[发明专利]一种3D打印机

说明书

本发明提供了一种3D打印机，包括透明打印底板、打印头、控制系统、打印头定位系统、步进驱动器，所述透明打印底板上设置有MxN个光侦测区域，每一光侦测区域内设置有一个光线传感器。控制系统可以根据打印头定位系统传输的坐标位置信息，确定打印模型的底面信息，同时在打印过程中，可以根据光线传感器传输的光线变化信号，判断当前打印模型的底面是否有发生翘边现象，并在发生翘边现象时控制打印头停止继续出料，从而达到节省材料的目的。

技术领域

本发明涉及3D打印机技术领域，尤其涉及一种3D打印机。

背景技术

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

目前主流的3D打印技术主要包括四种:光固化成型技术(SLA)、三维粉末粘接技术(3DP)、选择性激光烧结技术(SLS)以及熔融沉积快速成型技术(FDM)。其中，熔融沉积快速成型技术(FDM)又称熔丝沉积技术，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。工作时，先确定各层间距，计算机对三维电脑模型进行切片，生成路径，然后在计算机控制下喷头按路径移动出料，热熔材料粘接在工作台上或前一层已固化的层面上，每固化一层工作台下移一个层间距，如此反复逐层制作，直至最后一层，通过材料的层层堆积形成最终成品。

为了便于打印成品从工作台(即打印底板)上取下，热熔材料一般选用粘合度适中的材料，这就导致当打印产品的高度较高时，打印的产品底面与工作台接触部分容易发生翘起现象，进而导致打印头无法精准的根据预设轨迹继续进行打印，使得打印得到的产品无法达到预期要求。同时，FDM技术普遍存在一个问题，就是料丝在打印中必须不间断的供料，且FDM的成型时间普遍较长，如果打印的产品底面与工作台接触部分发生翘起现象，不仅会导致之前形成部分的模型报废，同时由于料丝仍在不断供料，造成材料的大量浪费(按照预期电脑模型，只有在打印完全结束时才会停止供料)。

发明内容

针对现有技术存在问题，需要提供一种3D打印机，用以解决现有的3D打印机在打印好的模型底面与工作台接触部分发生翘起现象时，无法停止料丝继续供料，导致材料浪费的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种3D打印机，包括透明打印底板，所述透明打印底板上设置有MxN个光侦测区域，每一光侦测区域内设置有一个光线传感器；所述3D打印机还包括：

打印头，设置于透明打印底板上方，用于将丝材馈送到加热器的挤出机电机，所述挤出机电机为步进电机；

打印头定位系统，用于获取打印头的坐标位置信息，所述坐标位置信息包括X坐标信息、Y坐标信息、Z坐标信息；所述X坐标和Y坐标信息为打印头投影至透明打印底板的坐标信息，Z坐标信息为打印头相对于透明打印底板的高度信息；

步进驱动器，其连接至所述挤出机电机并且能够控制所述挤出机电机的操作；

控制系统用于根据打印头定位系统传输的坐标位置信息的变化，以及光线传感器传输的光线变化信号，来控制所述步进驱动器的操作。

进一步地，所述控制系统包括传感器控制电路，所述传感器控制电路用于在接收到打印头定位系统发出的Z坐标信息变化信号后，开启光侦测区域内的光线传感器；所述Z坐标信息变化信号为打印头从透明打印底部位置开始、首次Z坐标信息发生变化时产生的信号。