[發明專利]一種3D打印機的控制系統

在審

• 申請號: 201810356496.4
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108454115A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 張萬軍
• 申請（專利權）人: 張萬軍
• 主分類號: B29C64/393
• 分類號: B29C64/393;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種3D打印機的控制系統，包括熱床加熱模塊、外設裝置、3D打印機控制器、3D打印頭溫度控制模塊、零位傳感器模塊、電機控制模塊；所述的3D打印機控制器包括Mega2560控制模塊、A4988驅動模塊、定時/中斷模塊，所述的Mega2560控制模塊作為一種基于嵌入式平臺3D打印機的控制系統的主控模塊；所述的A4988驅動模塊，用于驅動4個步進電機以達到控制3D打印機噴頭的目的；所述的3D打印機控制器，左端分別與熱床加熱模塊、外設裝置相連，實現3D打印頭的熔化金屬材料及人機交互式的對話；右端分別與3D打印頭溫度控制模塊、零位傳感器模塊、電機控制模塊相連，實現3D打印機的遠程噴墨打印控制。本控制系統采用開源的結構設計，具有成本低、精度高、控制效果好的優點。

技術領域

本發明屬于機械工程、計算機控制、CAD、傳感技術、嵌入式技術、檢測技術、激光材料技術的領域，具體涉及3D打印機的控制系統，更具體的說，涉及一種3D打印機的控制系統。

背景技術

3D打印技術是機械工程、計算機控制、CAD、數控技術、激光材料技術，是目前較為先進的激光快速成形技術。3D打印技術也是一種典型的高新技術。

快速成形技術徹底擺脫了傳統的“去除”加工法（部分去除大于工件的毛坯上的材料來得到工件），而采用全新的“增長”堆積法（用一層層的小毛坯逐步疊加成大工件，將復雜的三維加工分解成簡單的二維加工的組合），因此，它不必采用傳統的加工機床和工模具，只需傳統加工方法的10％～30％的工時和20％～35％的成本，就能直接制造出產品樣品或模具。由于快速成形具有上述突出的優勢，所以近年來發展迅速，已成為現代先進制造技術中的一項支柱技術，是實現并行工程CE（Concurrent Engineering）必不可少的手段。

傳統模式的制造業進行的是一種高成本、低產量、周期長的生產模式，導致產品的零售價格，而工資的增長比率比物價上漲的幅度低，而且批量生產模式難以滿足日益個性化的用戶需求，需求導向的社會化生產將更具優勢。從新經濟角度，3D打印的“制造+服務”模式會改變人類現有的生活方式。在新經濟的發展過程中，通過持續的科技創新和勞動力水平提升，面向人們基本生存需要的農業和制造業的占比日益降低，以滿足人類更高層次需求為目的的服務業愈發重要。隨著生產力水平的提升，人們開始在集約生產帶來的同質化消費之上追求更高層次的個性化、定制化服務。新媒體、社交網絡滿足了人類在精神層面的個性化需求，而3D打印正是實現物質個性化的最佳解決方案。

3D打印技術俗稱為快速成形技術，又稱快速原型制造(Rapid PrototypingManufacturing，簡稱RPM)技術，它是基于材料堆積法的一種高新制造技術，被認為是近20年來制造領域的一個重大成果。3D打印（3Dprinting）是制造業領域正在迅速發展的一項新興技術，被稱為“具有工業革命意義的制造技術”。運用該技術進行生產的主要流程是：應用計算機軟件，設計出立體的加工樣式，然后通過特定的成型設備（俗稱“3D打印機”），用液化、粉末化、絲化的固體材料逐層“打印”出產品。3D打印是“增材制造”（AdditiveManufacturing）的主要實現形式。

3D打印技術的優點：

（1）、無需模具就能成型，也不需要機械加工，就能直接從設計好的計算機圖形數據中生成任何形狀的物體。而傳統的制造業最核心的一個環節就是要造模，很多高端產品能夠設計出來，最大的困難是生產不出來成品，原因就出在造模環節，且耗時很長。而3D打印機則跨越了造模這個環節。

（2）、3D打印，即增量制造，也稱作快速成型技術，是基于材料累加原理的快速成型操作過程，將計算機中的三維模型通過向物品分層添加材料來創造出實物的一種疊層制造技術，具有不受零件復雜程度限制、完全數字化控制等特點；而傳統的制造業是減量制造，先做一個大的框架，然后根據需要減去不需要的部分。所以3D打印可以節約90%左右的材料。