[发明专利]一种3D打印机自动定位装置及方法

说明书

本发明公开了一种3D打印机自动定位装置，包括Z轴导轨和设于Z轴导轨下方的打印基座，Z轴导轨上升降设置有挤料器，挤料器的底部设有打印针头，Z轴导轨上还设有用于驱动挤料器上下移动的驱动组件，驱动组件控制连接有3D打印机控制器，以控制驱动组件的启停。打印基座的上端面嵌设有打印平台，打印平台的上端面为定位界面，打印平台和打印针头均接通外部电源，打印针头的底部套设有导电体，导电体通过定位信号导线连接3D打印机控制器，以传输打印针头到达定位界面的信号。本发明还提供了一种3D打印机自动定位方法，可以实现打印针头的自动定位，提高定位精度，保证打印质量，同时具有定位可靠、成本低廉的优点。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印机自动定位装置及方法。

背景技术

3D打印技术，即快速成型技术的一种，又称增材制造，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打印的基本原理为“逐层打印、层层叠加”，首先由三维软件生成三维模型，然后由上位机切片软件对三维模型进行切片并规划路径，并生成G-code文件，将文件导入给下位机控制器，由控制器控制3D打印机逐层打印，再现三维实体模型。

如专利公告号为CN207028196U的中国专利，提出了一种3D打印装置及3D打印设备。该3D打印装置包括打印头、打印台、X轴滚珠传动组件、Y轴滚珠传动组件及Z轴滚珠传动组件；Y轴滚珠传动组件用于使打印头在Y轴方向上移动；X轴滚珠传动组件用于使打印头在X轴方向上移动；Z轴滚珠传动组件用于使打印台在Z轴方向上移动。通过X轴滚珠传动组件和Y轴滚珠传动组件分别使打印头在X方向和Y方向移动，能够稳定地控制打印头在水平方向上的移动距离，通过Z轴滚珠传动组件使打印台在Z轴方向移动，从而能够稳定地控制打印层高。

在打印过程中，理想状态下的打印层结构如图7所示，其中：L1、L2为相邻两根纤维的间距，D为纤维直径，θ为相邻两层纤维支架间的交错角度，在理想状态下的打印层中，相邻两根纤维的间距等于预设的目标间距，相邻两层纤维支架的角度等于预设的目标交错角度。3D打印机打印头与打印玻片的准确定位是打印准备阶段重要的一环，由于打印头及打印玻片种类繁多，因堵塞、损坏或添加材料等原因需要频繁拆装更换打印头和玻片，使得每次更换后，打印头与打印玻片的相对位置难以准确定位。目前打印头与打印玻片的定位以人工定位为主，但人工定位的准确性差，导致不能很好地控制打印过程中相邻两根纤维达到预设的目标间距、以及相邻两层纤维支架达到预设的交错角度，从而影响打印质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D打印机自动定位装置及方法，可以实现打印针头的自动定位，提高定位精度，保证打印质量。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种3D打印机自动定位装置及方法，包括Z轴导轨和设于所述Z轴导轨下方的打印基座，所述Z轴导轨上升降设置有挤料器，所述挤料器的底部设有打印针头，所述Z轴导轨上还设有用于驱动挤料器上下移动的驱动组件，所述驱动组件控制连接有3D打印机控制器，以控制驱动组件的启停；所述打印基座的上端面嵌设有打印平台，所述打印平台的上端面为定位界面，所述打印平台和打印针头均接通外部电源，所述打印针头的底部套设有导电体，所述导电体通过定位信号导线连接3D打印机控制器，以传输打印针头到达定位界面的信号。

进一步设置为：所述挤料器包括支撑底座，所述支撑底座的上下两端分别固设有顶板和底板，所述顶板和底板之间设有挤料筒，所述打印针头贯穿设置于底板上。

进一步设置为：所述导电体包括一体连接的固定板、连接壳体和定位环，所述固定板固定连接于底板的下端面且所述固定板上开设有供打印针头通过的开口，所述连接壳体呈圆锥状且其两端分别连接固定板和定位环，所述定位环套设于打印针头的周侧。

进一步设置为：所述顶板和底板上均开设有供定位信号导线通过的定位孔。