本發(fā)明涉及打印機領域，本尤其涉及一種解決3D打印時模型出現(xiàn)翹邊和不規(guī)則形變等問題的3D打印防翹邊的加熱系統(tǒng)及溫度補償與報警方法。

背景技術：

3D打印機的模型翹邊原因：翹邊是因為PLA/abs等材料打印中,冷卻收縮引起的，打印中新打印的部分溫度較高收縮較慢，靠近打印底板部分的打印模型，因打印時間較長形收縮較快，所以整個模型打印中因收縮形變有不一致，造成邊沿起翹或不規(guī)則形變。3D打印機類型的不同，所采用防翹邊方法也不同，究其原因是因為不同的3D打印機的底板尺寸互不相同，其所采用的加熱板的大小也會不相同。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種3D打印防翹邊的加熱系統(tǒng)，解決3D打印時模型出現(xiàn)翹邊和不規(guī)則形變等問題又不受不同的3D打印機的底板尺寸大小的影響。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：一種3D打印防翹邊溫度補償與報警方法，包括如下步驟：

1）開始3D打印之前，預設一溫度區(qū)間和一溫差值，實時采集打印底板中心的實際溫度，當打印底板中心的實際溫度低于預設的溫度區(qū)間的下限值時，通過吹熱風的方式對打印區(qū)域進行溫度補償，從而打印底板中心的溫度升高，直到打印底板中心的實際溫度達到預設的溫度區(qū)間的下限值時，開始3D打印模型；

2）在3D打印模型的過程中，當打印底板中心的實際溫度低于預設的溫度區(qū)間的下限值時，通過吹熱風的方式對打印區(qū)域進行溫度補償；當打印底板中心的實際溫度高于預設的溫度區(qū)間的上限值時，停止對打印區(qū)域進行溫度補償，以保證打印底板中心的實際溫度控制在預設的溫度區(qū)間內(nèi)；

3）實時采集3D模型中部的實際溫度，并計算打印底板中心的實際溫度和3D模型中部的實際溫度的實際溫度差值 ，若該實際溫度差值小于預設的溫差值，繼續(xù)打??；若該實際溫度差值大于預設的溫差值，停止打印并發(fā)出報警。

進一步地，所述溫度區(qū)間是40-46攝氏度的溫度區(qū)間。

進一步地，所述溫差值小于等于5攝氏度。

一種3D打印防翹邊的加熱系統(tǒng)，包括兩個紅外溫度傳感模塊、吹風機、空氣加熱片、調(diào)壓模塊、控制模塊和電源模塊，所述調(diào)壓模塊包括晶閘管過零觸發(fā)電路單元和加熱電路單元，所述晶閘管過零觸發(fā)電路單元與加熱電路單元連接以控制加熱電路單元導通或者關斷，所述空氣加熱片串聯(lián)在加熱電路單元中并且設置在吹風機的出風口，所述一個紅外溫度傳感模塊用于感應打印機底板中心的實際溫度并輸出溫度信號，所述另一個紅外溫度傳感模塊用于感應3D模型中部的實際溫度并輸出溫度信號，兩個紅外溫度傳感模塊信號輸出端與控制模塊連接，所述吹風機與控制模塊連接，所述晶閘管過零觸發(fā)電路單元的控制端與控制模塊電連接，所述電源模塊給紅外溫度傳感模塊、控制模塊、晶閘管過零觸發(fā)電路單元供電。

進一步地，所述晶閘管過零觸發(fā)電路單元包括過零雙向可控硅光耦、可控三極管和若干限流電阻，所述可控三極管的基極作為晶閘管過零觸發(fā)電路單元的控制端經(jīng)一限流電阻與控制模塊連接，所述可控三極管的射極接地，所述可控三極管的集極經(jīng)一限流電阻與電源模塊連接，所述可控三極管的基極與過零雙向可控硅光耦的一觸發(fā)端連接，所述過零雙向可控硅光耦的另一觸發(fā)端經(jīng)一限流電阻與電源模塊連接，所述過零雙向可控硅光耦的輸出端串聯(lián)在加熱電路單元中。

進一步地，所述電源模塊包括穩(wěn)壓模塊、第一級降壓模塊和第二級降壓模塊；所述穩(wěn)壓模塊的輸入端用于連接外界電源，其輸出端與第一級降壓模塊的輸入端連接，所述第一級降壓模塊的輸出端與第二級降壓模塊的輸入端、晶閘管過零觸發(fā)電路單元連接，所述第二降壓模塊的輸出端給控制模塊和紅外溫度傳感模塊供電。

進一步地，包括按鍵模塊，所述按鍵模塊與控制模塊連接，所述電源模塊給按鍵模塊供電。

進一步地，包括顯示模塊，所述顯示模塊與控制模塊連接，所述電源模塊給顯示模塊供電。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：1、采取吹熱風的方式通過對打印區(qū)域進行補償，不僅對 3D打印機的底板進行溫度補償，同時對打印模型整體進行溫度補償, 保證打印過程中底板的溫度適宜，從而防止底板翹邊，同時又防止模型與底板溫差過大，解決了3D打印時模型出現(xiàn)翹邊和不規(guī)則形變等問題。2、因采用了紅外溫度傳感模塊更容易實現(xiàn)采集底板中心和模型中部的溫度，因此在不改變或拆卸原有3D打印機的基礎上即可安裝此加熱系統(tǒng)，避免的3D打印機拆裝后在調(diào)試的麻煩，紅外溫度傳感模塊不需要與底板和打印模型粘結，節(jié)省了材料，解決了3D打印時模型出現(xiàn)翹邊和不規(guī)則形變等問題。

附圖說明

圖1 本發(fā)明的模塊示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做進一步說明，以使更能理解本發(fā)明的創(chuàng)造點所在。

一種3D打印防翹邊溫度補償與報警方法，包括如下步驟：

1）開始3D打印之前，預設一溫度區(qū)間和一溫差值，實時采集打印底板中心的實際溫度，當打印底板中心的實際溫度低于預設的溫度區(qū)間的下限值時，通過吹熱風的方式對打印區(qū)域進行溫度補償，從而打印底板中心的溫度升高，直到打印底板中心的實際溫度達到預設的溫度區(qū)間的下限值時，開始3D打印模型；

2）在3D打印模型的過程中，當打印底板中心的實際溫度低于預設的溫度區(qū)間的下限值時，通過吹熱風的方式對打印區(qū)域進行溫度補償；當打印底板中心的實際溫度高于預設的溫度區(qū)間的上限值時，停止對打印區(qū)域進行溫度補償，以保證打印底板中心的實際溫度控制在預設的溫度區(qū)間內(nèi)；

3）實時采集3D模型中部的實際溫度，并計算打印底板中心的實際溫度和3D模型中部的實際溫度的實際溫度差值 ，若該實際溫度差值小于預設的溫差值，繼續(xù)打??；若該實際溫度差值大于預設的溫差值，停止打印并發(fā)出報警。

為了滿足打印材料的溫度特性，所述溫度區(qū)間是40-46攝氏度的溫度區(qū)間。

為了更好的防止模型打印過程中出現(xiàn)翹邊和不規(guī)則，所述溫差值最好小于等于5攝氏度。

如圖1所示，一種3D打印防翹邊的加熱系統(tǒng)，包括兩個紅外溫度傳感模塊、吹風機、空氣加熱片、調(diào)壓模塊、控制模塊和電源模塊，所述調(diào)壓模塊包括晶閘管過零觸發(fā)電路單元和加熱電路單元，所述晶閘管過零觸發(fā)電路單元與加熱電路單元連接以控制加熱電路單元導通或者關斷，所述空氣加熱片串聯(lián)在加熱電路單元中并且設置在吹風機的出風口，所述一個紅外溫度傳感模塊用于感應打印機底板中心的實際溫度并輸出溫度信號，所述另一個紅外溫度傳感模塊用于感應3D模型中部的實際溫度并輸出溫度信號，兩個紅外溫度傳感模塊信號輸出端與控制模塊連接，所述吹風機與控制模塊連接，所述晶閘管過零觸發(fā)電路單元的控制端與控制模塊電連接，所述電源模塊給紅外溫度傳感模塊、控制模塊、晶閘管過零觸發(fā)電路單元供電。

具體地，所述晶閘管過零觸發(fā)電路單元包括過零雙向可控硅光耦、可控三極管和若干限流電阻，所述可控三極管的基極作為晶閘管過零觸發(fā)電路單元的控制端經(jīng)一限流電阻與控制模塊連接，所述可控三極管的射極接地，所述可控三極管的集極經(jīng)一限流電阻與電源模塊連接，所述可控三極管的基極與過零雙向可控硅光耦的一觸發(fā)端連接，所述過零雙向可控硅光耦的另一觸發(fā)端經(jīng)一限流電阻與電源模塊連接，所述過零雙向可控硅光耦的輸出端串聯(lián)在加熱電路單元中。

具體地，所述電源模塊包括穩(wěn)壓模塊、第一級降壓模塊和第二級降壓模塊；所述穩(wěn)壓模塊的輸入端用于連接外界電源，其輸出端與第一級降壓模塊的輸入端連接，所述第一級降壓模塊的輸出端與第二級降壓模塊的輸入端、晶閘管過零觸發(fā)電路單元連接，所述第二降壓模塊的輸出端給控制模塊和紅外溫度傳感模塊供電。

為了便于設置溫差值和溫度區(qū)域，一種3D打印防翹邊的加熱系統(tǒng)包括按鍵模塊，所述按鍵模塊與控制模塊連接，所述電源模塊給按鍵模塊供電。

為了顯示溫差值和實際溫度值，一種3D打印防翹邊的加熱系統(tǒng)包括顯示模塊，所述顯示模塊與控制模塊連接，所述電源模塊給顯示模塊供電。

工作原理：設定溫度區(qū)域和溫差值，控制模塊控制調(diào)壓模塊中晶閘管過零觸發(fā)電路單元，晶閘管過零觸發(fā)電路單元控制加熱電路單元的通斷，以調(diào)整空氣加熱片溫度，吹風機為空氣加熱片送風，風經(jīng)過空氣加熱片后，溫度加熱到一定范圍內(nèi)對打印區(qū)域進行加熱，使打印區(qū)域溫度趨于穩(wěn)定，消除3D打印機在打印的過程中出現(xiàn)的翹邊問題，吹風機送出的風，通過空氣加熱片進行空氣加熱，吹向打印底板和模型，紅外溫度傳感模塊的探頭實時檢測模型和底板溫度，控制模塊根據(jù)檢測溫度發(fā)送脈沖信號給調(diào)壓模塊，調(diào)壓模塊調(diào)整空氣加熱片兩端電壓，若需升溫，升高兩端電壓有效值，若需降溫降低兩端電壓有效值，以適應環(huán)境溫度變化，此系統(tǒng)采用過零觸發(fā)晶閘管導通與關斷的時間比值進行調(diào)節(jié)空氣加熱片的溫度，由于過零觸發(fā)不改變電壓的波形只改變電壓全波導通的次數(shù)，不會對電網(wǎng)造成污染。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。