本發(fā)明涉及快速成型技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種三維打印裝置。

背景技術(shù)：

三維打印裝置，是一種基于三維物體的數(shù)字模型，利用成型絲等材料，通過(guò)逐層打印的方式構(gòu)建出三維物體的設(shè)備。

如圖1所示，是一種以成型絲的形式向打印頭05供給成型材料的三維打印裝置，在卷盤(pán)02上纏繞有成型絲03，將該卷盤(pán)02安裝至三維打印裝置的卷盤(pán)安裝架的轉(zhuǎn)軸01上，從而可實(shí)現(xiàn)將成型絲03提供給打印頭05。在使用過(guò)程中，將成型絲03從卷盤(pán)02上拉出，使被拉直的成型絲通過(guò)由摩擦阻力較小的材料制成的軟導(dǎo)管04，直至將成型絲供給至打印頭05上由電機(jī)055驅(qū)動(dòng)的送料主動(dòng)輪053及送料從動(dòng)輪054，在送料主動(dòng)輪053與送料從動(dòng)輪054的夾緊驅(qū)動(dòng)下，成型絲03進(jìn)入電加熱器051，成型絲在電加熱器051內(nèi)，經(jīng)加熱成熔融狀態(tài)的成型材料在后續(xù)成型絲推動(dòng)下，從設(shè)于電加熱器051末端的打印噴嘴052擠出并沉積于載物臺(tái)06上；該三維打印裝置的控制器通過(guò)控制打印頭05在水平的x-y平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制載物臺(tái)06在垂直的z向運(yùn)動(dòng)，以逐層的打印出預(yù)定三維物體。

由于打印頭只能在水平的x-y平面內(nèi)移動(dòng)，載物臺(tái)只能在z向移動(dòng)，通常都能很好地完成打印，但是在需要重復(fù)縮短載物臺(tái)與打印噴嘴間的間距后又?jǐn)U大二者間間距的特殊情況下，用于驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)在垂向移動(dòng)的絲桿螺母機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生回程誤差，而且載物臺(tái)質(zhì)量隨打印進(jìn)程的進(jìn)行而不斷增加，導(dǎo)致其回程誤差難以確定且難以進(jìn)行很好的補(bǔ)償，這限制了三維打印裝置的適用范圍。此外，為了盡量縮小回程誤差，通常是使用高等級(jí)絲桿，不僅推高了三維打印裝置的成本，且回程誤差的確定及補(bǔ)償難題還是存在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種三維打印裝置，以擴(kuò)大三維打印裝置的適用范圍。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的三維打印裝置包括機(jī)架及安裝在機(jī)架上的控制器、打印頭、載物臺(tái)及行走機(jī)構(gòu)，打印頭包括打印噴嘴，控制器包括存儲(chǔ)器與處理器；行走機(jī)構(gòu)包括第一行走機(jī)構(gòu)與第二行走機(jī)構(gòu)，第一行走機(jī)構(gòu)受控制器控制地驅(qū)動(dòng)打印噴嘴相對(duì)機(jī)架做三維空間移動(dòng)，第二行走機(jī)構(gòu)受控制器控制地驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)至少做垂向移動(dòng)。

通過(guò)將打印頭與載物臺(tái)都配置成均能在垂向上移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，以充分利用打印頭在打印過(guò)程中質(zhì)量幾乎保持不變的特性，在垂向上重復(fù)移動(dòng)過(guò)程中，能很好地對(duì)絲桿回程誤差進(jìn)行控制與補(bǔ)償，此時(shí)，可利用經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行消差，以在提高打印質(zhì)量的同時(shí)，擴(kuò)大三維打印裝置的可打印范圍，即其適應(yīng)范圍。此外，對(duì)所使用絲桿的等級(jí)的選擇范圍更大了。

具體的方案為打印噴嘴側(cè)旁安裝有用于測(cè)量從打印噴嘴擠出成型材料溫度的紅外測(cè)溫器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)能實(shí)現(xiàn)以下步驟：基于測(cè)得的溫度與所用成型絲的材料參數(shù)，判斷打印噴嘴擠出成型材料的流體形態(tài)。以對(duì)不同材料種類(lèi)、不同批次成型絲的擠出狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，便于根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整打印速度、溫度等參數(shù)，進(jìn)一步提高打印質(zhì)量。

更具體的方案為若為流態(tài)，在完成對(duì)當(dāng)前切片層的打印后，控制第二行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)向下移動(dòng)將要打印切片層的厚度；若為非流態(tài)，在完成對(duì)當(dāng)前切片層的打印后，控制第一行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)打印噴嘴向上移動(dòng)將要打印切片層的厚度。以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行打印，防止流態(tài)時(shí)利用打印噴嘴移動(dòng)調(diào)高而容易出現(xiàn)絲料被甩出打印噴嘴而影響打印質(zhì)量的問(wèn)題。

另一個(gè)更具體的方案為控制第一行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)打印噴嘴按照預(yù)定行走軌跡打印切片層，打印噴嘴在擠出成型材料為非流態(tài)時(shí)沿預(yù)定行走軌跡的行走加速度高于擠出成型材料為流態(tài)時(shí)的行走加速度。以防行走加速度過(guò)大而將呈流態(tài)的成型材料甩出，出現(xiàn)局部堆積而局部缺料的問(wèn)題，進(jìn)一步提高打印質(zhì)量。

另一個(gè)具體的方案為第二行走機(jī)構(gòu)受控制器控制地驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)做三維空間移動(dòng)，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)能實(shí)現(xiàn)以下步驟：在打印切片層的表面光滑部分時(shí)，控制載物臺(tái)保持靜止，并控制第一行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)打印噴嘴移動(dòng)而打印出表面光滑部分；在打印切片層的內(nèi)部填充部分時(shí)，控制打印噴嘴保持靜止，并控制第二行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)移動(dòng)而打印出內(nèi)部填充部分。從而可有效地防止打印內(nèi)部填充部分時(shí)，在表面光滑部分鄰接處變向時(shí)而出現(xiàn)成型材料被甩出影響打印質(zhì)量的問(wèn)題或限制了打印速度的提高，即可在確保打印質(zhì)量的前提下，提高打印速度。

再一個(gè)具體的方案為第二行走機(jī)構(gòu)受控制器控制地驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)做三維空間移動(dòng)，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)能實(shí)現(xiàn)以下步驟：在打印切片層時(shí)，若打印噴嘴按照一條連續(xù)預(yù)定行走軌跡的行走加速度的最高值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則控制第二行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)按照預(yù)定行走軌跡的鏡像軌跡移動(dòng)，并控制打印噴嘴按照預(yù)定速率擠出成型材料進(jìn)行打印，否則，控制第一行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)打印噴嘴按照預(yù)定行走軌跡進(jìn)行打印?？稍诖_保連續(xù)打印的條件下，提高打印質(zhì)量。

優(yōu)選的方案為打印頭包括電加熱器、設(shè)于電加熱器的末端的打印噴嘴及通過(guò)導(dǎo)管向電加熱器輸送成型絲的送料單元，電加熱器安裝在第一行走機(jī)構(gòu)上，送料單元安裝在機(jī)架上；送料單元包括送料主動(dòng)輪、送料從動(dòng)輪及動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、受驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小徑齒輪及與小徑齒輪內(nèi)齒嚙合的大徑齒輪，大徑齒輪與送料主動(dòng)輪傳動(dòng)連接。通過(guò)使用內(nèi)齒嚙合機(jī)構(gòu)作為傳動(dòng)與減速機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)速比相同的條件，有效地降低輸送料的體積。

更優(yōu)選的方案為送料單元通過(guò)一根靜定梁緊固安裝在機(jī)架上。

另一個(gè)優(yōu)選的方案為第二行走機(jī)構(gòu)包括四根垂向?qū)U、兩根垂向絲桿及垂向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，四根垂向?qū)U與設(shè)在載物臺(tái)的四個(gè)直角部上的導(dǎo)孔相配合，兩根垂向絲桿與固定在相對(duì)兩個(gè)邊緣部中部上的螺母相旋合，垂向驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)兩根垂向絲桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)四根導(dǎo)桿構(gòu)成四個(gè)支撐導(dǎo)向點(diǎn)，約束多且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有效地確保驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)上下移動(dòng)過(guò)程的垂直度、調(diào)節(jié)力度。

再一個(gè)優(yōu)選的方案為第一行走機(jī)構(gòu)包括行走架，兩根垂向?qū)U，兩根垂向絲桿，兩根橫向絲桿、兩個(gè)與所述橫向絲桿旋合的橫向螺母，兩根縱向絲桿，及兩個(gè)與縱向絲桿旋合的縱向螺母；行走架包括支撐架、縱向?qū)U、橫向?qū)U及正交滑塊，正交滑塊上設(shè)有與縱向?qū)U相配合的縱向?qū)Э准芭c橫向?qū)U相配合的橫向?qū)Э祝蛴娮彀惭b在正交滑塊上；支撐架兩個(gè)共邊的直角部上設(shè)有與垂向?qū)U相配合的導(dǎo)孔，另外兩個(gè)共邊的直角部上固設(shè)有與垂向絲桿相旋合的螺母，固設(shè)在機(jī)架上的垂向驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)兩根垂向絲桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)；兩根橫向絲桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在支撐架的一對(duì)相對(duì)邊緣部上，兩根縱向絲桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在支撐架的另一對(duì)相對(duì)邊緣部上；縱向?qū)U的兩端分別與橫向螺母固定連接，橫向?qū)U的兩端分別與縱向螺母固定連接，固設(shè)在支撐架上的橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)兩根橫向絲桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)，固設(shè)在支撐架上的縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)兩根縱向絲桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)。整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且能很好地驅(qū)動(dòng)打印噴嘴做三維空間移動(dòng)，即x-y-z三維移動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有一種三維打印裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中三維打印裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中三維打印裝置的側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中電加熱器、打印噴嘴及正交滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中送料單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中送料單元的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2在打印切片層時(shí)打印噴嘴的預(yù)定行走軌跡示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖2及圖3，本三維打印裝置1包括機(jī)架20及安裝在該機(jī)架20上的控制器、打印頭、載物臺(tái)21、第一行走機(jī)構(gòu)及第二行走機(jī)構(gòu)。控制器包括存儲(chǔ)器與處理器，第一行走機(jī)構(gòu)與第二行走機(jī)構(gòu)一起構(gòu)成本實(shí)施例中的行走機(jī)構(gòu)。

參見(jiàn)圖2、圖3及圖4，打印頭包括電加熱器31、設(shè)于電加熱器31的末端的打印噴嘴32及通過(guò)導(dǎo)管33向電加熱器31輸送成型絲的送料單元4，送料單元4通過(guò)一根靜定梁22緊固安裝在機(jī)架20的側(cè)旁上。

在打印噴嘴32的側(cè)旁安裝有用于測(cè)量其擠出的成型材料溫度的紅外測(cè)溫器23，在本實(shí)施例中為熱成像儀，其參數(shù)：靜態(tài)電流為65μa，波長(zhǎng)通帶為5.5μm至14μm，可測(cè)量溫度范圍為-70℃至380℃。

如圖2及圖3所示，第一行走機(jī)構(gòu)受控制器控制地驅(qū)動(dòng)打印噴嘴32與電加熱器31一起做三維空間移動(dòng)，包括行走架，四根垂向?qū)U51，兩根垂向絲桿52，垂向驅(qū)動(dòng)電機(jī)53，兩根橫向絲桿54，兩個(gè)與橫向絲桿54旋合的橫向螺母55，橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)56，兩根縱向絲桿57，兩個(gè)與縱向絲桿57旋合的縱向螺母58及縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)59。橫向絲桿54與縱向絲桿57位于兩個(gè)水平面內(nèi)，且二者軸向相互正交，即該兩根絲桿和垂向絲桿52一起構(gòu)成兩兩相互正交的結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于圖示的正交坐標(biāo)系x-z-y。

行走架包括支撐架61、縱向?qū)U62、橫向?qū)U63及正交滑塊64，正交滑塊64上設(shè)有與縱向?qū)U62相配合的縱向?qū)Э?41及與橫向?qū)U63相配合的橫向?qū)Э?42，電加熱器32安裝在正交滑塊64的下方，從而可隨正交滑塊64做三維空間移動(dòng)。

支撐架61兩個(gè)共橫向邊的直角部及縱向邊緣的中部上設(shè)有與垂向?qū)U51相配合的導(dǎo)孔，另外兩個(gè)共橫向邊的直角部上固設(shè)有與垂向絲桿52相旋合的螺母，固設(shè)在機(jī)架20上的垂向驅(qū)動(dòng)53電機(jī)通過(guò)同步帶65驅(qū)動(dòng)兩根垂向絲桿51同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)支撐架61在垂向上移動(dòng)，繼而通過(guò)正交滑塊64帶動(dòng)打印噴嘴32在垂向上移動(dòng)。

兩根橫向絲桿54分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在支撐架61的一對(duì)相對(duì)橫向邊緣部上，即每個(gè)橫向邊緣部上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有一根橫向絲桿54，兩根縱向絲桿54可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在支撐架61的另一對(duì)相對(duì)縱向邊緣部上，即每個(gè)縱向邊緣部可轉(zhuǎn)動(dòng)地上安裝有一根橫向絲桿54。

縱向?qū)U62的兩端分別與橫向螺母55固定連接，橫向?qū)U63的兩端分別與縱向螺母58固定連接，固設(shè)在支撐架61上的橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)56通過(guò)同步帶66驅(qū)動(dòng)兩根橫向絲桿54同步轉(zhuǎn)動(dòng)，固設(shè)在支撐架61上的縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)59通過(guò)同步帶67驅(qū)動(dòng)兩根縱向絲桿57同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

通過(guò)三臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的協(xié)同配合驅(qū)動(dòng)，從而通過(guò)正交滑塊64帶動(dòng)打印噴嘴32相對(duì)機(jī)架20做三維空間移動(dòng)。

如圖2及圖3所示，第二行走機(jī)構(gòu)包括四根垂向?qū)U71、兩根垂向絲桿72及垂向驅(qū)動(dòng)電機(jī)73，四根垂向?qū)U71與設(shè)在載物臺(tái)的四個(gè)直角部上的導(dǎo)孔相配合，兩根垂向絲桿72與固定在相對(duì)兩個(gè)邊緣部的中部上的螺母相旋合，垂向驅(qū)動(dòng)電機(jī)73通過(guò)同步帶74驅(qū)動(dòng)兩根垂向絲桿72同步轉(zhuǎn)動(dòng)。從而可驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)21在垂向上往復(fù)移動(dòng)。

參見(jiàn)圖5及圖6，送料單元4包括送料主動(dòng)輪41、送料從動(dòng)輪42及動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)43、受驅(qū)動(dòng)電機(jī)43驅(qū)動(dòng)的小徑齒輪44及與小徑齒輪44內(nèi)齒嚙合的大徑齒輪45，大徑齒輪45固定在轉(zhuǎn)盤(pán)46上，轉(zhuǎn)盤(pán)46通過(guò)固定螺母47與傳動(dòng)軸48固定連接，送料主動(dòng)輪41與傳動(dòng)軸48固定連接，即大徑齒輪45與送料主動(dòng)輪41通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)46、傳動(dòng)軸48傳動(dòng)連接。從而通驅(qū)動(dòng)過(guò)電機(jī)43的驅(qū)動(dòng)，送料主動(dòng)輪41與送料從動(dòng)輪42擠壓位于二者間的成型絲49并將其輸送至電加熱器31的加熱熔融腔內(nèi)。兩個(gè)內(nèi)齒嚙合的齒輪中心距為38mm，小徑齒輪44的齒數(shù)為10、模數(shù)為1、齒頂圓直徑12.82mm、齒根圓直徑8.32mm、變位系數(shù)為0.412及分度圓直徑10mm。大徑齒輪45的內(nèi)齒數(shù)為86、模數(shù)為1、齒頂圓直徑84.82mm、齒根圓直徑89.32mm、變位系數(shù)為-0.412及分度圓直徑86mm。二者傳動(dòng)比為1:8.6，重合度為1.51。若采用同傳動(dòng)比的外嚙合齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積為23106.27mm³，而本內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積為20214.54mm³，二者相比，體積減少了2891.73mm³。

從上述結(jié)構(gòu)布置可以看出，打印頭的電加熱器32安裝在第一行走機(jī)構(gòu)上，而送料單元4安裝在機(jī)架21上，通過(guò)將兩者進(jìn)行分離設(shè)置，以減少位于第一行走機(jī)構(gòu)上部分的質(zhì)量，以減少它們?cè)诖蛴∵^(guò)程中的質(zhì)量，即慣性，從而可降低行走加速過(guò)程中的振動(dòng)，及將驅(qū)動(dòng)電機(jī)43的振動(dòng)與打印噴嘴32隔離。

在使用本三維打印裝置進(jìn)行打印，為通過(guò)控制器控制電加熱器31、送料單元4、第一行走機(jī)構(gòu)、第二行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)作從而在載物臺(tái)21上逐層地打印出三維物體的每層切片層，累加成與三維數(shù)字模型相對(duì)應(yīng)的三維物體。

在本實(shí)施例中，控制器包括存儲(chǔ)器與處理器，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序。

第一種打印控制方法：該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)能實(shí)現(xiàn)以下步驟：

接收紅外測(cè)溫器23對(duì)從打印噴嘴32擠出的成型材料溫度進(jìn)行檢測(cè)所獲取的溫度數(shù)據(jù)，基于該溫度數(shù)據(jù)與所用成型絲的材料參數(shù)(可基于絲料盒芯片上獲取或在裝入絲料盒時(shí)認(rèn)為通過(guò)觸摸屏進(jìn)行輸入)，判斷從打印噴嘴32擠出的成型材料的流體形態(tài)；

若擠出的成型材料被判斷為流態(tài)，則在完成對(duì)當(dāng)前切片層的打印后，控制第二行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)21向下移動(dòng)將要打印切片層的厚度，以繼續(xù)打印將要打印的切片層；

若擠出的成型材料被判斷為非流態(tài)，則在完成對(duì)當(dāng)前切片層的打印后，控制第一行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述打印噴嘴32向上移動(dòng)將要打印切片層的厚度，以繼續(xù)打印將要打印的切片層。

在本實(shí)施例中，所謂“切片層”是建模時(shí)，將三維物體模型在垂向切割成由若干層等厚或不等厚的層疊加而成，打印時(shí)，按照切片層的形狀逐層的打印出，并累加成目標(biāo)三維物體。

根據(jù)成型材料的流體形態(tài)判斷是使用降低載物臺(tái)21還是升高打印噴嘴32來(lái)實(shí)現(xiàn)不同切片層的切換，以在為非流態(tài)時(shí)不容易被甩出而充分利用打印頭的質(zhì)量維持穩(wěn)定的特點(diǎn)，利用提高打印噴嘴的方法實(shí)現(xiàn)切換，以提高調(diào)整的精度；而在流態(tài)時(shí)，利用降低載物臺(tái)實(shí)現(xiàn)切片層的切換，可有效防止成型材料被甩出而影響打印質(zhì)量，根據(jù)打印材料的性質(zhì)而權(quán)衡不同情況下的利弊，以提高打印質(zhì)量。

第二種打印控制方法：該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)能實(shí)現(xiàn)以下步驟：

接收紅外測(cè)溫器23對(duì)從打印噴嘴32擠出的成型材料溫度進(jìn)行檢測(cè)所獲取的溫度數(shù)據(jù)，基于該溫度數(shù)據(jù)與所用成型絲的材料參數(shù)(可基于絲料盒芯片上獲取或在裝入絲料盒時(shí)認(rèn)為通過(guò)觸摸屏進(jìn)行輸入)，判斷從打印噴嘴32擠出的成型材料的流體形態(tài)；

在打印同一層切片時(shí)，控制第一行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)打印噴嘴32按照預(yù)定行走軌跡打印切片層，打印頭在擠出成型材料為非流態(tài)時(shí)沿預(yù)定行走軌跡的行走加速度高于擠出成型材料為流態(tài)時(shí)的行走加速度。在成型材料為非流態(tài)時(shí)不容易被甩出而提高行走加速度，而在流態(tài)容易被甩出，降低行走加速度，即通過(guò)權(quán)衡打印速度與成型材料被甩出量而降低打印質(zhì)量?jī)蓚€(gè)問(wèn)題，以確保打印質(zhì)量的前提下，盡量提高打印速度。

實(shí)施例2

作為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例2的說(shuō)明，以下僅對(duì)與上述實(shí)施例1的不同之處進(jìn)行說(shuō)明。

第二行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與第一行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，即增設(shè)了支撐架，而原本直接連接在載物臺(tái)上的垂向?qū)U與垂向絲桿連接至該支撐架上，而載物臺(tái)通過(guò)可沿水平面內(nèi)二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)與支撐架連接，該二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與第一行走機(jī)構(gòu)中正交滑塊、橫向絲桿、橫向?qū)U、橫向螺母、橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、縱向絲桿、縱向?qū)U及縱向螺母構(gòu)成結(jié)構(gòu)一樣，只是載物臺(tái)固設(shè)在正交滑塊的上方。

其主要是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以下問(wèn)題：參見(jiàn)圖1及圖7所示，由于打印頭05集成了電加熱器051、打印噴嘴052、電機(jī)055、供料滾輪053及供料滾輪054，其質(zhì)量較大而擁有較大的慣性，導(dǎo)致其響應(yīng)靈敏度偏低，從而在變速過(guò)程中容易引起不小的振幅，變速及振幅將導(dǎo)致呈熔融狀態(tài)的成型材料被從打印噴嘴052中甩出而出現(xiàn)局部成型材料堆積的問(wèn)題，尤其是，在打印如圖7所示切片層07時(shí)，其先慢速使用高精度的細(xì)絲打印出物體的表面光滑部分071，以使打印出的物體表面光滑、細(xì)密，對(duì)于內(nèi)部填充部分072則快速使用低精度的粗絲進(jìn)行填充，其中，表面光滑部分071的所謂光滑是相對(duì)于內(nèi)部填充部分的外觀而言，以提高打印速度；此外，為了確保打印出三維物體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，內(nèi)部填充部分常打印成經(jīng)緯線交織結(jié)構(gòu)，意味在邊界處要實(shí)現(xiàn)180度的轉(zhuǎn)彎，容易導(dǎo)致粗絲在內(nèi)部填充部分072與表面光滑部分71交接處被甩至已打印好的表面光滑部分071上而堆積，降低了表面平整度，同時(shí)還減弱了內(nèi)部填充部分071與表面光滑部分071間的結(jié)構(gòu)連接強(qiáng)度，為了避免出現(xiàn)前述質(zhì)量問(wèn)題，需在邊界轉(zhuǎn)彎慢慢減速后再慢慢加速，從而限制了打印速度的進(jìn)一步提高。

而本實(shí)施例通過(guò)基于改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)，通過(guò)處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序，可實(shí)現(xiàn)以下步驟，以解決該技術(shù)問(wèn)題：

在打印切片層的表面光滑部分071時(shí)，控制載物臺(tái)保持靜止，并控制第一行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)打印頭移動(dòng)而打印出表面光滑部分071；

在打印切片層的內(nèi)部填充部分072時(shí)，控制打印頭保持靜止，并控制第二行走機(jī)構(gòu)驅(qū)載物臺(tái)移動(dòng)而打印出內(nèi)部填充部分072。

即，利用打印頭移動(dòng)打印出表面光滑部分071，再利用載物臺(tái)的移動(dòng)打印出內(nèi)部填充部分072，以避免在大的行走加速度時(shí)，成型材料被從打印噴嘴甩出并堆積至表面光滑部分上而影響表面打印質(zhì)量及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

此外，還可以通過(guò)處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)以下步驟，從而提高打印質(zhì)量：

在打印同層切片層時(shí)，若打印頭按照一條連續(xù)預(yù)定行走軌跡的行走加速度的最高值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則控制第二行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)按照預(yù)定行走軌跡的鏡像軌跡移動(dòng)，并控制打印頭按照預(yù)定速率擠出成型材料進(jìn)行打印，否則，控制第一行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)打印頭按照預(yù)定行走軌跡進(jìn)行打印。從而可在確保打印質(zhì)量的前提下，提高打印速度。

在上述實(shí)施例中，“成型材料為流態(tài)”是指在測(cè)得成型材料的溫度時(shí)，其在該溫度條件下為流態(tài)；“成型絲為非流態(tài)”是指在測(cè)得成型材料的溫度時(shí)，其在該溫度條件下，從打印噴嘴擠出的成型材料為塑態(tài)或部分為塑態(tài)且部分為流態(tài)的狀態(tài)。

上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。