技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)3D打印機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印系統(tǒng)的熱敏打印頭溫度的控制方式，可以選擇性地控制熱敏打印頭的發(fā)熱。

背景技術(shù)：

采用微細(xì)熱熔原理的3D打印機(jī)相比激光燒結(jié)原理的3D打印機(jī)而言，由于沒(méi)有采用激光發(fā)生器以及激光振鏡，所以成本方面具有極大的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)相比桌面FDM型3D打印機(jī)而言，它的成型精度又有很大幅度的提升，因此擁有很廣闊的市場(chǎng)前景。

然而，微細(xì)熱熔原理3D打印機(jī)一般采用熱敏打印頭作為發(fā)熱源，熱敏打印頭的標(biāo)準(zhǔn)控制方式為電平控制，其中使用的熱敏打印頭為低電平發(fā)熱，在發(fā)熱時(shí)間內(nèi)，給打印頭發(fā)送低電平，那么打印頭在發(fā)熱時(shí)間內(nèi)迅速升溫；給打印頭高電平，那么打印頭又迅速降溫；然而這種方式有一定的缺陷，這種快速升溫快速降溫的方式不利于打印頭更加精確、穩(wěn)定地發(fā)熱，同時(shí)有可能瞬間發(fā)熱過(guò)高，會(huì)降低打印頭壽命，因此需要找到調(diào)節(jié)熱敏打印頭發(fā)熱方式的控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，需要克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提出了旨在一定程度

上解決相關(guān)技術(shù)問(wèn)題的一種3D打印系統(tǒng)的熱敏打印頭溫度的控制方法。

所述的一種3D打印系統(tǒng)的熱敏打印頭溫度的控制方法，其方式在于所述溫度控制方法采用輸出低電平控制熱敏打印頭上升溫度過(guò)程，當(dāng)所述熱敏打印頭的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述溫度控制方法切換電壓輸出裝置，采用輸出斬波電壓維持所述熱敏打印頭的溫度。

根據(jù)本專利背景技術(shù)中對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所述，目前使用的一種電平控制的標(biāo)準(zhǔn)控制方式，在發(fā)熱時(shí)間內(nèi)，給打印頭發(fā)送低電平，那么打印頭在發(fā)熱時(shí)間內(nèi)迅速升溫，給打印頭高電平，那么打印頭又迅速降溫；這種方式有一定的缺陷，這種快速升溫快速降溫的方式不利于打印頭更加精確、穩(wěn)定地發(fā)熱，同時(shí)有可能瞬間發(fā)熱過(guò)高，會(huì)降低打印頭壽命；而本發(fā)明提出的兩段式發(fā)熱方式，改變了熱敏打印頭在極短時(shí)間內(nèi)的忽熱忽冷導(dǎo)致的溫度不穩(wěn)定及熱敏打印頭的使用壽命縮短，因此具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

另外，根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種3D打印系統(tǒng)的熱敏打印頭溫度的控制方法還具有如下附加技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，所述溫度控制方法還包括：

所述低電平輸出至安裝在所述熱敏打印頭上的溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)包括加熱部件、溫度感應(yīng)部件，所述加熱部件使所述熱敏打印頭的溫度快速上升，所述溫度感應(yīng)部件實(shí)時(shí)反饋所述熱敏打印頭的溫度，當(dāng)所述熱敏打印頭的溫度達(dá)到所述預(yù)設(shè)溫度時(shí)，電壓控制模塊對(duì)電壓的輸出方式進(jìn)行切換，停止所述低電平的輸出 ，切換為輸出所述斬波電壓，從而維持溫度穩(wěn)定。

進(jìn)一步地，通過(guò)調(diào)節(jié)所述低電平輸出時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)控制所述熱敏打印頭的升溫預(yù)設(shè)值；

時(shí)間的長(zhǎng)短是可控的，根據(jù)所需溫度可靈活的控制低電平的輸出時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了打印頭發(fā)熱的溫度的更加可控。

進(jìn)一步地，通過(guò)調(diào)整所述斬波電壓的輸出時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)定溫度的維持時(shí)間；斬波電壓是處出于需要，利用電子元件使得電壓波形被部分截止，可以將原來(lái)一條直線的電源通過(guò)線路“斬”成一塊一塊的脈沖。

進(jìn)一步地，所述斬波電壓為PWM波；即提出一個(gè)基于所述PWM控制的斬波電路控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，通過(guò)調(diào)節(jié)所述PWM波的占空比來(lái)調(diào)節(jié)所述預(yù)定溫度振幅的大??；

所述PWM就是脈沖寬度調(diào)制，所述占空比是指脈沖信號(hào)的通電時(shí)間與通電周期之比，通過(guò)可變的調(diào)節(jié)脈沖寬度實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)溫度的維持時(shí)間。

更進(jìn)一步地，所述溫度感應(yīng)部件為熱電偶傳感器或熱電阻傳感器。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是熱敏打印頭溫度控制中的電壓的標(biāo)準(zhǔn)控制方式示意圖；

圖2是一種3D打印系統(tǒng)的熱敏打印頭溫度的控制方法中輸出斬波電壓的斬波控制方式示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件；下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面參考附圖來(lái)詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的一種3D打印系統(tǒng)的熱敏打印頭溫度的控制方法。

如圖1所示的電壓的標(biāo)準(zhǔn)控制方式，圖中電壓V隨時(shí)間T的增加沒(méi)有發(fā)生變化，而熱敏打印頭的溫度（單位為℃）隨時(shí)間的增加呈現(xiàn)出先緩慢上升而后突變上升的變化。

如圖2所示，電壓控制方法中的斬波控制方式，將發(fā)熱時(shí)間分割成兩個(gè)時(shí)間段，第一個(gè)時(shí)間段用來(lái)使打印頭迅速升溫；第二個(gè)時(shí)間段用來(lái)保持打印頭的發(fā)熱溫度，并隨著時(shí)間T的變化在作小幅度的波動(dòng)，方式如下：

所述溫度控制方法采用輸出低電平控制熱敏打印頭上升溫度過(guò)程，當(dāng)所述熱敏打印頭的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述溫度控制方法切換電壓輸出裝置，采用輸出斬波電壓維持所述熱敏打印頭的溫度。

根據(jù)本專利背景技術(shù)中對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所述，如圖1所示，目前使用的一種電平控制的標(biāo)準(zhǔn)控制方式，在發(fā)熱時(shí)間內(nèi)，給打印頭發(fā)送低電平，那么打印頭在發(fā)熱時(shí)間內(nèi)迅速升溫；給打印頭高電平，那么打印頭又迅速降溫；這種方式有一定的缺陷，這種快速升溫快速降溫的方式不利于打印頭更加精確、穩(wěn)定地發(fā)熱，同時(shí)有可能瞬間發(fā)熱過(guò)高，會(huì)降低打印頭壽命；而本發(fā)明提出的斬波控制方式，改變了熱敏打印頭在極短時(shí)間內(nèi)的忽熱忽冷導(dǎo)致的溫度不穩(wěn)定及熱敏打印頭的使用壽命縮短，因此具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

另外，根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種3D打印系統(tǒng)的熱敏打印頭溫度的控制方法還具有如下附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述溫度控制方法還包括：

所述低電平輸出至安裝在所述熱敏打印頭上的溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)包括加熱部件、溫度感應(yīng)部件，所述加熱部件使所述熱敏打印頭的溫度快速上升，所述溫度感應(yīng)部件實(shí)時(shí)反饋所述熱敏打印頭的溫度，當(dāng)所述熱敏打印頭的溫度達(dá)到所述預(yù)設(shè)溫度時(shí)，電壓控制模塊對(duì)電壓的輸出方式進(jìn)行切換，停止所述低電平的輸出 ，切換為輸出所述斬波電壓，從而維持溫度穩(wěn)定。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述溫度感應(yīng)部件為溫度傳感器，可根據(jù)實(shí)際需要選擇熱電阻或者熱電偶傳感器。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過(guò)調(diào)節(jié)所述低電平輸出時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)控制所述熱敏打印頭的升溫預(yù)設(shè)值；

所述升溫預(yù)設(shè)值是根據(jù)實(shí)際選材需要來(lái)決定的，而且時(shí)間的長(zhǎng)短是可控的，根據(jù)所需溫度可靈活的控制所述低電平的輸出時(shí)間，從而使打印頭發(fā)熱的溫度變得更加可控。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過(guò)調(diào)整輸出所述斬波電壓的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)定溫度的維持時(shí)間；

斬波電壓是出于需要，利用電子元件使得電壓波形被部分截止，可以將原來(lái)一條直線的電源通過(guò)線路“斬”成一塊一塊的脈沖，形成我們需要的離散矩形脈沖電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述斬波路電壓為PWM波。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過(guò)調(diào)節(jié)所述PWM波的占空比來(lái)調(diào)節(jié)所述預(yù)定溫度的振幅大小；

所述PWM就是脈沖寬度調(diào)制，所述占空比是指脈沖信號(hào)的通電時(shí)間與通電周期之比，通過(guò)可變的調(diào)節(jié)脈沖寬度改變占空比的大小，實(shí)現(xiàn)溫度控制器的輸入電壓的周期性變化，從而使得所需熱熔溫度在一定的范圍內(nèi)小幅度波動(dòng)，一定程度上實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)溫度的持續(xù)維穩(wěn)。

任何提及“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”等意指結(jié)合該實(shí)施例描述的具體構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中；在本說(shuō)明書(shū)各處的該示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例；而且，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述具體構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所主張的是，結(jié)合其他的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)這樣的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)均落在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍之內(nèi)。

盡管參照本發(fā)明的多個(gè)示意性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但是必須理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出多種其他的改進(jìn)和實(shí)施例，這些改進(jìn)和實(shí)施例將落在本發(fā)明原理的精神和范圍之內(nèi)；具體而言，在前述公開(kāi)、附圖以及權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，可以在零部件和/或者從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進(jìn)，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神；除了零部件和/或布局方面的變型和改進(jìn)，其范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。