[发明专利]用于3D打印机的具有改进的性能的方法和系统以及采用该方法和系统的3D打印机

权利要求书

1.一种3D打印机，包括：

打印头，其具有被布置成将丝材馈送到加热器的挤出机电机，其中，所述挤出机电机是步进电机；

打印头定位系统，其被配置成使所述打印头相对于打印表面移动，其中，所述打印头定位系统是X和Y打印头定位系统，所述X和Y打印头定位系统被配置成沿平行于打印表面的两个正交方向移动所述打印头，其中，所述X和Y打印头定位系统包括X定位电机和Y定位电机，所述X定位电机和所述Y定位电机被配置成分别沿X方向和Y方向移动所述打印头；

步进驱动器，其连接至所述挤出机电机并且能够操作以控制所述挤出机电机的操作；

传感器模块，其包括被布置成检测所述丝材的馈送速率的馈送速率传感器；

X编码器和Y编码器，所述X编码器被布置成感测所述X定位电机的旋转，所述Y编码器被布置成感测所述Y定位电机的旋转；

控制系统，其被编程为：

确定在达到目标X位置和目标Y位置时沉积多少丝材；

从所述传感器模块接收指示所述丝材的所述馈送速率的信号，并且

基于来自所述传感器模块的所述信号以及基于对沉积多少丝材的确定，来控制所述步进驱动器的操作，同时使得所述打印头的移动消除误差，以便根据所述确定来沉积所选体积的丝材。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其中，所述传感器模块被配置成感测所述丝材的体积流率，并且其中，所述控制系统包括主控制器和拦截控制器，其中，所述主控制器被配置成向所述拦截控制器发送低级命令，其中，所述拦截控制器被配置成向所述步进驱动器发送所述低级命令，其中，所述控制系统被配置成确定由所述传感器模块感测的体积流率是否小于由所述主控制器请求的量，并且所述控制系统被配置成在所感测的体积馈送速率足够低的情况下重复所述低级命令。

3.根据权利要求2所述的3D打印机，其中，所述传感器模块还包括被布置成确定所述丝材的截面的多个尺寸的多个尺寸检查传感器，其中，所述控制系统被配置成基于来自所述多个尺寸检查传感器和所述馈送速率传感器的信号来确定体积流率。

4.一种用于3D打印机的改造系统，其中，所述3D打印机包括打印头、打印头定位系统、步进驱动器和主控制器，所述打印头具有被布置成将丝材馈送到加热器的挤出机电机，其中所述挤出机电机是步进电机，所述打印头定位系统被配置成使所述打印头相对于打印表面移动，其中，所述打印头定位系统是X和Y打印头定位系统，所述X和Y打印头定位系统被配置成沿平行于打印表面的两个正交方向移动所述打印头，其中，所述X和Y打印头定位系统包括X定位电机和Y定位电机，所述X定位电机和所述Y定位电机被配置成分别沿X方向和Y方向移动所述打印头，其中，所述步进驱动器连接至所述挤出机电机并且能够操作以控制所述挤出机电机的操作，所述主控制器被配置成经由所述步进驱动器来控制所述挤出机电机的操作，所述改造系统包括：

X编码器和Y编码器，所述X编码器被布置成感测所述X定位电机的旋转，所述Y编码器被布置成感测所述Y定位电机的旋转；

传感器模块，其包括被布置成检测所述丝材的馈送速率的馈送速率传感器；

拦截控制器，其从所述主控制器接收低级命令并且被编程为：

确定在达到目标X位置和目标Y位置时沉积多少丝材；

从所述传感器模块接收指示所述丝材的所述馈送速率的信号，并且

基于来自所述传感器模块的所述信号以及基于对沉积多少丝材的确定，来控制所述步进驱动器的操作，同时使得所述打印头的移动消除误差，以便根据所述确定来沉积所选体积的丝材。

5.根据权利要求4所述的改造系统，其中，所述传感器模块被配置成感测所述丝材的体积流率，并且其中，所述控制系统被配置成确定由所述传感器模块感测的体积流率是否小于由所述主控制器请求的量，并且所述控制系统被配置成在所感测的体积馈送速率足够低的情况下重复所述低级命令。

6.根据权利要求5所述的改造系统，其中，所述传感器模块还包括被布置成确定所述丝材的截面的多个尺寸的多个尺寸检查传感器，其中，所述拦截控制器被配置成基于来自所述多个尺寸检查传感器和所述馈送速率传感器的信号来确定体积流率。