[發明專利]一種基于溫度檢測的3D打印機故障檢測方法

在審

• 申請號: 201710221344.9
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107053657A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 李晶
• 申請（專利權）人: 江蘇海事職業技術學院
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/30;B33Y40/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明涉及3D打印機故障檢測技術領域，具體涉及一種基于溫度檢測的3D打印機故障檢測方法。

背景技術

隨著3D打印技術的不斷進步，人們對3D打印機的功能、性能及可靠性都提出了更高的要求。3D打印機作為一種新興的加工設備，具有越來越廣闊的應用前景和市場潛力。目前市面上3D打印機多基于FDM原理，也就是熔融沉積制造原理。這類3D打印機的原材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、尼龍等，對于溫度的檢測至關重要。

由于3D打印機的使用存在斷續過程，即可能使用一段時間以后需要由于各種原因停止運行一段時間，然后再次啟動運行，因此，在再次運行時可能造成加熱部件、輸送部件等部件存在上一次加熱后冷卻剩余的殘跡。這些殘跡分布不均勻且隨著使用壽命的縮短而變得愈發嚴重。現有的3D打印機在加熱過程中只是檢測有限的溫度信息，例如加熱部件溫度等。然而，對于上述殘跡情況卻缺乏有效的檢測，造成了再次使用3D打印機過程中溫度檢測不準確的問題。這種3D打印機累次效應對于材料加工精密度要求較高的場合尤其不利。

發明內容

為克服現有技術中的上述缺陷，本發明提供了一種基于溫度檢測的3D打印機故障檢測方法。

本發明提供的技術方案是：

一種基于溫度檢測的3D打印機故障檢測方法，其具體步驟如下：

(1)在3D打印機開始進料及加熱前，檢測3D打印機加熱部件所在處的空間溫度，記錄為第一環境溫度；

(2)開啟3D打印機，記錄時間點為t₀，檢測進料口的進料量，記錄該物料的進料量相對于時間的比值，記錄為本次比值；

(3)當所述本次比值大于預定閾值時，檢測3D打印機加熱部件的溫度，記錄此溫度為第一物料溫度；

(4)檢測3D打印機噴料口處的物料溫度，記錄此溫度為第二物料溫度；

(5)記錄所述第一物料溫度超過第一環境溫度預定閾值的時間點t₁,將t₁減去t₀得到第一變化時間T₁；

(6)當第一物料溫度在一段時間內均高于第一物料預定溫度時，記錄該段時間結束的時間點為t₂，將t₂減去t₁，獲得第一穩定時間T₂；

(7)當第二物料溫度在一段時間內均高于第二物料預定溫度時，記錄該段時間結束的時間點為t₃，將t₂減去t₀，獲得第二穩定時間T₃；

(8)存儲本次使用3D打印機的所述的第一變化時間T₁、第一穩定時間T₂和第二穩定時間T₃，并根據所述的第一變化時間T₁、第一穩定時間T₂和第二穩定時間T₃計算殘跡累積系數；

(9)根據本次使用3D打印機的上述本次比值、第一變化時間T₁、第一穩定時間T₂和第二穩定時間T₃、殘跡累積系數以及存儲的之前使用3D打印機的平均殘跡系數判斷3D打印機是否處于故障狀態；

所述步驟(2)還包括：開啟3D打印機后，累積記錄3D打印機的使用時間，記為累積使用時間。

所述步驟(8)中計算殘跡累積系數為：殘跡累積系數＝((第一穩定時間-第一變化時間)/(第二穩定時間-第一變化時間))*100％。

如出現故障，將本次故障發生的狀態記錄，并通過無線傳輸裝置發送到遠程的控制端進行儲存，為下次出現問題時作為參考數據。

本發明的原理是：通過采集多個位置處于穩定工作狀態時的溫度和所經歷的時間，并減掉從環境溫度上升到預定閾值(例如物料的規定融化溫度)這種準備時間(因其隨環境溫度變化而具有不確定性，故需要去掉這種因素)，再通過與歷史記錄中近似的進料速度的殘跡累積系數、物料的進料量相對于時間的比值等相乘，最終得到表征3D打印機本次工作時物料融化造成3D打印機融化物料的溫度控制精度變差的故障的系數，并根據經驗值作為閾值進行故障判斷。

本發明在使用3D打印機制作融料溫度差別較小、控制要求精密的場合，例如醫療器械產品、復合型工件等場合，能夠確保3D打印機的靈敏度和控制靈活度滿足復雜應用需求并起到故障數據儲存的作用，為以后出現故障檢測作為參考，提高了效率。

具體實施方式