CN111791495A - 检测3d打印铺粉面平整度的方法 - Google Patents

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Abstract

一种检测3D打印铺粉面平整度的方法，属于3D打印技术领域，用于解决3D打印设备铺粉面平整度初始精度调整效率低、不精准的问题，所述方法包括选定待打印产品、设定打印路径、设定数据采集点路径、采集数据、数据处理及铺粉面平整度判定等，通过此方法大大缩短的生产准备的时间；且使得铺粉平整度的调节精度可以控制在0.05mm范围内，比人工调整时的精度提高了几十倍，实现了产品的精密打印、设备的高精度，且提高了生产效率、降低了生产成本。

Description

检测3D打印铺粉面平整度的方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印设备用检测方法。
背景技术
3D打印技术是一种增材制造技术，有熔融挤压技术和3DP技术等，其中3DP 技术在应用中，为了获得良好的打印产品，需要控制每次打印的层厚及每个层面的表面质量，层厚越小、产品的致密性越好、性能也越优良，层面的表面质量越好产品的层间结合性越好。层厚是可以设定的，也由设备自身的精度决定着；而层面的表面质量则是与所用原材料、设备运行速率、铺粉器的精度有关。在设备精度不可调的情况下，如何能有效的控制层面的表面质量，就成了决定产品质量的关键因素。而目前采用的检查铺粉面平整度的方式是人工检测，这就造成不同人员会得到不同的结果，造成生产误差大、效率低下。
发明内容
有鉴于以上3D打印铺粉面平整度人工检测误差大、效率低的问题，有必要提出一种检测3D打印铺粉面平整度的方法，所述方法能够准确高效地解决铺粉面平整度精准检测的目的，提高了3D打印设备的整体精度，为打印更精细的产品提供了软、硬件基础。
一种检测3D打印铺粉面平整度的方法，是通过检测打印头到铺粉面的距离来实现的，具体包括如下内容：
S001，设定需要打印的产品为平板，并在所述平板上设定简单的几何图形为数据采集点，所述几何图形的边沿即为数据采集路径；之所以将待打印产品设置为平板，是为了方便数据采集点的设置，在平板的任何位置均可以设置所述数据采集点，可以实现随机采集数据，提高了检测的准确性；
S002，将打印头复位到打印起始位置，按照选取的产品规划打印头行进路径；
S003，打印头按照S002中规划的路径开始打印，并且在打印过程中每隔一定的时间采集一次数据并记录；
S004，在执行完一层打印后，判断设定的数据采集点是否全部采集到数据，若数据采集完毕，则发出停止打印指令；若数据采集未完，则发出继续下一层打印的指令，在下一层打印时再次采集上一层打印时未采集的数据采集点；
S005，剔除采集的数据中的坏点；
S006，对经过S005处理后的数据进行处理；
S007，将经过S006处理后获得的最终平均值与理论设定的打印头到铺粉面的距离进行比较，若两者的差在设定的范围内，则说明铺粉面平整度符合要求；若两者的差超出设定的范围，则说明铺粉面平整度不符合要求；
S008，依据S007的判定结果，调整铺粉器后再次铺粉，并跳转至数据采集节点再次进行铺粉面平整度的检测，直至检测判定结果为铺粉面的平整度符合要求为止，此即完成了设备铺粉精度的初调整。
进一步地，所述数据采集点可以为一组或者多组，也即在所述平板上可以有一个所述几何图形，也可以有多个所述几何图形。
进一步地，所述坏点为超出本组所述数据采集点的中位数或者平均数加减正负偏差的数据。
进一步地，所述S006中对数据的处理，具体是，若采集的数据为一个数据采集点，则直接取一个所述数据采集点的平均值；若采集的数据为多个数据采集点，则先对每个数据采集点取平均值，再对每个数据采集点的平均值再取平均值。
本发明技术方案的有益效果：本技术方案实现了在不改变设备机械结构的情况下，提升了设备初始状态铺粉精度的调整，实现了产品的精密打印，并且避免了因铺粉面不平整造成的废品和生产成本的浪费。同时，实现了铺粉精度人工校验造成的不稳定、效率低、误差大的问题。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，在此进行详细说明，显而易见地，以下描述是本发明的一些典型实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的解决方案。
一种检测3D打印铺粉面平整度的方法，是通过设置平板型待打印产品，再在所述平板产品上设置若干组数据采集点，所述数据采集点为简单的几何图形，如可以为三角形、圆形、正方形、正方形或长方形的对角线等，所述每组数据采集点均设置在所述几何图形的边上，采集的数据为打印头到所述几何图形边线的垂直距离，具体数据是由距离传感器采集并传输给所述3D打印设备的控制***，所述控制***对接收到的数据进行记录、存储和处理。
实施例一
本实施例的数据采集点为一个三角形，所述三角形为等腰三角形，所述数据采集点沿所述等腰三角形的两个腰布置，设有300个数据点。
所述检测3D打印铺粉面平整度的方法的具体实现过程如下：
S101，设定需要打印的产品为平板，并在所述平板上设定一个三角形为数据采集点，所述三角形的两个腰即为数据采集路径；所述三角形的面积占整个所述平板产品面积的至少一半以上，从而使得采集的数据能够准确的反应打印头到铺粉面的距离；
S102，使打印头复位到打印起始位置，按照平板产品使打印头做水平往复运动，且所述打印头一次行进能够覆盖整个平板产品，也即一次铺粉、一次打印即可完成一层产品的打印；
S103，打印头按照所述水平往复运动开始打印，在打印过程中每隔10ms采集一次数据并记录；
S104，打印完一层后，判断设定的数据采集点是否全部采集到数据，若数据采集完毕，则发出停止打印指令；若有未采集到数据的点，则发出继续下一层打印的指令，在下一层打印时再次采集上一层打印时漏采集的数据；
S105，剔除采集的数据中的坏点，所述坏点为超出本组所述数据采集点的中位数或者平均数加减正负偏差的数据，该正负偏差为一个设定值，如所述正负偏差可以为±0.05mm；
S106，对经过S105筛选后的数据进行处理，也即对获得的所述三角形数据采集点的所有数据取平均值；
S107，将步骤S106中的平均值与理论设定的打印头到铺粉面的距离值进行比较，若两者的差在设定的范围内，则说明铺粉面平整度符合要求；若两者的差超出设定的范围，则说明铺粉面平整度不符合要求；
S108，依据S107的判定结果，调整铺粉器、再次铺粉，并跳转到S104，直至检测判定结果为铺粉面的平整度符合要求位置，此即完成了设备铺粉精度的初调整。
实施例二
本实施例的数据采集点为九个圆形，也即本次采集共有九组数据采集点，所述数据采集点沿所述圆形的边布置，且每个圆形上设有300个数据点。
所述检测3D打印铺粉面平整度的方法的具体实现过程如下：
S201，设定需要打印的产品为平板，并在所述平板上设定九个圆形数据采集点，所述圆形圆周的顺时针方向即为数据采集路径；九个所述圆形数据采集点均布在所述平板上，且九个所述圆形数据采集点的总面积不小于所述平板产品面积的一半，从而使得采集的数据能够准确的反应打印头到铺粉面的距离；
S202，使打印头复位到打印起始位置，按照平板产品使打印头做水平往复运动，且所述打印头一次行进只能打印一半的所述平板产品，也即一次铺粉、往复两次打印才可完成一层产品的打印；
S203，打印头按照所述水平往复运动开始打印，在打印过程中每隔10ms采集一次数据并记录；
S204，打印完一层后，判断设定的数据采集点是否全部采集到数据，若数据采集完毕，则发出停止打印指令；若有未采集到数据的点，则发出继续下一层打印的指令，在下一层打印时再次采集上一层打印时漏采集的数据；
S205，剔除采集的数据中的坏点，所述坏点为超出本组所述数据采集点的中位数或者平均数加减正负偏差的数据，该正负偏差为一个设定值，如所述正负偏差可以为±0.05mm；
S206，对经过S205筛选后的数据进行处理，也即，先对九组所述数据采集点分别取平均值，再对所述九个平均值再取平均值；
S207，将步骤S206中的九组数据的最终平均值与理论设定的打印头到铺粉面的距离值进行比较，若两者的差在设定的范围内，则说明铺粉面平整度符合要求；若两者的差超出设定的范围，则说明铺粉面平整度不符合要求；
S208，依据S207的判定结果，调整铺粉器、再次铺粉，并跳转到S204，直至检测判定结果为铺粉面的平整度符合要求位置，此即完成了设备铺粉精度的初调整。
通过采用本技术方案，使得3D打印设备初始铺粉平整度调整变得更加高效、精准，也即在1min左右即可实现3D打印设备初始铺粉平整度的调整，大大缩短的生产准备的时间；且使得铺粉平整度的调节精度可以控制在0.05mm范围内，比人工调整时的精度提高了几十倍，实现了产品的精密打印、设备的高精度，且提高了生产效率、降低了生产成本。
以上实施例仅是对本发明技术方案的一种典型应用的描述，在合理的、不需要付出创造性劳动的基础上，还可以进行合理的拓展。

Claims (10)

1.一种检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，通过检测打印头到铺粉面的距离来实现，具体包括：
设定需要打印的产品为平板，并在所述平板上设定简单的几何图形为数据采集点，所述几何图形的边沿即为数据采集路径；
将打印头复位到打印起始位置，按照选取的产品规划打印头行进路径；
打印头按照规划的路径开始打印，在打印过程中每隔一定的时间采集一次数据并记录；
在执行完一层打印后，判断设定的数据采集点是否全部采集到数据，若数据采集完毕，则发出停止打印指令；若数据采集未完，则发出继续下一层打印的指令，在下一层打印时再次采集上一层打印时未采集的数据采集点；
对数据进行处理；
对处理后的数据进行判定，使处理后的数据与设定的打印头到铺粉面的距离相比较，若两者的差在设定的范围内，则说明铺粉面平整度符合要求；若两者的差超出设定的范围，则说明铺粉面平整度不符合要求。
2.如权利要求1所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，所述数据采集点可以为若干组。
3.如权利要求1所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，在所述对数据进行处理前，还包括剔除采集的数据中的坏点。
4.如权利要求3所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，所述坏点为超出本组所述数据采集点的中位数或者平均数加减正负偏差的数据。
5.如权利要求2所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，所述对数据进行处理，具体为若采集的数据为一个数据采集点，则直接取一个所述数据采集点的平均值；若采集的数据为多个数据采集点，则先对每个数据采集点取平均值，再对每个数据采集点的平均值再取平均值。
6.如权利要求1所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，所述几何图形为三角形、正方形、圆形、正方形或长方形的对角线。
7.如权利要求1所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，每组所述数据采集点的个数为300个。
8.如权利要求1所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，数据采集的时间间隔为10ms。
9.如权利要求1所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，所述数据采集点路径的几何图形的总面积不小于待打印产品总面积的一半。
10.如权利要求1所述的检测3D打印铺粉面平整度的方法，其特征在于，所述检测3D打印铺粉面平整度的方法还包括，依据所述判定结果，调整铺粉器后再次铺粉，并跳转至数据采集节点再次进行铺粉面平整度的检测，直至检测判定结果为铺粉面的平整度符合要求为止。
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