五打印頭以上的3d打印機(jī)的控制方法、打印方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種五打印頭以上的3D打印機(jī)的控制方法、打印方法，包括：獲取工件的截面的形狀；確定兩個(gè)打印頭之間的最小間距為δ；確定打印頭數(shù)量i，i＝2k+1(k≥2)且k為正整數(shù)；在所述截面中確定一條引出線，所述引出線將所述截面分為第一子區(qū)域和第二子區(qū)域，且所述第一子區(qū)域與第二子區(qū)域的面積比為(2k-2)∶3。上述方法能夠打印頭分為兩組，一組為3的正整數(shù)倍個(gè)，另一組為2的正整數(shù)倍個(gè)，分別控制進(jìn)行打印。
【專利說明】五打印頭以上的3D打印機(jī)的控制方法、打印方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及3D打印【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種五打印頭以上的3D打印機(jī)的控制方 法、打印方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 3D打印是新型的成型技術(shù)，其中填料堆積型打印技術(shù)是最常用的3D打印技術(shù)?，F(xiàn) 有技術(shù)中的3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)一般都分為上下兩層，上層為打印頭及XY傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，下層為載 物平臺(tái)。其中上層的XY傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括能夠在X軸和Y軸所形成的平面能夠進(jìn)行移動(dòng)的打 印頭，且下層設(shè)有載物平臺(tái)?，F(xiàn)有技術(shù)中的3D打印機(jī)的載物平臺(tái)可以沿Z軸方向上升或下 降，從而按層打印3D工件。
[0003] 在打印時(shí)，填料堆積型打印技術(shù)是利用加熱的打印頭融合填料，通過控制打印頭 將熔融狀的填料堆疊在指定位置，從而將3D模型轉(zhuǎn)化成實(shí)體的3D工件。這種成型方式最 大的優(yōu)點(diǎn)是：填料成本低、浪費(fèi)少、打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維修；但是缺點(diǎn)也很明顯：打印速 度慢。以MaMerbot的打印機(jī)為例，打印一個(gè)5厘米見方的完全填充方塊需要的時(shí)間大約是 二十分鐘，打印體積更大或者結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的工件常常需要幾個(gè)小時(shí)。現(xiàn)有技術(shù)中有一種3D 打印機(jī)采用三打印頭結(jié)構(gòu)，即采用兩個(gè)固定在一起的打印頭來進(jìn)行3D打印，且這兩個(gè)打印 頭分別加載不同性質(zhì)的填充料，例如一個(gè)打印頭填充主料+支撐料而另一打印頭填充主色 +裝飾色，以實(shí)現(xiàn)在模型的不同位置堆積不同的材料。由于這兩個(gè)打印頭是固定在一起的， 因此其X軸和Y軸坐標(biāo)幾乎完全相同，且在任何時(shí)刻都只有一個(gè)打印頭在工作，因此其對(duì)打 印效率的改進(jìn)極其有限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種五打印頭以上的3D打印機(jī)的控制方法、打 印方法，能夠通過多個(gè)打印頭同時(shí)協(xié)同工作打印工件的截面以提高打印速度。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種五打印頭以上的3D打印機(jī)的控制 方法，包括：
[0006] 獲取工件的截面的形狀；確定兩個(gè)打印頭之間的最小間距為S;
[0007] 確定打印頭數(shù)量i，i= 2k+l(k彡2)且k為正整數(shù)；在所述截面中確定一條引出 線，所述引出線將所述截面分為第一子區(qū)域和第二子區(qū)域，且所述第一子區(qū)域與第二子區(qū) 域的面積比為（2k-2) : 3 ;
[0008] 以所述引出線為中心生成一條帶狀的核心沖突區(qū)域，所述帶狀的中間沖突區(qū)域的 寬度不小于S;
[0009] 在所述第一子區(qū)域中確定M-1條相互平行的縱向引出線，所述M-1條縱向引出線 將所述第一子區(qū)域等分為M個(gè)面積相等的縱向子區(qū)域，M= (2k-2);在所述每一縱向子區(qū)域 內(nèi)設(shè)置一條橫向延伸的直線以將所述每一縱向子區(qū)域分割為兩個(gè)面積相等的最終子區(qū)域； 且所述所有橫向延伸的直線之間首尾相連形成一條橫向延伸的折線；在所述折線與縱向引 出線的每一交點(diǎn)為圓心、不小于

【權(quán)利要求】
1. 一種五打印頭以上的3D打印機(jī)的控制方法，其特征在于，包括： 獲取工件的截面的形狀；確定兩個(gè)打印頭之間的最小間距為S; 確定打印頭數(shù)量i，i= 2k+l(k彡2)且k為正整數(shù)；在所述截面中確定一條引出線，所 述引出線將所述截面分為第一子區(qū)域和第二子區(qū)域，且所述第一子區(qū)域與第二子區(qū)域的面 積比為（2k-2) : 3 ; 以所述引出線為中心生成一條帶狀的核心沖突區(qū)域，所述核心的中間沖突區(qū)域的寬度 不小于S; 在所述第一子區(qū)域中確定M-1條相互平行的縱向引出線，所述M-1條縱向引出線將所 述第一子區(qū)域等分為M個(gè)面積相等的縱向子區(qū)域，M= (2k-2);在所述每一縱向子區(qū)域內(nèi)設(shè) 置一條橫向延伸的直線以將所述每一縱向子區(qū)域分割為兩個(gè)面積相等的最終子區(qū)域；且所 述所有橫向延伸的直線之間首尾相連形成一條橫向延伸的折線；在所述折線與縱向引出線 的每一交點(diǎn)為圓心、不小于
?為半徑形成圓形的中間沖突區(qū)域；且該圓的外周與該折 線和縱向引出線形成2M個(gè)非沖突子區(qū)域； 在所述第二子區(qū)域中確定從所述第二子區(qū)域中的一個(gè)起始點(diǎn)〇*為起始點(diǎn)引出3條引 出線以將所述第二子區(qū)域等分為3N個(gè)面積相同的子區(qū)域，且所述3N條引出線中相鄰的兩 條引出線之間的夾角相等；以所述起始點(diǎn)〇*作為圓點(diǎn)、
為半徑生成圓形的中間沖突區(qū)域； 在每一所述引出線的兩側(cè)分別生成帶狀的中間沖突區(qū)域，且每一帶狀的中間沖突區(qū)域的寬 度不小于；且所述帶狀的中間沖突區(qū)域之間形成非沖突子區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三打印頭的3D打印機(jī)的打印區(qū)域控制方法，其特征在于，當(dāng) N= 1時(shí)，所述起始點(diǎn)0*通過以下方法確定： 生成一條斜率為.
并能將所述截面的左、右面積分為比1 : 2的直線13;生成一條斜 率為
.且能將所述截面的左、右面積分為比2 : 1的直線14;所述直線13和直線14與截面 右側(cè)的交點(diǎn)分別為T2和; 生成兩條相互平行的直線h和直線12，且所述直線h和直線12能夠?qū)⑺鼋缃缑娴?分為三個(gè)面積相等的子區(qū)域；且所述直線h和直線12與截面左側(cè)的交點(diǎn)分別為U和L2 ; 確定交點(diǎn)U與T2之間的第一曲線，所述第一曲線上的每個(gè)點(diǎn)都滿足以下條件：這些點(diǎn) 各自作為圓心生成的圓心角為120°的朝向相同的第一扇形，能夠?qū)⑺鼋孛娣指顬樽笥?兩部分，且扇形內(nèi)的部分和扇形外的部分的面積比為2 : 1; 確定交點(diǎn)L2與之間的第二曲線，所述第二曲線上的每個(gè)點(diǎn)都滿足以下條件：這些點(diǎn) 各自作為圓心生成的圓心角為120°的朝向相同的第二扇形，能夠?qū)⑺鼋孛娣指顬樽笥?兩部分，且扇形內(nèi)的部分和扇形外的部分的面積比為2 : 1;且該所述第一扇形與第二扇形 的一條邊重合，另一條邊朝向相反方向延伸； 確定所述第一曲線與第二曲線的交點(diǎn)作為起始點(diǎn)〇* ;且所述第一扇形與第二扇形的 邊分別為所述的三條引出線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三打印頭的3D打印機(jī)的打印區(qū)域控制方法，其特征在于，所 述起始點(diǎn)〇*通過以下方法確定： 在所述截面的外周上任一點(diǎn)開始生成一條貫穿所述截面的第一曲線，所述第一曲線 上的每個(gè)點(diǎn)都滿足以下條件：這些點(diǎn)各自作為圓心生成的圓心角為120°的朝向相同的第 一扇形，能夠?qū)⑺鼋孛娣指顬樽笥覂刹糠?，且扇形?nèi)的部分和扇形外的部分的面積比為 2:1; 在所述截面的外周上的另外任一點(diǎn)生成一條貫穿所述界面的第二曲線，所述第二曲線 上的每個(gè)點(diǎn)都滿足以下條件：這些點(diǎn)各自作為圓心生成的圓心角為120°的朝向相同的第 二扇形，能夠?qū)⑺鼋孛娣指顬樽笥覂刹糠?，且扇形?nèi)的部分和扇形外的部分的面積比為 2 : 1;且該所述第一扇形與第二扇形的一條邊重合，另一條邊朝向相反方向延伸； 確定所述第一曲線與第二曲線的交點(diǎn)作為起始點(diǎn)〇* ;且所述第一扇形與第二扇形的 邊分別為所述的三條引出線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三打印頭的3D打印機(jī)的打印區(qū)域控制方法，其特征在于，所 述起始點(diǎn)〇*通過以下方法確定：采用窮舉法確定所述起始點(diǎn)0*。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的三打印頭的3D打印機(jī)的打印區(qū)域控制方法，其特征 在于，所述方法還包括： 沿所述圓形的中間沖突區(qū)域生成外切的正多邊形以作為多邊形的中間沖突區(qū)域，所述 正多邊形具有2X3XN條邊，且所述正多邊形對(duì)應(yīng)的頂點(diǎn)分為位于所述引出線上；沿所述 正多邊形的其他頂點(diǎn)引出沿所述引出線兩側(cè)延伸的平行線以形成帶狀的中間沖突區(qū)域。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四打印頭以上的3D打印機(jī)的控制方法，其特征在于，所述第 一子區(qū)域的折線的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別為所述截面的外周位于兩側(cè)最遠(yuǎn)端的點(diǎn)。
7. -種五打印頭以上的3D打印機(jī)的打印方法，其特征在于，包括： 利用如權(quán)利要求1-6任一種方法分別確定第一子區(qū)域的確定圓形的中間沖突區(qū)域和 非沖突子區(qū)域，以及第二子區(qū)域的中間沖突區(qū)域和非沖突子區(qū)域；其中所述第二子區(qū)域的 中間沖突區(qū)域包括多邊形的中間沖突區(qū)域和帶狀的中間沖突區(qū)域，或包括圓形的中間沖突 區(qū)域和帶狀的中間沖突區(qū)域、非沖突子區(qū)域； 針對(duì)所述第一子區(qū)域執(zhí)行以下操作： 利用所述3D打印機(jī)的多個(gè)打印頭同步打印圓形的中間沖突區(qū)域；利用所述3D打印機(jī) 的多個(gè)打印頭同步打印所非沖突子區(qū)域； 其中利用所述3D打印機(jī)的多個(gè)打印頭同步打印所非沖突子區(qū)域包括： 將所述打印頭分組，每組有2個(gè)打印頭；將所述非沖突打印子區(qū)域分成P組，每組包括 一個(gè)圓形的中間沖突區(qū)域和四周的四個(gè)非沖突子區(qū)域；利用每組的兩個(gè)打印頭同步打印相 對(duì)的兩個(gè)沖突子區(qū)域，且所述每組打印頭同步打印，且相鄰的兩組的兩個(gè)相鄰的打印頭打 印的兩個(gè)非沖突子區(qū)域也相對(duì)設(shè)置； 針對(duì)所述第二子區(qū)域執(zhí)行以下操作： 利用三個(gè)打印頭分別打印相互成120°的非沖突子區(qū)域或帶狀中間沖突區(qū)域，打印完 畢后使所述打印頭朝向同一方向移動(dòng)后打印相鄰的區(qū)域；利用一個(gè)打印頭打印圓形的中間 沖突區(qū)域或多邊形的中間沖突區(qū)域； 采用一個(gè)或多個(gè)打印頭打印帶狀的核心沖突區(qū)域。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK104401004SQ201410445665
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】王躍宣 申請(qǐng)人:王躍宣