[实用新型]一种3D打印机用喷头驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D打印机技术领域，尤其涉及一种3D打印机用喷头 驱动系统。

背景技术

3D打印技术起源于20世纪80年代出现的快速成形技术(Rapid Prototyping，RP)。快速成形技术，又称自由成形技术(Freeform Manufacturing，FM)。其基本原理属于加成制造(AdditiveFabrication， AF)，既不采用传统的加工机床和模具，依据工件的三维计算机辅助设计 (CAD)模型，在计算机控制下由自由成形机直接成形三维工件。它结合了 计算机辅助设计、数控、材料等多种先进技术，可谓是一种颠覆性的制造 技术。它的基本原理是，利用计算机软件对CAD模型进行分层切片处理， 得到各层界面的二维轮廓信息，根据轮廓信息生成G-code控制代码，快速 成形机按照控制命令，分层沉积材料，形成一系列二维截面薄片层，最后 快速成形机使片层与片层之间相互粘结，将这些薄片逐步顺序叠加堆积成 三维工件实体。由于加成制造法通过三维至二维的转化，使工件的成形变 得简化，只需要传统切削加工30％-50％的工时和20％-35％的成本，就能直接 制作复杂的三维工件，在机械制造业引起了巨大的反响。

目前，打印机中需要使用到喷头，对喷头处的温度控制是材料顺利挤 出的保障，根据材料的不同，打印头加热腔需要保持的温度范围也有所不 同。只有将加热腔的温度保持在材料刚好处于熔融态的温度，材料才可以 被均匀的喷出。如果温度过高，喷嘴出料口可能会出现“拉丝”的现象， 而且零件表层还有可能因为温度过高而发生形变；如果温度过低，刚被喷 出喷嘴的材料瞬间凝固。目前的喷头驱动系统有待进一步的完善。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中的不足，提供了一种3D打印机用喷头 驱动系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种3D打印机用喷头驱动系统，包括需要进行驱动控制的喷头，还包 括喷头接头模块、功率放大模块、D/A转换模块、FPGA模块、串口通信模 块以及Arduino模块，所述Arduino模块的输出端与所述串口通信模块的输 入端相连，所述串口通信模块的输出端与所述FPGA模块的输入端相连， 所述FPGA模块与D/A转换模块相连，所述D/A转换模块与功率放大模块 相连，所述功率放大模块与喷头接头模块相连，所述喷头接头模块与喷头 相连，所述FPGA模块与喷头接头模块双向通信连接。

进一步地，所述FPGA模块中的I/O电压为3.3V。

进一步地，所述串口通信模块采用SCSI68位总线接口实现差分传输。

D/A转换模块将来自FPGA的数字信号转换成模拟信号，即将高压点火 脉冲信号的数字串转换成髙压点火脉冲的模拟信号波形。

从FPGA模块输出的电平信号为LVTTL型，要输出到喷头还需要再进行 电平转换要转换的信号包括时钟信号Clk、加载信号Load、同步信号Stb 和打印数据，驱动喷头点火的高压点火脉冲信号经过功放模块放大后也一 并输入到该模块。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中的FPGA 模块可以在百兆赫兹的频率时钟下工作，可以产生更为精确的信号，同时 FPGA模块也能够确保各个信号时序的准确性，能够提高整个喷头驱动系统 的精度和稳定性，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型的原理图。

所述一种3D打印机用喷头驱动系统，包括需要进行驱动控制的喷头1， 还包括喷头接头模块2、功率放大模块3、D/A转换模块4、FPGA模块5、 串口通信模块6以及Arduino模块7，所述Arduino模块7的输出端与所述 串口通信模块6的输入端相连，所述串口通信模块6的输出端与所述FPGA 模块5的输入端相连，所述FPGA模块5与D/A转换模块4相连，所述D/A 转换模块4与功率放大模块3相连，所述功率放大模块3与喷头接头模块2 相连，所述喷头接头模块2与喷头1相连，所述FPGA模块5与喷头接头 模块2双向通信连接。