[发明专利]在三维打印中控制针对改进挤出流的热的方法和装置

权利要求书

1.一种用于打印三维3D物体的3D打印系统，所述3D打印系统包括：

挤出机，该挤出机被配置成从挤出位置挤出给定原料；以及

控制器，该控制器被配置成，通过基于所述给定原料的计划原料投入率和期望温度调节经由所述挤出机传递到所述给定原料的热传递量，来保持所述给定原料在所述挤出位置处为所述期望温度，所述控制器被配置成在实施所述计划原料投入率之前的时间调节所述热传递量，该时间基于所述3D打印系统中的热传递的时间响应。

2.根据权利要求1所述的3D打印系统，所述3D打印系统还包括：比例积分微分PID控制器和温度传感器，所述温度传感器联接至所述挤出机和所述PID控制器，并且被配置成感测所述挤出机的工作温度，所述PID控制器被配置成还基于所述工作温度来调节所述热传递量。

3.根据权利要求1所述的3D打印系统，其中，所述时间响应取决于所述挤出机的尺寸、所述挤出机的比热、所述挤出机的传导率、所述挤出机的质量或它们的组合。

4.根据权利要求1所述的3D打印系统，其中，所述时间还基于当前时间、在所述当前时间的当前原料投入率、实施所述计划原料投入率的将来时间，以及在所述当前时间的所述当前原料投入率与在所述将来时间的所述计划原料投入率之间的变化率。

5.根据权利要求1所述的3D打印系统，所述3D打印系统还包括：加热部件，该加热部件联接至所述挤出机，并且其中，所述控制器被配置成调节所述加热部件的输入功率设定以调节所述热传递量。

6.根据权利要求5所述的3D打印系统，其中，所述输入功率设定是功率值、百分比值或占空比值。

7.根据权利要求5所述的3D打印系统，其中，所述控制器被配置成基于所述计划原料投入率以及所述加热部件的输入功率与原料投入率之间的关系来控制所述输入功率设定，所述关系特定于所述期望温度、所述挤出机的环境条件、所述挤出机的特性以及所述给定原料的特性。

8.根据权利要求7所述的3D打印系统，其中，所述环境条件包括容纳所述挤出机的腔室的环境温度和所述3D打印系统的风扇的速度。

9.根据权利要求7所述的3D打印系统，其中，所述挤出机的特性包括表示所述挤出机的每温度差的热损失的第一热传递系数、和表示所述挤出机的随着所述3D打印系统的风扇的速度改变的热损失的第二热传递系数。

10.根据权利要求7所述的3D打印系统，其中，所述给定原料的特性包括所述给定原料的密度、所述给定原料的比热、所述给定原料的热导率、固体形态的所述给定原料的横截面积或它们的组合。

11.根据权利要求1所述的3D打印系统，所述3D打印系统还包括：加热部件，该加热部件联接至所述挤出机，其中，所述计划原料投入率的实施导致所述给定原料的当前原料投入率增大或减小，并且所述控制器被配置成，通过调节所述加热部件的输入功率设定来调节所述热传递量，以与所述当前原料投入率的增大或减小无关地保持所述给定原料为所述期望温度。

12.根据权利要求1所述的3D打印系统，其中，所述挤出机包括液化区，并且所述计划原料投入率表示将所述给定原料驱动到所述液化区中的计划速度。

13.根据权利要求1所述的3D打印系统，其中，所述期望温度是所述给定原料响应于施加的力或位移开始流动的最低温度。

14.根据权利要求1所述的3D打印系统，其中，所述控制器还被配置成接收用于打印3D物体的多个工具路径命令，并且其中，所述计划原料投入率基于接收的所述多个工具路径命令中的一个或更多个。