[發明專利]3D打印噴頭自適應控制裝置

在審

• 申請號: 201810484784.8
• 申請日: 2018-05-20
• 公開（公告）號: CN108381925A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 賀琦;周保根;范濤
• 申請（專利權）人: 昆山市奇跡三維科技有限公司
• 主分類號: B29C64/209
• 分類號: B29C64/209;B29C64/393;B33Y30/00;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打印噴頭自適應控制裝置，由控制系統、反饋裝置、執行裝置組成，其中控制系統由送絲速度控制模塊和噴頭切換模塊組成，反饋裝置由測速傳感器和FSR壓力傳感器組成，執行裝置由送絲機構、噴頭切換裝置組成，測速傳感器實時檢測送絲速度，噴頭切換裝置上有四個可旋轉切換的噴頭，每個噴頭上均有FSR壓力傳感器實時檢測噴頭出絲反饋力。控制系統接收反饋裝置的信號以判斷噴頭進絲速度是否正常以及噴頭是否出現堵頭故障，并控制執行機構對送絲速度進行調節以及主副噴嘴進行切換。另外在打印大型零件過程中，通過控制不同噴頭的切換，在打印模型的內壁和內部填充特征時調用大孔徑噴頭，在打印外壁特征時調用小孔徑噴頭，不但增加了3D打印的可靠性，而且也提高打印效率。

技術領域

本發明屬于設備制造與控制領域，涉及一種可自適應各種工況自動切換噴頭的裝置，尤其涉及增材制造領域的3D打印噴頭自適應控制裝置。

背景技術

隨著3D技術的日益普及，市場上的3D打印機在使用過程中也經常會遇到各種各樣問題而導致打印的失敗，其中，噴頭堵塞就是最常見的一種故障，一旦出現噴頭堵塞而沒有及時被發現，往往造成已打印好的模型也要全部報廢，造成時間和材料的大量浪費。另外，同一臺打印機只用單一孔徑的噴嘴難以兼顧打印的效率與精度。在打印大型零件時，用小孔徑的噴頭打印費時往往需要數天，用大孔徑的噴頭打印則表面過于粗糙，因此，需要改進3D打印機的噴頭系統結構以增加3D打印機的可靠性的同時提高打印效率以滿足用戶打印大型零件的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明通過一套組合式噴頭及自適應控制系統，采用旋轉冗余結構增加備用噴頭，提高了系統的可靠性，粗細噴頭的自動切換，提高了設備的工作效率。

為達到上述目的，具體技術方案如下。

一種3D打印噴頭自適應控制裝置，由控制系統、反饋裝置、執行裝置組成，其中控制系統由送絲速度控制模塊和噴頭切換模塊組成，通過主控芯片MCU集中進行控制，反饋裝置由測速傳感器和FSR壓力傳感器組成，執行裝置包括送絲機構、噴頭切換裝置，所述測速傳感器安裝在送絲機構上實時檢測送絲機構的送絲速度，所述送絲機構還包括測速碼盤、送絲電機、送絲齒輪、送絲管，所述噴頭切換裝置上設有噴頭座，所述送絲管一端連接送絲機構出口，另一端與噴頭座上端的進絲口相連，所述噴頭座下端面設有四個噴頭，分別是第一主噴頭、第一副噴頭、第二主噴頭、第二副噴頭，所述的四個噴頭上均設有FSR壓力傳感器、彈簧、加熱環、導向管、套筒、噴嘴，所述FSR壓力傳感器實時檢測噴頭出絲反饋力度，送絲速度控制模塊和噴頭切換模塊接收反饋裝置的信號后控制執行機構對送絲速度進行調節以及不同噴嘴之間的切換。

優選的，所述送絲機構上的測速碼盤是安裝在送絲電機輸出軸上，與送絲齒輪同步轉動，所述測速傳感器檢測的就是送絲齒輪轉速。

優選的，所述送絲管為聚四氟乙烯管。

優選的，所述噴頭座為圓柱結構，第一主噴頭、第一副噴頭、第二主噴頭、第二副噴頭在噴頭座下端面呈外斜角圓周陣列布置。

優選的，所述噴頭座可旋轉，使安裝在上面的工作噴頭始終垂直向下，其它非工作噴頭傾斜，避免影響打印。

優選的，所述第一主噴頭的噴嘴和第一副噴頭的噴嘴孔徑相同，為大孔徑噴嘴，其中第一副噴頭為冗余備用噴頭，所述第二主噴頭和第二副噴頭的噴嘴孔徑相同，為小孔徑噴嘴，其中第二副噴頭為冗余備用噴頭。

優選的，所述導向管套在套筒內，導向管外圈與套筒內壁間隙配合，導向管可在套筒內軸向移動，套筒上端面貼有環形FSR薄膜壓力傳感器。

優選的，所述噴嘴與導向管下端面采用螺紋連接，噴嘴上面與彈簧接觸。

優選的，所述套筒外側安裝有加熱環，加熱環內壁與套筒外壁過盈配合。

相對于現有技術，本發明的技術方案具有以下優點。