3D打印头、3D打印机及其3D打印方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印头、3D打印机及其3D打印方法，所述3D打印头包括：散热器、中心块、设置在所述散热器上的动滑块、设置在所述动滑块上的磁性部件、设置在所述中心块上的霍尔元件、弹簧、以及喷头；所述动滑块和所述中心块通过所述弹簧弹性连接；当所述动滑块与所述中心块之间的相对位置发生改变时，所述霍尔元件检测到的磁通量发生变化；本发明专利技术降低了普通用户操作3D打印机的专业化能力要求，省去了用户对3D打印机定期机械校正的工作，并且提高了3D打印效果，降低了3D打印失败品和瑕疵品的概率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D打印
，具体为一种3D打印头、3D打印机及其3D打印方法。
技术介绍
3D打印机打印物体时，CPU规划打印头移动轨迹时需要一个关键参数，即限位平面与打印物体所在实际基准平面的距离，这里的打印物体所在实际基准平面指的是被打印物体所在的实际平面，该参数随着3D打印机放置环境的变化或长期使用后，会发生偏移，当该参数发生偏移后会导致不良后果；现有技术中的3D打印机是将上述参数固化在CPU中，用户在使用过程中，需要手动调整3D打印机的限位平面和打印物体所在实际基准平面的高度以适应固化的参数，这样对用户的动手能力和校准能力有一定的要求；另外，3D打印机的限位平面和打印物体所在实际基准平面要求始终保持水平，否则会严重影响打印效果；现有技术中的3D打印机需要用户在打印物品之后根据打印效果对限位平面和打印物体所在实际基准平面进行手动调整，这要求用户具有丰富的3D打印经验，以能够根据打印结果的瑕疵来做出科学判断，进而动手调整3D打印机架构。另外，3D打印机在打印工作时，是按层对一个物体进行逐层打印的，参考图1示出了现有3D打印机的逐层打印工作示意图，如图1所示，在打印某一层时，3D打印头具备的喷头从左至右沿打印物体所在实际基准平面进行移动，若打印物体所在实际基准平面上存在瑕疵点，比如作业面上具有的异常凸起，那么由于现有3D打印头会根据CPU的轨迹规划，严格沿着平面移动，那么在瑕疵点处则可能产生如下问题：①3D打印头切削掉瑕疵点，导致瑕疵点粘连到3D打印头上，被粘连的3D打印头会对打印效果造成极大影响；②3D打印头作用在瑕疵点上的力，使得整个待打印的物品从固定位置上剥离，导致打印失败；③3D打印头由于来自异常凸起的阻力，导致驱动3D打印头运动的电机丢步，致使其后打印的每一步均在延续丢步导致的错误，进而使得待打印的物品发生形变或出现严重瑕疵。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种3D打印头、3D打印机及其3D打印方法。本专利技术的技术手段如下：一种3D打印头，包括：散热器、中心块、设置在所述散热器上的动滑块、设置在所述动滑块上的磁性部件、设置在所述中心块上的霍尔元件、弹簧、以及喷头；所述动滑块和所述中心块通过所述弹簧弹性连接；当所述动滑块与所述中心块之间的相对位置发生改变时，所述霍尔元件检测到的磁通量发生变化；另外，所述3D打印头还包括：外壳；所述中心块设置在所述外壳上；从上至下依次连接的物料导管和喉管；所述散热器设置在所述物料导管外侧和所述喉管上部外侧；所述喷头设置在所述喉管下端；设置在所述喉管下部外侧和所述喷头上部外侧的加热块。一种3D打印机，包括：上述所述的3D打印头；与所述3D打印头相连接的打印头升降机构；与所述打印头升降机构相连接的中央处理器；进一步地，所述打印头升降机构包括：一端均与所述3D打印头外周相连接的第一并联臂、第二并联臂和第三并联臂；与第一并联臂另一端相连接的第一滑块；与第二并联臂另一端相连接的第二滑块；与第三并联臂另一端相连接的第三滑块；与第一滑块相连接的第一电机；与第二滑块相连接的第二电机；与第三滑块相连接的第三电机；第一垂直导轨；所述中央处理器通过第一电机带动所述第一滑块沿所述第一垂直导轨上下滑动；第二垂直导轨；所述中央处理器通过第二电机带动所述第二滑块沿所述第二垂直导轨上下滑动；第三垂直导轨；所述中央处理器通过第三电机带动所述第三滑块沿所述第三垂直导轨上下滑动；另外，所述3D打印机还包括：用于限定第一滑块滑动位置的第一限位开关；用于限定第二滑块滑动位置的第二限位开关；用于限定第三滑块滑动位置的第三限位开关。一种3D打印方法，利用上述所述的3D打印机实施，且包括如下步骤：打印头升降机构由起始平面开始驱动3D打印头下降；待喷头运动至与打印物体所在实际基准平面相接触时，3D打印头上具有的弹簧发生形变，进而霍尔元件检测到的磁通量开始发生变化；当霍尔元件检测到的磁通量达到预设磁通量阈值时，中央处理器控制所述打印头升降机构停止，将霍尔元件检测到的磁通量达到预设磁通量阈值时所述喷头与打印物体所在实际基准平面的接触点设定为零点；中央处理器获知所述打印头升降机构由开始工作至停止工作期间，第一电机、第二电机和第三电机分别运行的步数并存储；另外，所述3D打印方法还包括如下步骤：中央处理器通过打印头升降机构带动所述3D打印头由零点向位于零点一侧的记忆点B进行运动，同时中央处理器将霍尔元件检测到的磁通量与预设磁通量阈值进行比较；若喷头到达记忆点B处时，霍尔元件检测到的磁通量小于预设磁通量阈值，则中央处理器控制打印头升降机构继续下降，直至霍尔元件检测到的磁通量达到预设磁通量阈值，所述打印头升降机构停止运动，中央处理器获知在喷头到达记忆点B处后，所述打印头升降机构在停止运动之前第一电机、第二电机和第三电机分别运行的步数并存储；另外，所述3D打印方法还包括如下步骤：中央处理器通过打印头升降机构带动所述3D打印头由零点向位于零点另一侧的记忆点A进行移动，同时中央处理器将霍尔元件检测到的磁通量与预设磁通量阈值进行比较；若在喷头未到达记忆点A处时，霍尔元件检测到的磁通量已经等于预设磁通量阈值，则中央处理器控制所述打印头升降机构停止运动，中央处理器获知所述喷头由第一位置运动至记忆点A处期间第一电机、第二电机和第三电机分别所需运行的步数，所述第一位置是指在喷头未到达记忆点A处，同时霍尔元件检测到的磁通量已经等于预设磁通量阈值时喷头的所处位置；另外，所述3D打印方法还包括如下步骤：若所述喷头经过瑕疵点的上升段时，中央处理器增加第一电机、第二电机和第三电机的电流，若所述喷头经过瑕疵点的下降段时，中央处理器减小第一电机、第二电机和第三电机的电流；另外，所述3D打印方法还包括如下步骤：在3D打印头进行打印时，若霍尔元件检测到的磁通量下降至小于磁通量限值，则中央处理器控制3D打印头停止打印。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的3D打印头、3D打印机及其3D打印方法，降低了普通用户操作3D打印机的专业化能力要求，省去了用户对3D打印机定期机械校正的工作，并且提高了3D打印效果，降低了3D打印失败品和瑕疵品的概率。附图说明图1是现有3D打印机的逐层打印工作示意图；图2和图3是本专利技术所述3D打印头的结构示意图；图4是本专利技术所述3D打印机的结构示意图；图5和图6是本专利技术所述3D打印方法的工作示意图；图7是当在打印物体所在实际基准平面上存在瑕疵点时，本专利技术所述3D打印机的打印工作示意图；图8是本专利技术所述中央处理器的外部连接框图。图中：1、喷头，2、瑕疵点，3、打印物体所在实际基准平面，4、霍尔元件，5、弹簧，6、磁性部件，7、加热块，8、喉管，9、外壳，10、动滑块，11、散热器，12、中心块，13、物料导管，14、第一并联臂连接孔一，15、第一并联臂连接孔二，16、第二并联臂连接孔一，17、第二并联臂连接孔二，18、第三并联臂连接孔一，19、第三并联臂连接孔二，21、上升段，22、下降段，23、第一并联臂，24、第二并联臂，25、第三并联臂，26、第一滑块，27、第二滑块，28、第三滑块，29、第一限位开关，30、第二限位开关，31、第三限位开关，32、第一垂直导轨，33、第二垂直导轨，34、第三垂直导轨，35、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印头，其特征在于所述3D打印头包括：散热器、中心块、设置在所述散热器上的动滑块、设置在所述动滑块上的磁性部件、设置在所述中心块上的霍尔元件、弹簧、以及喷头；所述动滑块和所述中心块通过所述弹簧弹性连接；当所述动滑块与所述中心块之间的相对位置发生改变时，所述霍尔元件检测到的磁通量发生变化。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印头，其特征在于所述3D打印头包括：散热器、中心块、设置在所述散热器上的动滑块、设置在所述动滑块上的磁性部件、设置在所述中心块上的霍尔元件、弹簧、以及喷头；所述动滑块和所述中心块通过所述弹簧弹性连接；当所述动滑块与所述中心块之间的相对位置发生改变时，所述霍尔元件检测到的磁通量发生变化。2.根据权利要求1所述的3D打印头，其特征在于所述3D打印头还包括：外壳；所述中心块设置在所述外壳上；从上至下依次连接的物料导管和喉管；所述散热器设置在所述物料导管外侧和所述喉管上部外侧；所述喷头设置在所述喉管下端；设置在所述喉管下部外侧和所述喷头上部外侧的加热块。3.一种3D打印机，其特征在于所述3D打印机包括：权利要求1所述的3D打印头；与所述3D打印头相连接的打印头升降机构；与所述打印头升降机构相连接的中央处理器。4.根据权利要求3所述的3D打印机，其特征在于所述打印头升降机构包括：一端均与所述3D打印头外周相连接的第一并联臂、第二并联臂和第三并联臂；与第一并联臂另一端相连接的第一滑块；与第二并联臂另一端相连接的第二滑块；与第三并联臂另一端相连接的第三滑块；与第一滑块相连接的第一电机；与第二滑块相连接的第二电机；与第三滑块相连接的第三电机；第一垂直导轨；所述中央处理器通过第一电机带动所述第一滑块沿所述第一垂直导轨上下滑动；第二垂直导轨；所述中央处理器通过第二电机带动所述第二滑块沿所述第二垂直导轨上下滑动；第三垂直导轨；所述中央处理器通过第三电机带动所述第三滑块沿所述第三垂直导轨上下滑动。5.根据权利要求4所述的3D打印机，其特征在于所述3D打印机还包括：用于限定第一滑块滑动位置的第一限位开关；用于限定第二滑块滑动位置的第二限位开关；用于限定第三滑块滑动位置的第三限位开关。6.一种3D打印方法，其特征在于所述3D打印方法利用权利要求4或5所述的3D打印机实施，且包括如下步骤：打印头升降机构由起始平面开始驱动3D打印头下降；待喷头运动至与打印物体所在实际基准平面相接触时，3D打印头上具有的弹簧发生形变，进而霍尔元件检测到的磁通量开始发生变化；当霍尔元件检测到的磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑锋，曹茂松，方艳，王绪，
申请(专利权)人：大连思攀科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21