋送速率傳感器；以及控制系統，其被編程為從傳感器模塊接收指示絲材的饋送速率的信號并且基于來自傳感器模塊的信號來控制步進驅動器的操作。另一方面，X和Y定位系統包括X定位電機和Y定位電機以及被布置成感測所述定位電機的旋轉的X編碼器和Y編碼器。3D打印機還包括控制系統，該控制系統被編程為：向定位電機發送低級命令以使打印頭移動至目標位置；并且從X編碼器和Y編碼器接收指示打印頭的實際位置的信號并且補償任何檢測到的誤差。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年11月24日提交的美國臨時專利申請No.62/083311的優先權，該美國臨時專利申請的全部內容合并在本文中。

技術領域

本公開內容總體上涉及3D打印機，更特別地，涉及用于3D打印機的改造系統。

背景技術

參照圖1和圖2，它們示出了使用現有技術的3D打印機制造的產品的示例，其中，在打印過程中出現誤差。

提供能夠避免或消除至少一些打印誤差的3D打印機會是有益的。

發明內容

一方面，提供了一種3D打印機，該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(即步進電機)；打印頭定位系統，其被配置成使打印頭相對于打印表面移動；步進驅動器，其連接至擠出機電機并且能夠操作以控制擠出機電機的操作；傳感器模塊，其包括被布置成檢測絲材的饋送速率的饋送速率傳感器；以及控制系統，其被編程為從傳感器模塊接收指示絲材的饋送速率的信號并且基于來自傳感器模塊的信號來控制步進驅動器的操作。

另一方面，提供了一種用于3D打印機的改造系統，其中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，其中擠出機電機是步進電機；打印頭定位系統，其被配置成使打印頭相對于打印表面移動；步進驅動器，其連接至擠出機電機并且能夠操作以控制擠出機電機的操作；以及主控制器，其被配置成經由步進驅動器來控制擠出機電機的操作。改造系統包括：傳感器模塊，其包括被布置成檢測絲材的饋送速率的饋送速率傳感器；以及攔截控制器，其從主控制器接收低級命令并且被編程為：

從傳感器模塊接收指示絲材的饋送速率的信號，并且

基于來自傳感器模塊的信號來控制步進驅動器的操作。

另一方面，提供了一種3D打印機，該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，其中擠出機電機是步進電機；X和Y打印頭定位系統，其被配置成使打印頭沿平行于打印表面的兩個正交方向移動，其中X和Y打印頭定位系統包括X定位電機和Y定位電機，X定位電機和Y定位電機被配置成使打印頭分別沿X方向和Y方向移動；步進驅動器，其連接至擠出機電機并且能夠操作以控制擠出機電機的操作；X編碼器和Y編碼器，X編碼器被布置成感測X定位電機的旋轉，Y編碼器被布置成感測Y定位電機的旋轉；以及控制系統，其包括主控制器，該主控制器被編程為從命令饋送設備接收高級命令，其中高級命令指示打印頭的目標位置，并且主控制器被編程為向X定位電機和Y定位電機發送低級命令以使打印頭移動至目標位置；以及攔截控制器，其被編程為接收高級命令，從X編碼器和Y編碼器接收指示打印頭的實際位置的信號，并且當通過攔截控制器檢測到打印頭的實際位置相比于目標位置的誤差時，使打印頭移動以消除誤差。