[发明专利]一种3D打印机的喷墨头自动随机扰动的打印方法

说明书

本发明公开一种3D打印机的喷墨头自动随机扰动的打印方法，包括以下步骤：S1、自动取随机整数N；S2、3D打印机的喷墨头相对打印基准点偏移N个喷孔的位置；S3、解除打印数据对应的打印位置与喷孔位置的绑定，将打印数据对应的打印位置沿喷墨头偏移的方向反向偏移N个喷孔的位置，偏移完后，当前层打印数据对应的打印位置与喷孔位置重新绑定；S4、打印当前层；S5、重复步骤S1‑S4，继续打印下一层，直至打印完成；本发明在每一层打印时都将喷墨头进行随机偏移，但是实际打印出来的图案的位置仍与喷墨头在偏移前打印出来的位置一致，通过喷墨头随机偏移，将因喷孔缺陷带来的产品缺陷分散开来，使产品可以正常成形。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体为一种3D打印机的喷墨头自动随机扰动的打印方法。

背景技术

3D打印是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据计算机设计的三维模型数据，通过成形设备以材料累加的方式就可以制造出一些传统工艺难以完成的复杂形状制件。

三维喷印技术(Three-dimensional Printing,3DP)又称微滴喷射黏结(binderjetting,BJ),是3D打印的一种，被誉为最具生命力的增材制造技术。该技术基于微滴喷射原理，利用喷墨头选择性喷射液体黏结剂，将离散粉末材料逐层按路径打印(堆积)成形，从而获得所需制件。

喷墨头是3DP打印机的核心部件之一，一个喷墨头上就有上千个喷孔，有的打印机上装备几个喷墨头，喷孔数量就更多了。在这为数众多的喷孔中，所有的喷孔一直完美地工作几乎是不可能的，个别喷孔的缺陷时不时会发生，比如下述的例子。

例1：两个喷墨头组合时，本应完美无缝无重叠拼接，但因为种种原因，有两个喷孔还是重叠了，那么这两个喷孔重叠的位置，喷射到粉末层的黏结剂的饱和度将过高，这对成形是不利的；而另一些情况下，两个喷墨头拼接时却实际留下了一个喷孔的空白，那么这个喷孔缺失的位置将没有黏结剂喷射到粉末表面，将导致成形失败。

例2：某个喷孔一直正常工作，但临时有墨水中的杂质将喷孔出口堵掉一部分，这个喷孔喷出的方向将不再垂直，而是斜着，正常应喷射到A行但实际却喷射到了B行，这将会带来两个问题，B行的饱和度会过高，A行会没有黏结剂。而工作一段时间以后，在喷墨系统持续的压力下，这个杂质被冲出，这个喷孔恢复正常了，而所有这一切的发生，人们可能根本都不知道，但它在成形件中产生的缺陷却是真实存在的。

例3：有一些缺陷是已知的，比如人们已确定某个喷孔C堵塞了，那么按传统方法正常打印，每一层喷孔C所对应的那一行都没有黏结剂，这些空行在高度方向堆积成一个没有黏结剂的面，成形件在这个面的两侧裂成两半，这样一来，打印机根本无法成形成功，只能停工。更换新的喷墨头是一个解决办法，但困难是显然的，首先适用可换的喷墨头并不是马上可以得到，再就是更换喷墨头是一件繁琐细致的工作，耗费时间很长，最后就是新喷墨头价格昂贵，频繁更换会极大地增加使用成本。

在进行3D打印时，经常能碰上这些或明或暗，或持续或临时，或已知或未知的缺陷而产生问题，影响打印产品成形。

公开号为CN107283818A的中国发明专利公开了一种用于3D打印补料的二次定位方法及结构，其包括如下操作步骤：1)识别喷头部喷嘴堵塞情况，确定堵塞喷嘴实际位置，得一次定位图案层；2)将一次定位图案层中各点向左/向右偏移1～5个单位，得二次定位补料图案层；3)保持喷头部位置不变，根据步骤2)所得二次定位补料图案层调整打印底板本体位置，按照二次定位补料图案层进行补料打印；4)重复步骤2)和步骤3)，直至补料完成。本发明中的补料打印方法通过识别喷头部喷嘴堵塞情况形成二次定位补料图案层，利用打印底板本体的偏移实现补料打印，该补料打印精准度高，无需浪费石蜡原料，同时大大提高了补料打印效率。本发明还公开了用于实施该方法的补料结构及具有该结构的3D打印机。