[发明专利]一种3D打印机校准装置及其校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机校准装置及其校准方法。

背景技术

3D打印技术(或快速成型技术)因其优异于现有减法加工工艺的诸多优势而得到快速发展，打印前，喷头与打印平台的精准对高校准过程是3D打印技术追求高稳定、高精度的重要前提。3D打印的对高校准过程，是控制系统明确记录喷头与打印平台之间的工作距离。对高校准过程的准确性，取决于对高校准模块的设计以及打印平台与校准模块之间的校准控制过程。

在3D打印技术中，良好的平台粘附是3D打印成型的基础，怎样既能完成材料和打印平台间的良好粘附，不会发生翘曲变形，又能满足模型的拆卸要求，是3D打印行业追求的目标。

现有的3D打印机的高度校准过程多是通过行程开关对打印平台进行高度的测量，这种校准方式不仅效率低，而且校准的效果并不理想，使最终的打印效果不能达到预期效果。

发明内容

为解决现有技术中3D打印平台校准过程中存在的问题，本发明提供了一种3D打印机校准装置及其校准方法，用于测定喷嘴到打印平台的距离高度，进一步用于打印平台调平校准工作，使整个测量、调平校准过程全自动化、易于操控，进一步提高工作效率及稳定性和准确度。

为实现上述技术目的，本发明公开了一种3D打印机校准装置，所述3D打印机校准装置为高度校准模块，高度校准模块包括校准A片、校准B片以及间隔件，校准A片和校准B片均为具有弹性的薄片，且平行设置，两者的端头处通过插入间隔件实现两者的隔离；校准A片和校准B片的相对面上分别设有相对应的校准区域，校准区域内均设置电极，电极导通形成的电信号传递至控制系统；所述高度校准模块在校准模式下的位置状态特征是：位于打印喷头与打印平台之间，校准A片和校准B片平行于打印平台以及打印喷头的喷嘴出丝口端面，且打印喷头的喷嘴位于校准区域的正上方。

在上述技术方案中，校准A片和校准B片均为厚度可以忽略不计的薄片，挤压过后，可以恢复至原始状态，从而减少对喷嘴与打印平台之间高度值测量的影响。

本发明提供的3D打印机校准装置在校准过程中，校准A片与校准B片位于打印喷头和打印平台之间，移动打印喷头或打印平台，使校准B片与打印平台贴合，并使喷嘴出丝口端面挤压校准A片，直至校准A片和校准B片的两校准区域内的电极接触后形成电信号，电信号传递至控制系统，记录在此过程中打印喷头移动的竖直距离或打印平台移动的竖直距离，至此，控制系统判断为完成一次喷嘴出丝口端面与打印平台之间高度的测量工作，测量工作完成后，移开打印喷头或打印平台，校准A片和校准B片可以恢复至原始状态。在两校准区域内的电极接触时，两个校准片分别贴合打印平台和喷嘴出丝口端面，由于两个校准片和电极都很薄，可以忽略其厚度，所以，与打印平台贴合的校准片可以相当于打印平台的表面，与喷嘴出丝口端面贴合的校准片可以相当于喷嘴出丝口的端面，当两电极接触时即可认为喷嘴出丝口端面与打印平台上表面接触；在校准的整个过程中，利用电极接触产生的信号判断测量工作的完成，实现了全自动化的测量，减少了人为的估值误差，并且整个测量过程更为灵敏，校准过程的准确度更高。

进一步地，校准A片和校准B片之间的距离为0.1mm-10mm。该高度的设置可以很好地保证两个校准片上的电极接触的灵敏性。

进一步地，校准A片和校准B片均为聚偏氟乙烯高分子薄膜。

进一步地，校准A片和校准B片均为金属薄片。

进一步地，高度校准模块通过机械联动结构连接在可移动的打印喷头上，打印喷头连接在机架结构上，机械联动结构与喷头电机连接，喷头电机与控制系统连接。通过设置机械联动结构实现打印喷头与高度校准模块的同步运动及相对运动，电极导通形成的电信号经由喷头电机传递至控制系统。

本发明的另一个目的在于提供一种利用上述任一所述的3D打印机校准装置进行校准的方法，所述校准方法包括以下步骤：

步骤1：将高度校准模块移动至校准模式的位置，使校准A片和校准B片平行于打印平台和喷嘴出丝口端面，校准A片靠近喷嘴出丝口端面；

步骤2：在打印平台上选择对高点，同步控制打印喷头及高度校准模块移动至对高点正上方；