[发明专利]具有独立多区温度控制器的3D打印机

说明书

一种三维(3D)打印机，包括：基板，板加热器，金属板和多区温度控制器。所述金属板可沿z轴调节并支撑所述基板，并且所述金属板热耦接到板加热器。挤出机由平移台支撑，该平移台构造成用于使所述挤出机围绕垂直于z轴的x‑y平面移动到基板上方的位置。所述挤出机包括：具有喷嘴加热器的喷嘴，所述喷嘴加热器能够将所述喷嘴加热到至少200℃；和耐热细丝驱动机构，将打印材料细丝送向所述喷嘴。所述多区温度控制器耦接到所述板加热器和喷嘴加热器，以独立地控制所述板加热器和喷嘴加热器的温度，以便于将所述打印材料细丝通过喷嘴挤出。

相关申请

本申请要求美国临时申请序列号62/328,256(标题为《具有独立双区温度控制器的3D打印机(3D Printer with Independent Dual Zone Temperature Controller)》，2016年4月27日提交)的优先权，其通过引证并入本文。

背景技术

三维(3D)打印机可以设计有控制器，该控制器包括挤出机喷嘴加热器上的温度限制，该温度限制用以确保打印机在打印机部件可以容忍的温度条件下工作。这可能会产生问题，因为随着新的打印材料变得可用，可能需要更高的温度来熔化到适合于从加热的喷嘴挤出材料以打印3D结构的温度。由于控制器编程的温度限制，这种3D打印机可能无法使用较新的打印材料。

发明内容

一个实施例涉及一种三维(3D)打印机，其包括基板；板加热器；和可沿z轴调节的金属板，具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面，其中第一主表面支撑基板，并且其中金属板热耦接到板加热器。挤出机由平移台支撑，并用于使挤出机围绕垂直于z轴的x-y平面移动到基板上方的位置。挤出机包括具有喷嘴加热器的喷嘴，该喷嘴加热器能够将喷嘴加热到至少200℃；和耐热细丝驱动机构，将打印材料细丝送向喷嘴。多区温度控制器耦接到板加热器和喷嘴加热器，以独立地控制板加热器和喷嘴加热器的温度，以便于在超过200℃的温度下将打印材料细丝通过喷嘴挤出到由板加热器加热的基板上，从而产生3D结构。

在其他实施例中，三维(3D)打印机包括z高度可调节硬化钢板，其支撑玻璃板并热耦接到板加热器。挤出机由x-y平移台支撑以将挤出机移动到玻璃板上方的不同位置，挤出机包括具有喷嘴加热器的喷嘴，该喷嘴加热器能够将喷嘴加热到至少200℃，并且挤出机还包括耐热细丝驱动机构，将打印材料细丝送向喷嘴。多区温度控制器耦接到板加热器和喷嘴加热器，以独立地控制两个加热器的温度，以便于在超过200℃的温度下将打印材料细丝通过喷嘴挤出到由硬化钢板加热器加热的玻璃板上，从而产生3D结构。

一个实施例涉及一种打印3D结构的方法，该方法包括使用打印机控制器调节z高度可调节金属板、热耦接到板加热器的金属板和基板的高度。该方法包括使用打印机控制器将由x-y平移台支撑的挤出机定位到基板上方的位置，该挤出机包括具有喷嘴加热器的喷嘴，该喷嘴加热器能够将喷嘴加热到至少200℃。该方法还包括使用打印机控制器控制耐热细丝驱动机构，以将打印材料细丝送向喷嘴。该方法还包括使用耦接到金属板加热器和喷嘴加热器的独立多区温度控制器独立地控制板加热器和喷嘴加热器的温度，以便于在超过200℃的温度下将打印材料细丝通过喷嘴挤出到由板加热器加热的基板上，从而产生3D结构。

其他实施例涉及一种打印3D结构的方法，包括使用打印机控制器来调整支撑玻璃板并且热耦接到板加热器的z高度可调节硬化钢板的高度，使用打印机控制器将由x-y平移台支撑的挤出机移动到玻璃板上方的不同位置，该挤出机包括具有喷嘴加热器的喷嘴，该喷嘴加热器能够将喷嘴加热到至少200℃，使用打印机控制器控制耐热细丝驱动机构以将打印材料细丝送向喷嘴，以及使用耦接到硬化钢板加热器和喷嘴加热器的独立多区温度控制器独立地控制板加热器和喷嘴加热器的温度，以便于在超过200℃的温度下将打印材料细丝通过喷嘴挤出到由硬化钢板加热器加热的玻璃板上，从而产生3D结构。