在3D打印技术日益成熟,3D打印应用日益广泛的背景下,3D打印机的调平成为日常使用中令人头疼的一个问题,也是一个很考验使用者经验的一个难点。我们通过在喷头部位添加随动的激光测距装置,实现对喷头到平台距离的精准测量。通过测量数据反馈,使用单片机控制平台下四个伺服电机对平台进行调整,并实时反馈喷嘴与平台间距离,也可以进行人工控制。
在打印机的日常使用中,影响打印效果及精度的一个重要因素就是调平。而现在市面上的3D打印机很多还是手动调平,比如畅销Makerbot Replicator 2、Makerbot Replicator 2x。手动调平主要是调节工作台的高度,一般打印机工作台底面或者边缘会有2到4个调节旋钮,调平时需要反复转动旋钮,并测试喷嘴到平台的距离,一般使用一张A4纸在喷嘴到平台间滑动时有阻滞感。有些则已经配备了自动调平功能,一般是先探测平台高度,然后通过另外两点的人工辅助来调整平台的水平。另外还有通过探测工作平台上的数个点的坐标来调整机器高度以及对平台的倾斜进行软件补偿。但是现有的自动调平要么需要人工辅助,要么是利用软件而不是真正的调平。同时,由于材料的热胀冷缩,导致一定情况下打印出现“断层“的情况,现有的调平也无法解决。
基于以上两种调平功能,为解决其存在的人工辅助仍费时费力,依靠经验的成分较多;软件补偿无法真正实现调平,倾斜较多时仍需人工调平,一旦出现失误则会对打印机喷嘴以及平台造成损伤的问题,我们研究设计了本系统,真正实现3D打印机调平自动化。
。本设计利用激光测距的原理不仅解决了打印前平台人工调平困难的问题,也为对打印过程中因材料热胀冷缩等因素而造成的误差进行闭环控制提供了一个可行的解决方案。由于3D打印技术日益成熟,应用愈加广泛,本设计将在提高打印效率和打印精度,节约打印材料,提高3D打印经济性以及效率性上有广泛的应用前景。