本發(fā)明涉及3d打印技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種3d打印機熱床、一種3d打印機和一種加熱控制方法。

背景技術(shù)：

熱床是熔融沉積法(fuseddepositionmodeling-fdm)3d打印機的主要功能部件之一，既是承載打印對象的物理平臺，也是初始沉積效應(yīng)的作用對象。為了讓3d打印機擠出頭吐出的高溫熔融物質(zhì)能在熱床上形成薄而平整的初始打印面、并確保該打印面與熱床表面牢固黏合，3d打印機針對熱床普遍采用恒溫加熱控制，這是由于高溫熔融態(tài)3d打印物質(zhì)如直接吐出至低溫冷態(tài)的打印平臺上，不僅不能可靠黏合，溫度的急劇變化還是導(dǎo)致初始打印面發(fā)生翹曲變形，從而影響打印程序的正常啟動。

相關(guān)技術(shù)中，3d打印機中熱床的恒溫加熱普遍采用電熱管、電熱絲作為發(fā)熱元件，將熱床作為一個整體進行加熱，并采用溫敏電阻或熱電偶作為反饋元件實現(xiàn)恒溫控制，存在以下技術(shù)缺陷：

(1)溫度不均衡，由于溫敏電阻、熱電偶的安裝點很小，而熱床的平面面積和橫向熱阻很大，使得恒溫控制過程僅以局部點溫度作為控制反饋，致使熱床表面溫度分布不均。

(2)能耗大，即使打印對象的初始打印面型較小，也要對熱床整體加熱，導(dǎo)致加熱能耗大。

(3)溫度控制靈活性差，熱床不同區(qū)域根據(jù)是否有打印物等因素的不同其散熱條件亦不同，單一加熱元件無法針對局部溫度偏差、對局部發(fā)熱功率進行調(diào)整。特別是當(dāng)溫敏電阻、熱電偶安裝點位于初始打印區(qū)域外時，將導(dǎo)致初始打印面得不到有效的溫度反饋，進而影響3d打印效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種3d打印機熱床。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種3d打印機。

本發(fā)明的再一個目的在于提供一種加熱控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面的技術(shù)方案提供了一種3d打印機熱床，包括：基板；多個加熱模塊，錯開設(shè)置于基板上，以對基板的不同區(qū)域加熱；驅(qū)動模塊，與多個加熱模塊分別電連接，以根據(jù)接收到的驅(qū)動信號分別驅(qū)動每個加熱模塊加熱；控制器，與驅(qū)動模塊通過信號線或無線通訊單元連接，以向驅(qū)動模塊傳輸驅(qū)動信號。

在該技術(shù)方案中，通過錯開設(shè)置在基板上的多個加熱模塊，可以實現(xiàn)對基板的不同區(qū)域的加熱，有利于實現(xiàn)靈活調(diào)整加熱區(qū)域，通過與過個加熱模塊分別電連接的驅(qū)動模塊，根據(jù)接收到的驅(qū)動信號分別驅(qū)動每個加熱模塊加熱，每個加熱模塊都能獨立控制和調(diào)節(jié)，有利于實現(xiàn)靈活調(diào)整加熱區(qū)域，提高了3d打印機熱床加熱的針對性，在提高熱床表面工作區(qū)域的溫度均衡性的同時，也節(jié)約了能耗，通過與驅(qū)動模塊通過信號線或無線通訊單元連接的控制器，向驅(qū)動模塊傳輸驅(qū)動信號，以實現(xiàn)根據(jù)實際初始打印區(qū)域的形狀，以及打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，進一步提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，進而提高了3d打印效果，同時，節(jié)約了能耗。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，加熱模塊，包括：加熱電阻元件，加熱電阻元件的一端連接至基板的指定位置，以接入電源，加熱電阻元件的另一端延伸至基板的邊緣外，以與驅(qū)動模塊電連接。

在該技術(shù)方案中，通過加熱模塊中的加熱電阻元件來產(chǎn)生熱量，實現(xiàn)3d打印機熱床的加熱，其中，加熱電阻元件的一端連接至基板的指定位置，以接入電源，加熱電阻元件的另一端延伸至基板的邊緣外，以與驅(qū)動模塊電連接，可以對加熱電阻元件提供電源，并實現(xiàn)對加熱電阻元件的加熱控制。

其中，一個加熱模塊可以設(shè)置一個加熱電阻元件，也可以設(shè)置多個串聯(lián)的加熱電阻元件，不同的加熱模塊中的加熱電阻元件互不關(guān)聯(lián)，可以實現(xiàn)不同的加熱模塊的分別控制。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，加熱模塊，包括：電阻膜，電阻膜鋪設(shè)在基板上，電阻膜的周邊設(shè)有絕緣層，電阻膜的一端連接至基板的指定位置，以接入電源，加熱電阻元件的另一端延伸至基板的邊緣外，以與驅(qū)動模塊電連接。

在該技術(shù)方案中，通過加熱模塊中的鋪設(shè)在基板上的電阻膜來產(chǎn)生熱量，實現(xiàn)3d打印機熱床的加熱，其中，電阻膜的周邊設(shè)有絕緣層，使得不同加熱模塊的電阻膜互不關(guān)聯(lián)，可以實現(xiàn)不同加熱模塊的獨立控制，通過電阻膜的一端連接至基板的指定位置，以接入電源，加熱電阻元件的另一端延伸至基板的邊緣外，以與驅(qū)動模塊電連接，可以對電阻膜提供電源，并實現(xiàn)對電阻膜的加熱控制。

具體地，在基板上制備絕緣層，然后采用蒸鍍、腐蝕的方式制作電阻膜，電阻膜的材料可采用高電阻率合金，比如鎳鎘合金、鐵鉻鋁合金。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個加熱模塊在基板上呈陣列分布設(shè)置。

在該技術(shù)方案中，通過多個加熱模塊在基板上呈陣列分布設(shè)置，有利于進一步提高3d打印機熱床表面的溫度均衡性，有利于實現(xiàn)靈活調(diào)整加熱區(qū)域。

其中，陣列分布的密度越大，分割出具有溫度獨立控制能力的加熱區(qū)域越小，3d打印機熱床表面的溫度分布控制越靈活。

另外，多個加熱模塊還可以根據(jù)3d打印機熱床工作平面的具體形狀進行調(diào)整。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，驅(qū)動模塊，包括：多個開關(guān)單元，與多個加熱模塊一一對應(yīng)電連接；驅(qū)動單元，與多個開關(guān)單元分別電連接，以根據(jù)驅(qū)動信號，分別控制每個開關(guān)單元的導(dǎo)通和截止，驅(qū)動單元，包括：數(shù)據(jù)接收器，與控制器電連接，以接收驅(qū)動信號，并生成數(shù)值信號；地址譯碼器，與控制器電連接，以接收驅(qū)動信號，并生成通道選擇信號；多個數(shù)據(jù)寄存器，分別與地址譯碼器、數(shù)據(jù)接收器連接，以按照通道選擇信號寫入對應(yīng)的數(shù)值信號；多個信號發(fā)生器，與多個數(shù)據(jù)寄存器一一對應(yīng)連接，多個信號發(fā)生器與多個開關(guān)單元一一對應(yīng)連接，以根據(jù)數(shù)值信號生成脈沖信號，并輸送至對應(yīng)連接的開關(guān)單元。

在該技術(shù)方案中，通過與多個加熱模塊一一對應(yīng)電連接的多個開關(guān)單元，可以實現(xiàn)對多個加熱模塊的分別控制，有利于實現(xiàn)靈活調(diào)整加熱區(qū)域，通過與多個開關(guān)單元分別電連接的驅(qū)動單元，可以根據(jù)驅(qū)動信號，分別控制每個開關(guān)單元的導(dǎo)通和截止，可以根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋分別調(diào)整每個加熱模塊的加熱功率，進一步提高熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，同時減少了不必要的能源消耗，通過與控制器電連接的數(shù)據(jù)接收器，來接收驅(qū)動信號，并生成數(shù)值信號，通過與控制器電連接的地址譯碼器，來接收驅(qū)動信號，并生成通道選擇信號，實現(xiàn)了對驅(qū)動信號的解析，有利于實現(xiàn)控制對應(yīng)的加熱模塊以對應(yīng)的加熱功率加熱，通過分別與地址譯碼器、數(shù)據(jù)接收器連接的多個數(shù)據(jù)寄存器，按照通道選擇信號寫入對應(yīng)的數(shù)值信號，然后通過與多個數(shù)據(jù)寄存器一一對應(yīng)連接的多個信號發(fā)生器，將數(shù)值信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，并輸送到對應(yīng)連接的開關(guān)單元，實現(xiàn)了控制對應(yīng)的加熱模塊以對應(yīng)的加熱功率加熱，根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，進一步提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，同時削減了未打印區(qū)域的加熱能耗。

具體地，驅(qū)動信號包括編碼地址和占空比數(shù)值，而每一個開關(guān)單元都具有唯一的編碼地址，數(shù)據(jù)接收器和地址譯碼器，將驅(qū)動信號解析識別，并輸送到對應(yīng)于編碼地址的通道內(nèi)。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，開關(guān)單元為n溝道增強型功率場效應(yīng)管和/或p溝道耗盡型功率場效應(yīng)管。

在該技術(shù)方案中，通過n溝道增強型功率場效應(yīng)管和/或p溝道耗盡型功率場效應(yīng)管作為開關(guān)單元，可以實現(xiàn)通過控制輸入到開關(guān)單元的脈沖信號的占空比來調(diào)整加熱功率，有利于實現(xiàn)根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性。

其中，當(dāng)使用n溝道增強型功率場效應(yīng)管時，加熱模塊共陽極，n溝道增強型功率場效應(yīng)管與每個加熱模塊的陰極一一對應(yīng)連接，當(dāng)使用p溝道耗盡型功率場效應(yīng)管時，加熱模塊共陰極，p溝道耗盡型功率場效應(yīng)管與每個加熱模塊的陽極一一對應(yīng)連接。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括：電流采集模塊，串聯(lián)連接于基板與電源之間，電流采集模塊與控制器連接，以采集多個加熱模塊的總電流信號輸入到控制器。

在該技術(shù)方案中，通過串聯(lián)連接于基板與電源之間的電流采集模塊，采集多個加熱模塊的總電流信號，實現(xiàn)將打印區(qū)域的溫度反饋給控制器，有利于控制器及時調(diào)整加熱功率，進一步提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性。

具體地，根據(jù)電源電壓和多個加熱模塊的總電流信號，可以確定處于加熱狀態(tài)的加熱模塊的電阻值，然后根據(jù)預(yù)存的電阻-溫度變化曲線可以確定出溫度，然后將溫度與設(shè)定的溫度值進行比較，生成對應(yīng)的驅(qū)動信號，實現(xiàn)根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，以在提高打印效率的同時，降低打印能耗。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，電流采集模塊為電流互感器和/或電流采樣電阻。

在該技術(shù)方案中，通過電流互感器和/或電流采樣電阻作為電流采集模塊，一方面，設(shè)置簡便，占用空間較小，另一方面，電流信號采集準(zhǔn)確率較高。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，基板為鋁基板、鋁合金基板或玻纖基板；信號線為rs485總線或rs232總線；無線通訊單元為wi-fi單元和/或藍(lán)牙單元和/或nfc單元。

在該技術(shù)方案中，通過鋁基板、鋁合金基板或玻纖基板作為基板，導(dǎo)熱性能較好，節(jié)約能耗，通過rs485總線或rs232總線作為信號線，通過wi-fi單元和/或藍(lán)牙單元和/或nfc單元作為無線通訊單元，信號傳輸效果較好，有利于實現(xiàn)由控制器向驅(qū)動模塊傳輸驅(qū)動信號。

本發(fā)明的第二方面的技術(shù)方案提供了一種3d打印機，包括：上述本發(fā)明的第一方面的技術(shù)方案提出的任一項的3d打印機熱床。

在該技術(shù)方案中，3d打印機包括上述本發(fā)明的第一方面的技術(shù)方案提出的任一項的3d打印機熱床，因此具有上述本發(fā)明提出的任一項的3d打印機熱床的全部有益效果，在此不再贅述。

本發(fā)明的第三方面的技術(shù)方案提供了一種加熱控制方法，適用于本發(fā)明的第一方面的技術(shù)方案提出的任一項的3d打印機熱床和/或本發(fā)明的第二方面的技術(shù)方案提出的任一項的3d打印機，加熱控制方法，包括：根據(jù)待打印對象的初始打印面的形狀，確定待加熱區(qū)域；根據(jù)待加熱區(qū)域，確定加熱模塊組合；根據(jù)加熱模塊組合，確定預(yù)設(shè)周期內(nèi)對應(yīng)于加熱模塊組合內(nèi)的每一加熱模塊的每一開關(guān)單元的觸發(fā)次序；控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序?qū)ā?/p>

在該技術(shù)方案中，通過根據(jù)待打印對象的初始打印面的形狀，確定待加熱區(qū)域，然后根據(jù)待加熱區(qū)域，確定加熱模塊組合，使得加熱模塊組合的確定與待打印對象相匹配，一方面，可以滿足待打印對象的加熱需求，另一方面，可以削減非打印區(qū)域的加熱能耗，通過根據(jù)加熱模塊組合，確定預(yù)設(shè)周期內(nèi)對應(yīng)于加熱模塊組合內(nèi)的每一加熱模塊的每一開關(guān)單元的觸發(fā)次序，并控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序?qū)?，使得待加熱區(qū)域的加熱溫度均衡，有利于提高3d打印效果。

其中，預(yù)設(shè)周期可以根據(jù)實際情況調(diào)整，由加熱模塊組合的加熱模塊個數(shù)和每個加熱模塊的觸發(fā)時間來決定，當(dāng)每個加熱模塊的觸發(fā)時間長時，預(yù)設(shè)周期就長，當(dāng)加熱模塊組合的加熱模塊個數(shù)多時，預(yù)設(shè)周期就長。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，控制每一開關(guān)單元按照觸發(fā)次序?qū)?，包括：根?jù)加熱模塊組合，確定每一開關(guān)單元的占空比；控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序以占空比導(dǎo)通。

在該技術(shù)方案中，通過加熱模塊組合，確定每一開關(guān)單元的占空比，并控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序以占空比導(dǎo)通，實現(xiàn)了對加熱模塊組合內(nèi)的每一加熱模塊的加熱功率的控制，有利于進一步提高待加熱區(qū)域的溫度均衡性和溫度控制的靈活性。

另外，還可以不考慮占空比，直接控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序連續(xù)導(dǎo)通。

其中，占空比可以為取值為0-1。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，根據(jù)加熱模塊組合，確定每一開關(guān)單元的占空比，包括：獲取溫度設(shè)定值；確定每一開關(guān)單元的占空比等于與溫度設(shè)定值相對應(yīng)的第一預(yù)設(shè)閾值。

在該技術(shù)方案中，通過獲取溫度設(shè)定值，并確定每一開關(guān)單元的占空比等于與溫度設(shè)定值相對應(yīng)的第一預(yù)設(shè)閾值，可以實現(xiàn)根據(jù)溫度設(shè)定值，來控制加熱模塊組合內(nèi)的每一加熱模塊的加熱功率，使得待加熱區(qū)域的溫度可以滿足用戶的需求，而且溫度均衡，有利于提高3d打印效果。

其中，第一預(yù)設(shè)閾值的取值范圍為0-1，當(dāng)溫度設(shè)定值高時，第一預(yù)設(shè)閾值相對較大。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，根據(jù)加熱模塊組合，確定每一開關(guān)單元的占空比，包括：確定每一開關(guān)單元的占空比等于第二預(yù)設(shè)閾值；實時采集加熱模塊組合的總電流信號；根據(jù)總電流信號，確定加熱模塊組合的電阻值；根據(jù)加熱模塊組合的電阻值和預(yù)設(shè)電阻溫度對應(yīng)變化曲線，確定加熱模塊組合的實時溫度值；根據(jù)實時溫度值與溫度設(shè)定值，更改每一開關(guān)單元的占空比。

在該技術(shù)方案中，通過確定每一開關(guān)單元的占空比等于第二預(yù)設(shè)閾值，為加熱模塊組合內(nèi)每一加熱模塊賦予了初始加熱功率，讓加熱模塊組合以初始加熱功率開始加熱，然后實時采集加熱模塊組合的總電流信號，根據(jù)總電流信號，確定加熱模塊組合的電阻值，并根據(jù)加熱模塊組合的電阻值和預(yù)設(shè)電阻溫度對應(yīng)變化曲線，確定加熱模塊組合的實時溫度值，根據(jù)實時溫度值與溫度設(shè)定值，更改每一開關(guān)單元的占空比，實現(xiàn)了根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，進而提高了3d打印的效果，同時，也節(jié)約了加熱能耗。

其中，第二預(yù)設(shè)閾值設(shè)置一般較小，只是用于讓加熱模塊組合啟動加熱，比如0.1-0.5。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述部分中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的3d打印機熱床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的3d打印機熱床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的3d打印機熱床的驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了圖3中的驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的加熱控制方法的示意流程圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的驅(qū)動信號的示意圖，

其中，圖1至圖4中附圖標(biāo)記與部件之間的對應(yīng)關(guān)系為：

102基板，104加熱模塊，106驅(qū)動模塊，1062開關(guān)單元，1064驅(qū)動單元，1065數(shù)據(jù)接收器，1066地址譯碼器，1067數(shù)據(jù)寄存器，1068信號發(fā)生器，108控制器，110電流采集模塊，112電源。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

實施例1

如圖1至圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的本發(fā)明的第一方面的實施例提供了一種3d打印機熱床，包括：基板102；多個加熱模塊104，錯開設(shè)置于基板102上，以對基板102的不同區(qū)域加熱；驅(qū)動模塊106，與多個加熱模塊104分別電連接，以根據(jù)接收到的驅(qū)動信號分別驅(qū)動每個加熱模塊104加熱；控制器108，與驅(qū)動模塊106通過信號線或無線通訊單元連接，以向驅(qū)動模塊106傳輸驅(qū)動信號。

在該實施例中，通過錯開設(shè)置在基板102上的多個加熱模塊104，可以實現(xiàn)對基板102的不同區(qū)域的加熱，有利于實現(xiàn)靈活調(diào)整加熱區(qū)域，通過與過個加熱模塊104分別電連接的驅(qū)動模塊106，根據(jù)接收到的驅(qū)動信號分別驅(qū)動每個加熱模塊104加熱，每個加熱模塊104都能獨立控制和調(diào)節(jié)，有利于實現(xiàn)靈活調(diào)整加熱區(qū)域，提高了3d打印機熱床加熱的針對性，在提高熱床表面工作區(qū)域的溫度均衡性的同時，也節(jié)約了能耗，通過與驅(qū)動模塊106通過信號線或無線通訊單元連接的控制器108，向驅(qū)動模塊106傳輸驅(qū)動信號，以實現(xiàn)根據(jù)實際初始打印區(qū)域的形狀，以及打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，進一步提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，進而提高了3d打印效果，同時，節(jié)約了能耗。

實施例2

加熱模塊104，包括：加熱電阻元件，加熱電阻元件的一端連接至基板102的指定位置，以接入電源112，加熱電阻元件的另一端延伸至基板102的邊緣外，以與驅(qū)動模塊106電連接。

在該實施例中，通過加熱模塊104中的加熱電阻元件來產(chǎn)生熱量，實現(xiàn)3d打印機熱床的加熱，其中，加熱電阻元件的一端連接至基板102的指定位置，以接入電源112，加熱電阻元件的另一端延伸至基板102的邊緣外，以與驅(qū)動模塊106電連接，可以對加熱電阻元件提供電源112，并實現(xiàn)對加熱電阻元件的加熱控制。

其中，一個加熱模塊104可以設(shè)置一個加熱電阻元件，也可以設(shè)置多個串聯(lián)的加熱電阻元件，不同的加熱模塊104中的加熱電阻元件互不關(guān)聯(lián)，可以實現(xiàn)不同的加熱模塊104的分別控制。

實施例3

加熱模塊104，包括：電阻膜，電阻膜鋪設(shè)在基板102上，電阻膜的周邊設(shè)有絕緣層，電阻膜的一端連接至基板102的指定位置，以接入電源112，加熱電阻元件的另一端延伸至基板102的邊緣外，以與驅(qū)動模塊106電連接。

在該實施例中，通過加熱模塊104中的鋪設(shè)在基板102上的電阻膜來產(chǎn)生熱量，實現(xiàn)3d打印機熱床的加熱，其中，電阻膜的周邊設(shè)有絕緣層，使得不同加熱模塊104的電阻膜互不關(guān)聯(lián)，可以實現(xiàn)不同加熱模塊104的獨立控制，通過電阻膜的一端連接至基板102的指定位置，以接入電源112，加熱電阻元件的另一端延伸至基板102的邊緣外，以與驅(qū)動模塊106電連接，可以對電阻膜提供電源112，并實現(xiàn)對電阻膜的加熱控制。

具體地，在基板102上制備絕緣層，然后采用蒸鍍、腐蝕的方式制作電阻膜，電阻膜的材料可采用高電阻率合金，比如鎳鎘合金、鐵鉻鋁合金。

如圖1至圖3所示，在上述任一項實施例中，優(yōu)選地，多個加熱模塊104在基板102上呈陣列分布設(shè)置。

在該實施例中，通過多個加熱模塊104在基板102上呈陣列分布設(shè)置，有利于進一步提高3d打印機熱床表面的溫度均衡性，有利于實現(xiàn)靈活調(diào)整加熱區(qū)域。

其中，陣列分布的密度越大，分割出具有溫度獨立控制能力的加熱區(qū)域越小，3d打印機熱床表面的溫度分布控制越靈活。

另外，多個加熱模塊104還可以根據(jù)3d打印機熱床工作平面的具體形狀進行調(diào)整。

如圖3和圖4所示，在上述任一項實施例中，優(yōu)選地，驅(qū)動模塊106，包括：多個開關(guān)單元1062，與多個加熱模塊104一一對應(yīng)電連接；驅(qū)動單元1064，與多個開關(guān)單元1062分別電連接，以根據(jù)驅(qū)動信號，分別控制每個開關(guān)單元1062的導(dǎo)通和截止，驅(qū)動單元1064，包括：數(shù)據(jù)接收器1065，與控制器108電連接，以接收驅(qū)動信號，并生成數(shù)值信號；地址譯碼器1066，與控制器108電連接，以接收驅(qū)動信號，并生成通道選擇信號；多個數(shù)據(jù)寄存器1067，分別與地址譯碼器1066、數(shù)據(jù)接收器1065連接，以按照通道選擇信號寫入對應(yīng)的數(shù)值信號；多個信號發(fā)生器1068，與多個數(shù)據(jù)寄存器1067一一對應(yīng)連接，多個信號發(fā)生器1068與多個開關(guān)單元1062一一對應(yīng)連接，以根據(jù)數(shù)值信號生成脈沖信號，并輸送至對應(yīng)連接的開關(guān)單元1062。

在該實施例中，通過與多個加熱模塊104一一對應(yīng)電連接的多個開關(guān)單元1062，可以實現(xiàn)對多個加熱模塊104的分別控制，有利于實現(xiàn)靈活調(diào)整加熱區(qū)域，通過與多個開關(guān)單元1062分別電連接的驅(qū)動單元1064，可以根據(jù)驅(qū)動信號，分別控制每個開關(guān)單元1062的導(dǎo)通和截止，可以根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋分別調(diào)整每個加熱模塊104的加熱功率，進一步提高熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，同時減少了不必要的能源消耗，通過與控制器108電連接的數(shù)據(jù)接收器1065，來接收驅(qū)動信號，并生成數(shù)值信號，通過與控制器108電連接的地址譯碼器1066，來接收驅(qū)動信號，并生成通道選擇信號，實現(xiàn)了對驅(qū)動信號的解析，有利于實現(xiàn)控制對應(yīng)的加熱模塊104以對應(yīng)的加熱功率加熱，通過分別與地址譯碼器1066、數(shù)據(jù)接收器1065連接的多個數(shù)據(jù)寄存器1067，按照通道選擇信號寫入對應(yīng)的數(shù)值信號，然后通過與多個數(shù)據(jù)寄存器1067一一對應(yīng)連接的多個信號發(fā)生器1068，將數(shù)值信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，并輸送到對應(yīng)連接的開關(guān)單元1062，實現(xiàn)了控制對應(yīng)的加熱模塊104以對應(yīng)的加熱功率加熱，根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，進一步提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，同時削減了未打印區(qū)域的加熱能耗。

具體地，驅(qū)動信號包括編碼地址和占空比數(shù)值，而每一個開關(guān)單元1062都具有唯一的編碼地址，數(shù)據(jù)接收器1065和地址譯碼器1066，將驅(qū)動信號解析識別，并輸送到對應(yīng)于編碼地址的通道內(nèi)。

在上述任一項實施例中，優(yōu)選地，開關(guān)單元1062為n溝道增強型功率場效應(yīng)管和/或p溝道耗盡型功率場效應(yīng)管。

在該實施例中，通過n溝道增強型功率場效應(yīng)管和/或p溝道耗盡型功率場效應(yīng)管作為開關(guān)單元1062，可以實現(xiàn)通過控制輸入到開關(guān)單元1062的脈沖信號的占空比來調(diào)整加熱功率，有利于實現(xiàn)根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性。

其中，當(dāng)使用n溝道增強型功率場效應(yīng)管時，加熱模塊104共陽極，n溝道增強型功率場效應(yīng)管與每個加熱模塊104的陰極一一對應(yīng)連接，當(dāng)使用p溝道耗盡型功率場效應(yīng)管時，加熱模塊104共陰極，p溝道耗盡型功率場效應(yīng)管與每個加熱模塊104的陽極一一對應(yīng)連接。

如圖2所示，在上述任一項實施例中，優(yōu)選地，還包括：電流采集模塊110，串聯(lián)連接于基板102與電源112之間，電流采集模塊110與控制器108連接，以采集多個加熱模塊104的總電流信號輸入到控制器108。

在該實施例中，通過串聯(lián)連接于基板102與電源112之間的電流采集模塊110，采集多個加熱模塊104的總電流信號，實現(xiàn)將打印區(qū)域的溫度反饋給控制器108，有利于控制器108及時調(diào)整加熱功率，進一步提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性。

具體地，根據(jù)電源電壓和多個加熱模塊104的總電流信號，可以確定處于加熱狀態(tài)的加熱模塊104的電阻值，然后根據(jù)預(yù)存的電阻-溫度變化曲線可以確定出溫度，然后將溫度與設(shè)定的溫度值進行比較，生成對應(yīng)的驅(qū)動信號，實現(xiàn)根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，以在提高打印效率的同時，降低打印能耗。

在上述任一項實施例中，優(yōu)選地，電流采集模塊110為電流互感器和/或電流采樣電阻。

在該實施例中，通過電流互感器和/或電流采樣電阻作為電流采集模塊110，一方面，設(shè)置簡便，占用空間較小，另一方面，電流信號采集準(zhǔn)確率較高。

在上述任一項實施例中，優(yōu)選地，基板102為鋁基板、鋁合金基板或玻纖基板；信號線為rs485總線或rs232總線；無線通訊單元為wi-fi單元和/或藍(lán)牙單元和/或nfc單元。

在該實施例中，通過鋁基板、鋁合金基板或玻纖基板作為基板102，導(dǎo)熱性能較好，節(jié)約能耗，通過rs485總線或rs232總線作為信號線，通過wi-fi單元和/或藍(lán)牙單元和/或nfc單元作為無線通訊單元，信號傳輸效果較好，有利于實現(xiàn)由控制器108向驅(qū)動模塊106傳輸驅(qū)動信號。

實施例4

根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的3d打印機，包括：上述本發(fā)明的實施例提出的任一項的3d打印機熱床。

在該實施例中，3d打印機包括上述本發(fā)明的實施例提出的任一項的3d打印機熱床，因此具有上述本發(fā)明提出的任一項的3d打印機熱床的全部有益效果，在此不再贅述。

實施例5

如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的加熱控制方法，適用于本發(fā)明的的實施例提出的任一項的3d打印機熱床和/或本發(fā)明的實施例提出的任一項的3d打印機，加熱控制方法，包括：步驟s502，根據(jù)待打印對象的初始打印面的形狀，確定待加熱區(qū)域；步驟s504，根據(jù)待加熱區(qū)域，確定加熱模塊組合；步驟s506，根據(jù)加熱模塊組合，確定預(yù)設(shè)周期內(nèi)對應(yīng)于加熱模塊組合內(nèi)的每一加熱模塊的每一開關(guān)單元的觸發(fā)次序；步驟s508，控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序?qū)ā?/p>

在該實施例中，通過根據(jù)待打印對象的初始打印面的形狀，確定待加熱區(qū)域，然后根據(jù)待加熱區(qū)域，確定加熱模塊組合，使得加熱模塊組合的確定與待打印對象相匹配，一方面，可以滿足待打印對象的加熱需求，另一方面，可以削減非打印區(qū)域的加熱能耗，通過根據(jù)加熱模塊組合，確定預(yù)設(shè)周期內(nèi)對應(yīng)于加熱模塊組合內(nèi)的每一加熱模塊的每一開關(guān)單元的觸發(fā)次序，并控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序?qū)?，使得待加熱區(qū)域的加熱溫度均衡，有利于提高3d打印效果。

其中，預(yù)設(shè)周期可以根據(jù)實際情況調(diào)整，由加熱模塊組合的加熱模塊個數(shù)和每個加熱模塊的觸發(fā)時間來決定，當(dāng)每個加熱模塊的觸發(fā)時間長時，預(yù)設(shè)周期就長，當(dāng)加熱模塊組合的加熱模塊個數(shù)多時，預(yù)設(shè)周期就長。

在上述實施例中，優(yōu)選地，控制每一開關(guān)單元按照觸發(fā)次序?qū)?，包括：根?jù)加熱模塊組合，確定每一開關(guān)單元的占空比；控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序以占空比導(dǎo)通。

在該實施例中，通過加熱模塊組合，確定每一開關(guān)單元的占空比，并控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序以占空比導(dǎo)通，實現(xiàn)了對加熱模塊組合內(nèi)的每一加熱模塊的加熱功率的控制，有利于進一步提高待加熱區(qū)域的溫度均衡性和溫度控制的靈活性。

另外，還可以不考慮占空比，直接控制每一開關(guān)單元在預(yù)設(shè)周期內(nèi)按照觸發(fā)次序連續(xù)導(dǎo)通。

其中，占空比可以為取值為0-1。

在上述任一項實施例中，優(yōu)選地，根據(jù)加熱模塊組合，確定每一開關(guān)單元的占空比，包括：獲取溫度設(shè)定值；確定每一開關(guān)單元的占空比等于與溫度設(shè)定值相對應(yīng)的第一預(yù)設(shè)閾值。

在該實施例中，通過獲取溫度設(shè)定值，并確定每一開關(guān)單元的占空比等于與溫度設(shè)定值相對應(yīng)的第一預(yù)設(shè)閾值，可以實現(xiàn)根據(jù)溫度設(shè)定值，來控制加熱模塊組合內(nèi)的每一加熱模塊的加熱功率，使得待加熱區(qū)域的溫度可以滿足用戶的需求，而且溫度均衡，有利于提高3d打印效果。

其中，第一預(yù)設(shè)閾值的取值范圍為0-1，當(dāng)溫度設(shè)定值高時，第一預(yù)設(shè)閾值相對較大。

在上述任一項實施例中，優(yōu)選地，根據(jù)加熱模塊組合，確定每一開關(guān)單元的占空比，包括：確定每一開關(guān)單元的占空比等于第二預(yù)設(shè)閾值；實時采集加熱模塊組合的總電流信號；根據(jù)總電流信號，確定加熱模塊組合的電阻值；根據(jù)加熱模塊組合的電阻值和預(yù)設(shè)電阻溫度對應(yīng)變化曲線，確定加熱模塊組合的實時溫度值；根據(jù)實時溫度值與溫度設(shè)定值，更改每一開關(guān)單元的占空比。

在該實施例中，通過確定每一開關(guān)單元的占空比等于第二預(yù)設(shè)閾值，為加熱模塊組合內(nèi)每一加熱模塊賦予了初始加熱功率，讓加熱模塊組合以初始加熱功率開始加熱，然后實時采集加熱模塊組合的總電流信號，根據(jù)總電流信號，確定加熱模塊組合的電阻值，并根據(jù)加熱模塊組合的電阻值和預(yù)設(shè)電阻溫度對應(yīng)變化曲線，確定加熱模塊組合的實時溫度值，根據(jù)實時溫度值與溫度設(shè)定值，更改每一開關(guān)單元的占空比，實現(xiàn)了根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，進而提高了3d打印的效果，同時，也節(jié)約了加熱能耗。

其中，第二預(yù)設(shè)閾值設(shè)置一般較小，只是用于讓加熱模塊組合啟動加熱，比如0.1-0.5。

實施例6

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的3d打印機熱床，如圖1所示，基板102的表面均勻分布有3行、3列加熱模塊104，加熱模塊104的一個端子直接與基板102連接，加熱模塊104的另一個端子引出到基板102的外部，基板102有正極接線端子，正極接線端子與電流采集模塊110串聯(lián)后與電源112的正極連接，如圖2所示，電流采集模塊110與控制器108連接，控制器108通過接線端子與驅(qū)動單元1064連接，驅(qū)動單元1064與每個n溝道增強型場效應(yīng)管的門極分別連接，如圖3所示，加熱模塊104的另一個端子引出到基板102的外部，連接到n溝道增強型場效應(yīng)管的漏極，n溝道增強型場效應(yīng)管的漏極還通過續(xù)流二極管d1、d2等，連接至一條匯流母線，然后連接到電源112的正極，n溝道增強型場效應(yīng)管的源極連接至另一條匯流母線，然后連接到電源112的負(fù)極，如圖4所示，驅(qū)動單元1064的內(nèi)部有數(shù)據(jù)接收器1065、地址譯碼器1066，地址譯碼器1066輸出的通道選擇信號分別連接至數(shù)據(jù)寄存器1067，j1-j9，數(shù)據(jù)接收單元通過數(shù)據(jù)總線連接至數(shù)據(jù)寄存器1067j1-j9，數(shù)據(jù)寄存器1067，j1-j9，分別與信號發(fā)生器1068，x1-x9連接，信號發(fā)生器1068輸出脈沖信號到驅(qū)動單元1064的外部，并與n溝道增強型場效應(yīng)管的門極一一連接。

具體地，如圖6所示，c1為驅(qū)動單元1064的寫入周期信號，其中，當(dāng)有9個加熱模塊104作為待加熱區(qū)域?qū)?yīng)的加熱模塊104組合時，t為預(yù)設(shè)周期，t1-t9為分別對應(yīng)于每個開關(guān)單元1062的觸發(fā)周期，t1-t9分別對應(yīng)于數(shù)據(jù)寄存器1067，j1-j9，以t1所產(chǎn)生的脈沖信號p1為例，其導(dǎo)通時間為to1，to1與t1的比值即為占空比，由數(shù)據(jù)寄存器1067，j1的數(shù)值信號決定，當(dāng)完成一個預(yù)設(shè)周期t時，自動循環(huán)，s1-s9為地址譯碼器1066產(chǎn)生的通道選擇信號，用來控制數(shù)據(jù)接收單元向數(shù)據(jù)寄存器1067中的輸入順序，以及信號發(fā)生器1068的脈沖信號輸出順序，當(dāng)加熱模塊104組合內(nèi)的加熱模塊104減少時，驅(qū)動單元1064的寫入周期信號可以剔除部分信號，并減小預(yù)設(shè)周期t。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提出了一種3d打印機熱床、3d打印機和加熱控制方法，通過錯開設(shè)置于基板上的多個加熱模塊的分別控制，可以根據(jù)實際初始打印區(qū)域的形狀，靈活調(diào)整加熱區(qū)域，并根據(jù)打印區(qū)域的溫度反饋及時調(diào)整加熱功率，提高了熱床表面的溫度均衡性和溫度控制的靈活性，同時，節(jié)約了能耗。

本發(fā)明方法中的步驟可根據(jù)實際需要進行順序調(diào)整、合并和刪減。

本發(fā)明裝置中的單元可根據(jù)實際需要進行合并、劃分和刪減。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)包括只讀存儲器(read-onlymemory，rom)、隨機存儲器(randomaccessmemory，ram)、可編程只讀存儲器(programmableread-onlymemory，prom)、可擦除可編程只讀存儲器(erasableprogrammablereadonlymemory，eprom)、一次可編程只讀存儲器(one-timeprogrammableread-onlymemory，otprom)、電子抹除式可復(fù)寫只讀存儲器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只讀光盤(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其他光盤存儲器、磁盤存儲器、磁帶存儲器、或者能夠用于攜帶或存儲數(shù)據(jù)的計算機可讀的任何其他介質(zhì)。

在本發(fā)明中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性；術(shù)語“多個”則指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語均應(yīng)做廣義理解，例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；“相連”可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或單元必須具有特定的方向、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此，不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本說明書的描述中，術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“具體實施例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或?qū)嵗?。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。