[发明专利]一种应用嵌入式PLC的3D打印系统

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种应用嵌入式PLC的3D打印系统。

背景技术

传统的产品制造，多是采用模具将原料成型为毛坯，而后采用机加工等方法去除多余材料，成型为要求尺寸的部件，可称为“减材制造法”。而3D打印制造技术与之相反，是通过材料的逐层添加制造出三维物体，定义为“增材制造”法。在过去由于3D打印只能使用塑料(聚合物)材料，因此3D打印并没有被大型产业所重视，而目前LENS打印技术的发展可以将3D打印运用到航空航天、汽车、生物医学等大型产业。可编程序控制器(PLC)是专门为工业控制设计的,制造业在铸造过程中通过PLC控制3D过程，采用多层次的抗干扰措施,使3D打印的的稳定性和可靠性大大提高。现有的3D打印系统，对于3D全金属打印精确度不高，随着计算机技术的发展,PLC的功能也越来越强,使用越来越方便。为了提高PLC控制系统的对3D打印的可靠性,关键在于硬件和软件上设置双重保护。嵌入可编程控制逻辑PLC的3D打印结合LENS技术可以实现“全金属打印”。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用嵌入式PLC的3D打印系统，解决了现有的3D打印系统，对于3D全金属打印精确度不高的问题。

本发明所采用的技术方案是包括可编程控制逻辑PLC中央系统，可编程控制逻辑PLC中央系统分别连接激光器喷头、材料盒，监视器、变送器，变送器通过隔离器连接配电器，激光器喷头设有若干喷头，喷头对准打印模型；

可编程控制逻辑PLC中央系统连接材料盒控制材料盒设备的正常精确打印。可编程控制逻辑PLC中央系统依次连接变送器、隔离器和配电器，是为了防止电场信号干扰可编程控制逻辑PLC中央系统；激光器喷头实现全金属打印，通过光纤激光头起到切割机一样的作用。

进一步，所述可编程控制逻辑PLC中央系统连接材料盒控制材料盒设备的正常精确打印中，嵌入式PLC可进行边探测边打印，探测办法通过高斯卷积公式计算探测边缘，从而达到高精准度探测获取；

G_x G_y G_z为某个点在x,y,z三个轴的卷积核点，由高斯卷积得到:

其中可将解析结果带入变量ι中，出现平率比较高的隆起点代表轮廓边缘，那么探测到的结果向量集为：

向量角θ_i,j＝arctan(G_y(i,j)/G_x(i,j))；(3)

在3D打印过程中将液态光敏聚合物喷射为很薄的层，再通过UV(紫外线)光将其固化。

进一步，所述激光器喷头的打印过程：利用可编程控制逻辑PLC中央系统进行PLC控制，将材料粉末吹入精心引导的高功率激光束，3D打印过程中激光束的粉末会落在一边，遇到激光焦点的粉末会立即融化并融合到增长部分的表面，因此当激光焦点扫描过打印对象的轮廓，打印头吹出更多的粉末时，部件就会一层一层地逐渐增长。

本发明的有益效果是有效地提高3D打印精确度，从而实现3D全金属打印。

附图说明

图1是本发明嵌入式PLC的3D打印系统结构示意图。

图中，1.可编程控制逻辑PLC中央系统，2.激光器喷头，3.材料盒，4.监视器，5.变送器，6.隔离器，7.配电器，201.喷头，202.打印模型。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明可编程控制逻辑PLC中央系统如图1所示，包括可编程控制逻辑PLC中央系统1，可编程控制逻辑PLC中央系统1分别连接激光器喷头2、材料盒3，监视器4、变送器5，变送器5通过隔离器6连接配电器7，激光器喷头2设有若干喷头201，喷头201对准打印模型202。

可编程控制逻辑PLC中央系统1连接材料盒控制材料盒设备的正常精确打印。可编程控制逻辑PLC中央系统1依次连接变送器5、隔离器6和配电器7，是为了防止电场信号干扰可编程控制逻辑PLC中央系统1。

激光器喷头2实现全金属打印，通过光纤激光头起到切割机一样的作用，打印时采用光纤激光头的YAG固态激光器可实现全金属打印。