[发明专利]一种精确控制出粉量的3D打印装置及打印方法

说明书

本发明涉及一种控制出粉量的3D打印装置及打印方法，属于快速成型技术领域。包括称重传感器、工作平台、数据处理单元、控制中心、同轴送粉装置和激光熔覆装置；所述同轴送粉装置和激光熔覆装置置于所述工作平台的上方，所述同轴送粉装置用于向工作平台输送激光打印原料，并经激光熔覆装置熔覆成型；所述称重传感器置于所述工作平台的下方，用于称量工作平台上的打印的零件的实时成型重量；所述称重传感器还与所述数据处理单元相连；所述数据处理单元与所述控制中心相连；所述控制中心与所述同轴送粉装置相连。采用本发明可以达到实时调整出粉量的目的，不仅会提高产品的成型效率，还可以提高3D打印产品的打印精度、打印效果的优点。

技术领域

本发明涉及一种精确控制出粉量的3D打印装置及打印方法，属于快速成型技术领域。

背景技术

3D打印是一种以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，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型或者用于一些产品的直接制造。在3D打印过程中，通常会对同轴送粉装置设置一定的出粉速度，然而成型过程中，激光成型速度常常与出粉速度不一致，当出粉速度大于成型速度时，会导致激光成型原料的浪费，而当出粉速度小于成型速度时，又会导致成型效率降低，如何精准控制同轴送粉装置的出粉速度与成型速度相匹配，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种精确控制出粉量的3D打印装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种精确控制出粉量的3D打印装置，包括称重传感器、工作平台、数据处理单元、控制中心、所述同轴送粉装置和激光熔覆装置；所述同轴送粉装置和激光熔覆装置置于所述工作平台的上方，所述同轴送粉装置用于向工作平台输送激光打印原料，并经激光熔覆装置熔覆成型；所述称重传感器置于所述工作平台的下方，用于称量工作平台上的打印的零件的实时成型重量；所述称重传感器还与所述数据处理单元相连；所述数据处理单元与所述控制中心相连；所述控制中心与所述同轴送粉装置相连。

进一步地，所述称重传感器用于将称量的重量数据实时传输至所述数据处理单元。

进一步地，所述数据处理单元用于将处理后的数据传输至所述控制中心。

进一步地，所述控制中心用于根据传输的数据实时控制同轴送粉装置的送粉量。

本发明还提供一种精确控制出粉量的打印方法，包括步骤：

S1、在3D打印开始前清理所述工作平台（2），激活称重传感器（1）并清零，在数据处理单元（3）中设置基材需求成型速度VF_R、成型标准件重量W_S、成型速度允许误差量ε、重量误差量δ、单位时间t，此时，第k个单位时间的激光送粉装置（5）的粉末速度VP_k、成型重量W_k均为0，k为正整数；

S2、3D打印过程中，数据处理单元（3）获取VP_k、W_k，计算实际成型速度VF_k；

S3、数据处理单元（3）判断W_S与W_k的差值是否小于δ，如果差值小于δ，则进入步骤S7，如果差值大于δ则进入步骤S4；

S4、判断VF_k和VF_R的差值是否小于ε，若差值小于ε，则返回步骤S2，若差值大于ε，则进入步骤S5；

S5、数据处理单元（3）根据VP_k、VF_k和VF_R计算调节速度ΔV_k；

S6、对第k+1时刻的VP_k+1进行调节，并返回步骤S2；

S7、结束3D打印。