[发明专利]一种3D快速成型打印系统及方法

权利要求书

1.一种3D快速成型打印系统，其特征在于，所述一种3D快速成型打印系统包括：安装有控制单元的PC端、挤出机（1）、具有加热功能的打印底板（2）、控制打印底板（2）运动的伺服电机、运动控制单元（3）；所述挤出机（1）位于机体工作区顶部打印底板（2）上方；所述伺服电机与打印底板（2）位于机体工作区底部挤出机（1）下方；所述运动控制单元（3）为嵌入式芯片组，芯片内包含执行控制任务的任务模块，所述运动控制单元位于机体工作区下方的芯片组插槽内；所述挤出机（1）、伺服电机、打印底板（2）分别与运动控制单元（3）电连接，所述运动控制单元（3）与PC端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种3D快速成型打印系统，其特征在于，所述控制单元包括：用于显示3D模型的显示模块、用于3D模型切片的逐层切片模块、用于存储切片数据的存储模块、用于将切片数据转换成目标代码的目标代码转换模块；所述显示模块通过导入或者打开方式在该模块内显示3D模型；逐层切片模块按照用户设定的层厚度，对3D模型进行从下到上的逐层切片，即在Z方向将整个模型分割成厚度相同的切片数据；然后将每一个切片数据独立地存储在存储模块中，目标代码转换模块将每层切片数据从存储模块取出，分解成逐个目标点的空闲位置坐标的信息，采用最短路径算法将这些空间坐标进行连接，获得完整的闭环路径，最后将路径转换成控制3D快速成型打印系统运动的目标代码。

3.根据权利要求1所述的一种3D快速成型打印系统，其特征在于，所述挤出机（1）用于将打印原料加热并通过挤压的方式输出，包括：进料孔（9）、容纳定量原料的加热腔体（8）、打印喷头（12）、电机、测温控制器（13）；所述电机和加热腔体（8）位于机体内部，所述加热腔体（8）一端连接挤出机上端的进料孔（9），另一端连接挤出机下端的打印喷头（12）；所述测温控制器（13）设置在加热腔体（8）附近。

4.根据权利要求3所述的一种3D快速成型打印系统，其特征在于，所述电机包括进料电机（10）、原料供给电机（11），所述进料电机（10）安装在进料孔（9）附近控制原料的输送，所述原料供给电机（11）安装在打印喷头（12）附近控制原料的输出速率。

5.根据权利要求1所述的一种3D快速成型打印系统，其特征在于，所述伺服电机包括： X向伺服电机（4）、Y向伺服电机（5）、Z向伺服电机（6），上述三者分别控制打印底板（2）的X、Y、Z方向的运动。

6.根据权利要求1所述的一种3D快速成型打印系统，其特征在于，所述打印底板（2）包括：底部支撑板（14）、加热控制器（15）、温度检测控制器（16）、加热板（18）、加热电路板（19）；所述加热控制器（15）和温度检测控制器（16）设于底部支撑板（14）内部；所述底部支撑板（14）上端设有加热电路板（19），所述加热电路板（19）上端设有加热板（18）。

7.根据权利要求6所述的一种3D快速成型打印系统，其特征在于，所述加热板（18）背离加热电路板（19）的一侧贴有耐高温胶布（17）。

8.根据权利要求1所述的一种3D快速成型打印系统，其特征在于，所述3D快速成型打印系统能在Windows、Mac OS、Linux任意一种电脑操作系统下运行。

9.一种根据权利要求1-8任意一项3D快速成型打印系统的打印方法，包括以下步骤：

步骤1：通过建模软件建立3D模型，将3D模型输入PC端的控制单元中；

步骤2：所述控制单元显示3D模型，并对该模型进行逐层切片，然后将切片数据进行保存，同时转换成控制代码传输给3D快速成型打印系统的运动控制单元（3）；

步骤3：所述运动控制单元（3）首先控制挤出机（1）和打印底板（2）预热到指定温度；然后通过伺服电机控制打印底板（2）X、Y、Z方向上的联合运动，同时挤出机（1）输出原料（7）；最后，按照切片信息逐层加工，直到打印出完整的3D模型。