[实用新型]3D打印耗材监测装置以及应用其的3D打印机

说明书

本申请提供一种3D打印耗材监测装置以及应用其的3D打印机，3D打印耗材监测装置包括：光发射单元，朝向耗材设置，用于投影耗材并使耗材反射和/或穿透产生一光学信号；光采集单元，用于采集耗材反射和/或穿透产生的光学信号，光学信号包括多个特征位点；微处理器，与光采集单元电接触，微处理器接收至少两个间隔第一间隔时间的光学信号，通过比对至少两个光学信号中的多个特征位点以获取耗材在第一间隔时间内的第一位移，并通过第一位移及第一间隔时间计算耗材在第一间隔时间的第一进料速率。通过设置光发射单元及光采集单元，并通过微处理器对所述光学信息进行分析获得耗材的进料情况，实现对3D打印机的耗材的实时监测。

技术领域

本申请涉及3D打印领域，尤其涉及3D打印耗材监测装置以及应用其的3D打印机。

背景技术

3D打印即快速成型技术，是一种累积制造技术，又称增材制造，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。熔融沉积快速成型技术(FDM)，又称热熔堆积技术，是主要的3D 打印技术之一。该技术是将热熔型料丝加热融化后从喷头挤出，沉积在打印工作平台或前一层已固化的材料上，当温度低于料丝固化温度后开始固化成型，最终打印成实体。

使用熔融沉积快速成型技术的3D打印机在使用中，容易出现堵头、卡料、断料等问题。3D打印机碰嘴比较精密，当耗材含有杂质，或温度设置不合适时，容易把喷嘴堵塞，现有的3D打印机此时往往还在正常运行，耗材不能正常挤出，导致打印模型失败；常用的耗材直径通常需要通过两个齿轮咬合推挤以完成耗材的挤出，当两齿轮咬合力度过大时，容易磨损耗材，造成挤出打滑，进而导致卡料或断料。现有的3D打印机大部分都没有堵头检测、卡料检测、耗材余量显示等功能，使得打印过程仍不够智能。

如何解决上述问题，是本领域技术人员需要考虑的。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种3D打印耗材监测装置，用于监测 3D打印机的耗材供给情况，包括：

光发射单元，设置于所述耗材一侧并朝向所述耗材，用于投影所述耗材并使所述耗材反射和/或穿透产生一光学信号；

光采集单元，设置于所述耗材的所述光发射单元同一侧，并处于反射和/或穿透产生所述光学信号的有效接收区域内，用于采集所述耗材反射和/或穿透产生的所述光学信号，所述光学信号包括多个特征位点；以及

微处理器，与所述光采集单元电连接，用于接收所述光采集单元采集的所述光学信号，所述微处理器接收至少两个间隔的第一间隔时间的所述光学信号，通过比对至少两个所述光学信号中的所述多个特征位点以获取所述耗材在所述第一间隔时间内的第一位移，并通过将所述第一位移与所述第一间隔时间做商计算所述耗材在所述第一间隔时间的第一进料速率。

在一种可能的实施方式中，所述光采集单元为CMOS图像传感器，用于采集所述光学信号，所述微处理器包括数字信号处理器模块，以用于分析并提取所述光学信号中包含的光学形貌中的标记位点。

在一种可能的实施方式中，所述光发射单元发出的投影于所述耗材的光线包括相干光，所述光采集单元采集的所述光学信号包括干涉条纹信号或散斑信号。

在一种可能的实施方式中，所述光发射单元发出的投影于所述耗材的光线包括非相干光，所述光采集单元采集的所述光学信号包括光影信号。

在一种可能的实施方式中，还包括光栅，所述光栅设置于所述光发射单元投影所述耗材的光路上，所述光栅阻挡由所述光发射单元射向所述耗材的光线的至少部分，以在所述耗材表面形成至少包括间隔的明纹和/或暗纹的光影信号的所述光学信号。