CN112936864A - 3d打印平台及3d打印机 - Google Patents

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Abstract

一种3D打印平台，包括平台组件、供电装置、半导体制冷片、散热装置、温度补偿装置和控制器，平台组件用于承载打印的模型，半导体制冷片连接平台组件，半导体制冷片还电连接于供电装置，散热装置连接半导体制冷片，温度补偿装置设于散热装置背离半导体制冷片一侧，控制器电连接于供电装置、散热装置和温度补偿装置，用于控制供电装置对半导体制冷片进行正向或反向供电，并根据供电方向控制散热装置对半导体制冷片进行散热，冷却平台组件，或控制温度补偿装置对半导体制冷片提供热补偿，以加热平台组件。上述3D打印平台和3D打印机能使模型从平台组件上自行脱落，提高平台组件的加热效率。

Description

3D打印平台及3D打印机
技术领域
本申请涉及3D打印领域，尤其涉及一种3D打印平台及3D打印机。
背景技术
现在市面上的3D打印机目前普遍采用热床式打印平台进行打印，环境温度较低时，热床式打印平台的加热效率低，影响打印效率。3D打印机打印平台无论以任何方式提高模型打印附着力，打印完成后都会存在分离困难的问题，尤其是打印带有大面积底座或者首层与打印平台接触面积较大的模型会更为困难，强行分离往往会破坏模型。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种3D打印平台及3D打印机，其能够提升加热效率并且还能使模型与打印平台自行分离。
本申请的实施例提供一种3D打印平台，包括平台组件、供电装置、半导体制冷片、散热装置、温度补偿装置和控制器，所述平台组件用于承载打印的模型，所述半导体制冷片连接平台组件，所述半导体制冷片还电连接于所述供电装置，所述散热装置连接所述半导体制冷片，所述温度补偿装置设于所述散热装置背离所述半导体制冷片一侧，所述控制器电连接于所述供电装置、所述散热装置和所述温度补偿装置，用于控制所述供电装置对所述半导体制冷片进行正向或反向供电，并根据供电方向控制所述散热装置对所述半导体制冷片进行散热，冷却所述平台组件，或控制所述温度补偿装置对所述半导体制冷片提供热补偿，以加热所述平台组件。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述平台组件内设有温度传感器，用以感测所述平台组件的温度，所述控制器电连接于所述温度传感器，根据所述温度传感器感测的所述平台组件的实时温度控制所述半导体制冷片冷却或加热所述平台组件的时间。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述3D打印平台还包括电连接于所述控制器的温度感测器，用于感测环境温度并将环境温度发至所述控制器，以得到所述环境温度与所述平台组件的温度之间的温度差，所述控制器基于所述温度差控制所述温度补偿装置为所述半导体制冷片提供热补偿。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述3D打印平台还包括电连接于所述控制器的吹风装置，用于将所述温度补偿装置的热量吹至所述散热装置或排出所述散热装置吸收的热量。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述半导体制冷片为反向供电时，所述散热装置还用于吸收所述温度补偿装置提供的热量，以调控所述半导体制冷片的温度。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述半导体制冷片包括贴合设置的第一片和第二片，所述第一片、所述第二片和所述供电装置串联设置，所述第一片还贴合于所述平台组件，所述第二片还贴合于所述散热装置。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述半导体制冷片为正向供电时，所述第一片为冷端，所述第二片为热端，所述半导体制冷片为反向供电时，所述第一片为热端，所述第二片为冷端。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述第一片和第二片的温度差小于70℃。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述平台组件所需的打印温度与所述环境温度之间的温差值小于等于所述第一片和第二片的温差值。
本申请的实施例还提供一种3D打印机，包括所述3D打印平台。
上述3D打印平台和3D打印机通过控制器调整半导体制冷片的正向或反向供电方向，对平台组件进行加热或冷却，通过散热装置加快平台组件的冷却，使模型从平台组件上自行脱落，解决打印完成后模型与平台组件分离困难的问题，通过温度补偿装置对平台组件进行温度补偿，提高平台组件的加热效率，进而提升3D打印机的打印效率。
附图说明
图1示意了一实施例中3D打印平台的结构示意图。
主要元件符号说明
3D打印平台 100
平台组件 10
平台板 11
金属板 12
容置腔 12a
温度传感器 121
半导体制冷片 20
第一片 21
第二片 22
散热装置 30
温度补偿装置 40
吹风装置 50
模型 200
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请的实施例提供一种3D打印平台，包括平台组件、供电装置、半导体制冷片、散热装置、温度补偿装置和控制器，所述平台组件用于承载打印的模型，所述半导体制冷片连接平台组件，所述半导体制冷片还电连接于所述供电装置，所述散热装置连接所述半导体制冷片，所述温度补偿装置设于所述散热装置背离所述半导体制冷片一侧，所述控制器电连接于所述供电装置、所述散热装置和所述温度补偿装置，用于控制所述供电装置对所述半导体制冷片进行正向或反向供电，并根据供电方向控制所述散热装置对所述半导体制冷片进行散热，冷却所述平台组件，或控制所述温度补偿装置对所述半导体制冷片提供热补偿，以加热所述平台组件。
本申请的实施例还提供一种3D打印机，包括所述3D打印平台。
上述3D打印平台和3D打印机通过控制器调整半导体制冷片的正向或反向供电方向，对平台组件进行加热或冷却，通过散热装置加快平台组件的冷却，使模型从平台组件上自行脱落，解决打印完成后模型与平台组件分离困难的问题，通过温度补偿装置对平台组件进行温度补偿，提高平台组件的加热效率，进而提升3D打印机的打印效率。
下面结合附图，对本申请的一些实施例作详细说明。
请参阅图1，图1中所示3D打印平台100用于承载打印的模型200。3D打印平台100包括平台组件10、供电装置(图未示)、半导体制冷片20、散热装置30、温度补偿装置40和控制器(图未示)。平台组件10用于承载打印机打印的模型，半导体制冷片20贴合于背离平台组件10的承载面的一侧，半导体制冷片20电连接于供电装置，供电装置用于向半导体制冷片20供电，散热装置30连接所述半导体制冷20，温度补偿装置40设于散热装置30背离半导体制冷片20的一侧。控制器分别电连接于供电装置、散热装置30和温度补偿装置40，用于控制供电装置对半导体制冷片20的供电方向，当进行正向供电时，控制器控制散热装置30对半导体制冷片20进行散热，冷却平台组件10，加速降低平台组件10的温度；当进行反向供电时，控制器控制温度补偿装置40对半导体制冷片20提供热补偿，实现对平台组件10进行加热，提高平台组件10的温度，增加平台组件0的加热效果，增强模型在平台组件10上的附力。
具体的，当半导体制冷片20为反向供电时，半导体制冷片20与平台组件10贴合的一面为冷端，半导体制冷片20与散热装置30贴合的一端为热端，通过散热装置30加速热端的散热，以快速降低平台组件10的温度。便于模型与平台组件10自行分离脱落；当半导体制冷片20为正向供电时，半导体制冷片20与平台组件10贴合的一面为热端，半导体制冷片20与散热装置30贴合的一端为冷端，通过温度补偿装置40加速冷端吸热，以提高热端温度实现平台组件10加热效果，增强模型在平台组件10上的附着力。
平台组件10包括平台板11和金属板12，平台板11贴合于金属板12，金属板12贴合于半导体制冷片20。平台板11用于打印附着模型200，金属板12用于给平台板11导热。
在一实施例中，金属板12内部设有容置腔12a，容置腔12a内设有温度传感器121，用于感测平台板11的温度，以准确获取平台板11的实时温度。温度传感器121还电连接于控制器，用于将温度发至控制器，控制器根据温度传感器121感测的平台板11的实时温度控制半导体制冷片20冷却或加热平台板11的时间，以使平台板11的温度处于打印以及冷却所要求的范围内。例如，当平台板11的实时温度达不到打印温度时，控制器延长半导体制冷片20加热平台板11的时间，直至平台板11达到打印温度；当平台板11的实时温度达不到模型冷却温度时，控制器延长半导体制冷片20冷却平台板11的时间，直至平台板11上的模型200与平台板11自动脱离。可以理解的是，由于温度骤变不同材质比热和热变形程度不一样，打印耗材与平台板11的材质不同，因此平台板11达到一定的冷却温度后，模型200将从平台板11自行分离脱落。
在一实施例中，3D打印平台100还设有温度感测器，该温度感测器电连接于控制器，用于感测环境温度并将温度发至控制器，进而控制器得出环境温度与平台板11的温度之间的温度差，控制器根据该温差值，控制温度补偿装置40进行温度补偿。以平台板11所需的打印温度为T1，环境温度为T2，半导体制冷片20的冷端与热端之间的温差值为T3，当T1-T2＞T3时，控制器控制温度补偿装置40进行温度补偿，以使T1-T2≤T3。即当环境温度低于冷端的最低温度时，控制器控制温度补偿装置40进行温度补偿。例如，3D打印对于半导体制冷片20的冷端与热端之间的温差值具有一定要求，如半导体制冷片20的冷端与热端之间的温差值不超过70℃，一般平台板11的温度为80℃，当半导体制冷片20的热端的温度为80℃时。冷端温度不得低于10℃，以此保证半导体制冷片20的冷端与热端之间的温差值不超过70℃，若此时的环境温度低于10℃，则半导体制冷片20的冷端与热端之间的温差值超过70℃，若降低平台板11的温度，以使温差值小于70℃，无法保证平台板11正常的打印温度，因此，此时需要通过温度补偿装置40进行温度补偿，升高半导体制冷片20的冷端的温度，用以保证半导体制冷片20的冷端与热端之间的温差值不超过70℃，以实现正常的打印。
在一实施例中，半导体制冷片20包括贴合设置的第一片21和第二片22，第一片21和第二片22均设有对应的连接导线，以连接供电装置。在一实施例中，第一片21、第二片22和供电装置为串联设置。第一片21还贴合于金属板12，第二片22还贴合于散热装置30。当半导体制冷片20为反向供电时，第一片21为热端，用于加热平台板11，第二片22为冷端；当半导体制冷片20为正向供电时，第一片21为冷端，用于冷却平台板11，第二片22为热端，第二片22通过散热装置30进行散热，加快平台板11的冷却速度。
在一实施例中，当半导体制冷片20为反向供电时，3D打印平台处于打印模式，第一片21为热端，对平台板11进行加热，当环境温度较低或平台板11设置的温度较高时，通过温度补偿装置40为平台板11提升热补偿，进而提升第一片21的温度，此时散热装置30吸收温度补偿装置40提供的热量，并将热量传递至第一片21，提升第一片21的温度，进而提升平台板11的加热效果和加热效率，增加模型200在平台板11上的附着力。
在一实施例中，当半导体制冷片20和环境温度的温差较小时，可以选择不开启温度补偿装置40，半导体制冷片20的工作原理是热交换，半导体制冷片20本身工作存在热功率耗散，所以半导体制冷片20在加热使用时的效率远大于其原有的加热效率，因此当半导体制冷片20和环境温度的温差较小时，如小于60℃时，平台板11不仅加热效率高并且节能。
在一实施例中，散热装置30为散热片，温度补偿装置40为电热丝。
在一实施例中，3D打印平台100还包括电连接于控制器的吹风装置50，吹风装置50设于温度补偿装置40背离散热装置30的一侧，通过控制吹风装置50的吹风方向，以将温度补偿装置40的热量吹至散热装置30或排出散热装置30吸收的热量。具体的，当半导体制冷片20为反向供电时，此时第一片21为热端，第二片22为冷端，冷端贴合于散热装置30，进行温度补偿时，控制器打开吹风装置50和温度补偿装置40，加速冷端吸热从而提高热端的温度，提升平台板11的加热效果，增加模型200在平台板11上的附着力。当半导体制冷片20为正向供电时，此时第一片21为冷端，第二片22为端，热端贴合于散热装置30，控制器控制打开吹风装置50，关闭温度补偿装置40，通过吹风装置50加快热端的散热，进行降低平台板11的温度，使平台板11上的模型200冷却并从平台板11上自行分离。
本申请还提供一种采用上述3D打印平台100的3D打印机，包括移动机构和喷头机构，移动机构连接喷头机构和3D打印平台100，用于带动喷头机构和3D打印平台运动，喷头机构设于3D打印平台上方，用于在3D打印平台上打印模型200。具体的，移动机构分别移动3D打印平台100和喷头机构，通过喷头机构在3D打印平台上打印模型200。
上述3D打印平台100和3D打印机通过调整半导体制冷片20的正向或反向供电方向，对平台板11进行加热或冷却，通过散热装置加快平台板11的冷却，使模型200自行脱落，解决打印完成后模型与平台板11分离困难的问题，通过温度补偿装置40对平台板11进行温度补偿，并通过散热装置30吸收温度补偿装置40发出的热量，提高平台板11的加热效率，进而提升3D打印机的打印效率。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围内。

Claims (10)

1.一种3D打印平台，其特征在于，包括：
平台组件，用于承载打印的模型；
供电装置；
半导体制冷片，连接平台组件，所述半导体制冷片还电连接于所述供电装置；
散热装置，连接所述半导体制冷片；
温度补偿装置，设于所述散热装置背离所述半导体制冷片一侧；和
控制器，电连接于所述供电装置、所述散热装置和所述温度补偿装置，用于控制所述供电装置对所述半导体制冷片进行正向或反向供电，并根据供电方向控制所述散热装置对所述半导体制冷片进行散热，冷却所述平台组件，或控制所述温度补偿装置对所述半导体制冷片提供热补偿，以加热所述平台组件。
2.如权利要求1所述的3D打印平台，其特征在于，所述平台组件内设有温度传感器，用以感测所述平台组件的温度，所述控制器电连接于所述温度传感器，根据所述温度传感器感测的所述平台组件的实时温度控制所述半导体制冷片冷却或加热所述平台组件的时间。
3.如权利要求1所述的3D打印平台，其特征在于，所述3D打印平台还包括电连接于所述控制器的温度感测器，用于感测环境温度并将环境温度发至所述控制器，以得到所述环境温度与所述平台组件的温度之间的温度差，所述控制器基于所述温度差控制所述温度补偿装置为所述半导体制冷片提供热补偿。
4.如权利要求1所述的3D打印平台，其特征在于，所述3D打印平台还包括电连接于所述控制器的吹风装置，用于将所述温度补偿装置的热量吹至所述散热装置或排出所述散热装置吸收的热量。
5.如权利要求1所述的3D打印平台，其特征在于，所述半导体制冷片为反向供电时，所述散热装置还用于吸收所述温度补偿装置提供的热量，以调控所述半导体制冷片的温度。
6.如权利要求3所述的3D打印平台，其特征在于，所述半导体制冷片包括贴合设置的第一片和第二片，所述第一片、所述第二片和所述供电装置串联设置，所述第一片还贴合于所述平台组件，所述第二片还贴合于所述散热装置。
7.如权利要求6所述的3D打印平台，其特征在于，所述半导体制冷片为正向供电时，所述第一片为冷端，所述第二片为热端，所述半导体制冷片为反向供电时，所述第一片为热端，所述第二片为冷端。
8.如权利要求7所述的3D打印平台，其特征在于，所述第一片和第二片的温度差小于70℃。
9.如权利要求8所述的3D打印平台，其特征在于，所述平台组件所需的打印温度与所述环境温度之间的温差值小于等于所述第一片和第二片的温差值。
10.一种3D打印机，其特征在于，所述3D打印机还包括如权利要求1-9任意一项所述的3D打印平台。
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