[发明专利]智能监控3D打印的喷头工作状态的方法、应用和装置

说明书

本发明公开了一种智能监控3D打印的喷头工作状态的方法、应用和装置，针对水凝胶等材料的3D打印对于提高打印成功率的需求，构建了智能监控3D打印形态放入方法和装置结构。本发明面向导电凝胶材料3D打印的智能监控系统包括喷头监测回路、CPU控制单元、光敏传感器模块、调节装置、供料装置。本发明通过喷头监测回路实时监测打印过程，当出现故障发送信号给CPU单元及时调整，使得智能监控喷头出料情况成为可能，提高打印成功率，从而提高打印质量，制造出符合既定要求的3D打印产品。

技术领域

本发明涉及一种3D打印工艺、应用和装置，特别是涉及一种智能3D打印工艺、应用和装置，应用于增材制造技术领域。

背景技术

近年来，3D打印技术逐渐融入到人们的日常生活中来。3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，通过逐层叠加的方式制造三维物体的的快速成型技术。其在工业设计、医疗航空、精密制造、生物制造等领域得到了广泛的应用。

水凝胶材料是当前应用广泛的一种新型生物医用材料，该材料具有很好的生物相容性，可以用于和人组织接触，广泛应用于生物医药、组织工程和生物3D打印领域。同时水凝胶材料在药物控释、细胞培养等领域也有着很重要的应用。采用在自组装水凝胶中加入生物活性基因的方法在再生医学领域已经发挥了很重要的作用。并且水凝胶材料来源丰富，价格低廉。水凝胶是一种以水为分散介质的凝胶，因此在实际使用中经过混合后的水凝胶材料均具有导电性。水凝胶材料在生物制造领域的研究越来越重要，但是这类材料在打印过程中容易发生溶胀，变形，成形比较困难，亟待找到打印的解决方案，其中喷头部分的设计是关键之一。

在水凝胶材料的3D打印的过程中，喷头出料正常是确保打印质量的很重要一个环节，若出料不正常会造成喷头阻塞，喷嘴处易形成膨胀的液滴，如果不及时对供料机构进行调整，将会严重影响打印质量，甚至导致打印失败。传统的监测主要是通过人眼是去识别出料是否正常，监测难度较大，因此这就对水凝胶材料打印形态的智能监控提出了要求，开发一种监控3D打印的喷头工作状态的方法和装置成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种智能监控3D打印的喷头工作状态的方法、应用和装置，满足了水凝胶等材料的3D打印对于提高打印成功率的需求，构建了智能监控3D打印形态放入方法和装置结构，能实时监测打印过程，若打印过程中出现错误及时进行调整，使得智能监控喷头出料情况成为可能，提高打印成功率，制造出符合既定要求的3D打印产品。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种智能监控3D打印的喷头工作状态的方法，在3D打印机的喷头的喷嘴前沿位置处设置具有缺口的喷头监测回路，并使喷头监测回路的缺口不构成阻挡喷嘴正常出料的障碍；在喷头监测回路中接入LED发光器件，并设置光敏传感器件，光敏传感器件实时检测LED发光器件的发光状态信号，向主控制器发送采集信号；主控制器根据接收的信号进行计算和信号处理，通过控制3D打印机的供料装置，调节3D打印机的喷头的出料状态；当光敏传感器件感应到LED发光器件发光时，主控制器判断喷头监测回路导通，并得出在喷头的喷嘴前沿位置处已经形成膨胀的导电液滴的结论，识别出喷头进行出料时出现故障异常状态，此时主控制器发出控制信号控制供料装置，使在喷头的喷嘴前沿位置处形成的膨胀的导电液滴消失，排除3D打印机的故障工作状态，使3D打印工作正常进行。

一种本发明智能监控3D打印的喷头工作状态的方法的应用，能面向水凝胶材料3D打印工作进行智能监控。