[發明專利]一種新型可見光固化3D打印機的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201711388099.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109940879B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王建;張弓;候至丞;王衛軍;梁松松;李均;顧星
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院先進技術研究所;深圳市中科德睿智能科技有限公司
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/393;B29C64/282;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明涉及3D打印控制技術領域，具體公開了一種新型可見光固化3D打印機的控制系統，包括綜合控制處理器、伺服控制組合、打印驅動組合、光固化控制組合和多光源執行組合；綜合控制處理器分別與伺服控制組合、光固化控制組合進行通信連接，用于聯動控制伺服控制組合與光固化控制組合。本發明又公開了一種新型可見光固化3D打印機的控制方法，包括：S1，輸入打印面積與設定面積閾值；S2，判斷打印面積是否大于面積閾值；若判斷為否則執行S3；若判斷為是則執行S4；S3，打開第二光源；S4，打開光功率大于第二光源的第一光源。本發明降低了光源使用成本，提高了打印的精度和速度，也提高了光固化3D打印機的工作可靠性和穩定性。

技術領域

本發明涉及3D打印控制技術領域，具體涉及一種新型可見光固化3D打印機的控制系統及方法。

背景技術

SLA是Stereo?Lithography?Apparatus的縮寫，即立體光固化成型法。SLA?3D打印快速成型技術是一種以數字模型為基礎，以液態光敏樹脂為材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。其成型原理是：以液態光敏樹脂為加工材料，計算機控制紫外激光束按加工零件的分層截面信息逐層對光敏樹脂進行掃描，使其產生光聚合反應，每次固化形成零件的一個薄層截面；每一層固化完畢之后，工作平臺移動一個層厚的高度，然后在原先固化好的樹脂表面再涂敷一層新的液態樹脂，以便進行下一層掃描固化；新固化的一層牢固的粘合在前一層上，如此重復直到零件原型制造完畢。所以激光掃描固化的方式對打印成型的速度和精度有很大的影響，而且現有的光固化3D打印機結構復雜，控制方式不夠簡單。

現有的桌面級光固化3D打印機都是通過單一的紫外線光源來照射掃描固化，通過控制光斑的大小來控制固化速度，這種方式嚴重限制了打印速度，并且影響打印精度。另外，現有的光固化3D打印機結構比較復雜，控制過程也相對復雜，尤其是光源照射是采用單一的紫外線光源掃描照射，其中，激光束填充掃描速度越小，則成型截面上每一點處激光照射時間越長，固化效果越好，零件固化硬度越高，但零件的成型效率就會降低；而且在光固化成型的過程中，圓形光斑具有一定的直徑，固化的線寬大小等于在該掃描速度下實際光斑直徑大小。如果不采用補償，所制作的零件實體部分實際上每側大了一個光斑半徑，零件的長度尺寸大了一個光斑直徑，使零件出現偏差。

發明內容

有鑒于此，有必要針對上述的問題，提出一種新型可見光固化3D打印機的控制系統及方法，本發明所要解決的技術問題是：現有的可見光固化3D打印機結構復雜、控制過程復雜、打印效率低以及打印精度差。

為實現上述目的，本發明采取以下的技術方案：

一種新型可見光固化3D打印機的控制系統，應用于包含有打印頭的3D打印機，該控制系統包括綜合控制處理器、伺服控制組合、打印驅動組合、光固化控制組合和多光源執行組合；

所述綜合控制處理器分別與伺服控制組合、光固化控制組合進行通信連接，用于聯動控制伺服控制組合與光固化控制組合；

所述伺服控制組合與打印驅動組合連接，用于對打印驅動組合進行多軸伺服運動控制；

所述打印驅動組合用于執行伺服控制，從而驅動打印頭進行快速精準的定位與移動；

所述光固化控制組合與多光源執行組合連接，用于對多光源執行組合進行多光源聯合控制與調節；

所述多光源執行組合用于光固化3D打印機的打印材料。

進一步地，所述伺服控制組合包括運動控制器和伺服驅動器；

所述運動控制器分別與綜合控制處理器、伺服驅動器連接，用于多軸運算控制，并將運動控制指令發送給伺服驅動器；

所述打印驅動組合包括X軸伺服電機、Y軸伺服電機和Z軸伺服電機；X軸伺服電機用于驅動打印頭在X軸方向的位移并進行定位反饋；Y軸伺服電機用于驅動打印頭在Y軸方向的位移并進行定位反饋；Z軸伺服電機用于驅動打印頭在Z軸方向的位移并進行定位反饋；