[发明专利]一种用于FDM类型3D打印机断点续传的加热装置

说明书

本发明提供了一种用于FDM类型3D打印机断点续传的加热装置，包括控制模块、电源模块、定位模块、探温模块和加热模块，所述电源模块通过电源线分别与控制模块和定位模块相连，所述控制模块通过控制线和数据线与定位模块相连，定位模块底部设有探温模块和加热模块。本发明提供的用于FDM类型3D打印机断点续传的加热装置，在3D打印发生断点时，由控制模块将定位模块移至断点位置上方，定位模块底部的探温模块和加热模块分别发出探温红外光束和加热激光束，且探温红外光束和加热激光束相交于断点N处，能够保证对断点位置的直接加热，降低断点N处与M处温差，进而减少材料堆积过程中出现的缺陷。

技术领域

本发明属于3D打印设备领域，具体涉及一种用于FDM类型3D打印机断点续传的加热装置。

背景技术

依照标准《GB/T 35351-2017 增材制造 术语》和《GB/T 35021-2018 增材制造 工艺分类及原材料》，FDM（Fused Deposition Modeling），属于材料挤出工艺；所用材料加热后，经孔口挤出，进而堆积为制造零件或实物。在实际生产中，一旦堆积过程被中断，只能获得部分打印实物，致使成品率降低。为了解决这一问题，目前已经开发出断点续传的3D打印件。但是，该方法也引入缺陷。FDM工艺，需要将材料加热至熔融状态，而后挤出至某一特定的位置N（图1标记位置）。正常打印过程中，置于N处出的材料温度与M处（图1标记位置，M为与N处相邻，且已有堆积材料的位置）温差有限（降温需要一个过程）。打印过程一旦被终止，N点和N-1点的温度会逐渐降至室温。尽管断点续传的可以将挤出的熔融材料置于N处，但是N处于M处存在较大的温差（室温于熔融材料温度的区别），致使产品出现缺陷。

FDM的设备一般配有加热装置，用于加热成型/升降台，进而解决打印开始时出现的温差问题。但是该装置难以加热断点N处，因为二者被已有的打印材料隔开。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于FDM类型3D打印机断点续传的加热装置，用于加热断点N处，降低N处与M处温差，进而减少材料堆积过程中出现的缺陷。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于FDM类型3D打印机断点续传的加热装置，包括控制模块、电源模块、定位模块、探温模块和加热模块；所述电源模块通过电源线分别与控制模块和定位模块相连，所述控制模块通过控制线和数据线与定位模块相连；定位模块底部设有探温模块和加热模块，探温模块发出的探温红外光束与加热模块发出的加热激光束相交于断点N处。

所述加热模块和探温模块交替地进行加热和测温工作。

所述探温模块包括红外探头；所述加热模块包括激光头，激光头的输出功率在300~1000wm之间，输出波长在380~780 nm之间。

所述定位模块底部设有垂直的加热定位孔和倾斜的探温定位孔，加热模块固定在加热定位孔中，探温模块固定在探温定位孔中，使得探温模块的底部靠近加热模块，从而使得探温模块发出的探温红外光束与加热模块发出的加热激光束相交。

所述控制模块控制定位模块的运动轨迹，并控制探温模块和加热模块交替工作，以及控制探温模块和加热模块交替的频率。

所述控制模块利用探温模块采集的温度数据计算加热模块的加热时间，采用如下公式：Q=W×t=C×V(Tt-Te)×α，其中已知参数3D打印材料的比热容C、断点位置的预设体积V、加热激光束的功率W、目标温度Tt、环境温度Te和环境因素系数α，α的取值为1~3，通过计算得到加热断点所需的总热量Q和加热模块的加热预估时间t。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：