[发明专利]一种三维打印耗材的射频识别及参数配置方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维打印耗材的射频识别及参数配置方法及装置,属于三维打印耗材的识别和参数的存储、量化和使用技术领域。

背景技术

目前，传统的熔丝堆积成型(Fused Deposition Modeling FDM)三维打印机，又叫热熔挤出式三维打印机，特别是桌面型的熔挤出式三维打印机，因为造价低廉，三维打印耗材易得，其应用也越来越广，国内外有越来越多的厂家提供熔丝堆积成型式三维打印机和相应的三维打印耗材。该专利主要围绕FDM类三维打印机进行说明。

根据检索相关的传统的现有技术，熔丝堆积式三维打印机的三维打印耗材通常以塑料丝的形式，通过卷轴载体提供。打印机将这种塑料丝通过驱动电机推入打印挤出头的加热器熔化，然后由打印挤出头的喷嘴挤出形成细丝，该细丝离开喷嘴后会冷却固化，这个喷嘴在计算机控制的电机下，在X，Y平面做二维运动，并在打印底板上，距离一定高度，使得细丝可以从喷嘴挤出，并附着在底板上，按照预先设计的形状运动，构造出第一层实体形状。然后，喷嘴在计算机控制下相对底板做垂直Z方向的位移，并在第一层的基础上构造出第二层乃至后续多层的三维实体，最终完成通过熔化的塑料细丝构造出三维实体的打印件。

随着Stratasys的熔丝堆积成型(FDM)三维打印技术的专利失效，近几年涌现了一批低成本的桌面型FDM三维打印机。这些FDM三维打印机虽然成本低，但是在实际应用中有一系列的操作和设置问题。其中关键的一部分就是三维打印耗材参数的设置，这些参数简单地说主要是：熔化三维打印耗材的温度、细丝挤出的速度以及细丝被挤出后的冷却速度。这几个参数对最终打印成品的成形，精度，外观起着非常关键的作用。

熔丝堆积成型式桌面三维打印机使用的三维打印耗材通常是正圆的塑料丝，常用的直径规格有3mm和1.75mm。其材料主要为ABS塑料或者PLA塑料。PLA塑料熔化后的流动性比ABS塑料熔化后的流动性比要差，更加粘稠，更难打印出理想的三维实体，所以如何配置好三维打印机的工作状态对于用基于PLA的三维打印耗材打印更为重要。这里三维打印机的工作状态指三维打印机的打印温度、打印速度和冷却速度，

熔化三维打印耗材的温度是打印挤出头的加热器温度，简称打印温度，这个温度实际上是一个不规范的加热器温度，一方面不同三维打印机的挤出头的温度传感器安装位置不同，使得加热器内部的实际温度与温度传感器测量的温度存在温差；另一方面加热器形状和制做加热器的材料不同，导致即便加热器内部某些位置的温度相同，实际加热熔化的效果也不同，所以，这个打印温度对于不同的打印机可能有不同的实际效果，它更准确说是表示在同一台打印机或者同型号打印机上挤出头的加热程度。塑料是一种玻璃体，它没有明确的熔点，而是在一定的温度范围内呈现可流动的状态，挤出头加热温度的设置会影响到细丝由喷嘴挤出后的流动性，通常打印温度越高，细丝流动性越好。这个流动性对于三维打印的影响主要在四个方面：第一方面，是底层到打印底板的附着性，较高的打印温度能够使打印的第一层能够更加牢固地附着在打印底板上，从而为后续多层的打印提供精确稳定的打印基础；第二方面是打印层间的结合牢固程度；第三方面是打印头在不同打印区域间运动时拉丝的程度，温度过高，流动性太好，会使得打印头从一个打印区域移动到另一个打印区域时(比如，打印人像时的两条腿)，打印头仍然有少量塑料细丝流出，从而在打印头运动的轨迹上拉出一条不必要的较细的丝，影响打印精度和打印实体的外观；第四方面是在有伸出或桥接时，也就是打印细丝下方悬空或者部分悬空时，打印细丝形状的保持程度，打印温度低，打印细丝容易凝固，形状保持的就会好些，表现是悬空部分向下塌陷的程度较小。温度对于以上方面的作用不是唯一的，细丝挤出的速度和细丝的冷却速度也会影响到这些效果。