一种3D打印方法及装置

本发明涉及3d打印，特别涉及一种3d打印方法及装置。

背景技术：

1、3d打印(3dp)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物，因此该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(aec)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。然而在fdm3d打印机应用的场景中，尤其是商业化的多个打印机“农场”，通常是打印较小的打印件，但也时常会遇到较大的打印件。若采用小打印机，则无法打印大零件；而采用大打印机，则会造成时间与空间一定程度上的浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种3d打印方法及装置。本发明可以根据实际打印任务来适配的进行3d打印，能够节约打印资源，也能降低打印成本，提高打印效率。

2、本发明提供的技术方案如下：一种3d打印方法，包括多个小打印机，由多个小打印机规模化配合形成大打印机；

3、当需要进行3d打印时，根据物件的大小，若单一小打印机满足打印任务，则由单一的小打印机单独处理，若小打印机不满足打印任务，则由大打印机中的小打印机共同处理。

4、上述的3d打印方法，还包括主机，所述主机与每个小打印机通讯连接；

5、在打印之前，所述主机对储存的打印文件进行拆包与分发，并传输给各个小打印机的储存模块；

6、在打印过程中，主机与小打印机之间传输命令数据，用于协调小打印机之间的进度以及应对突发命令。

7、前述的3d打印方法，在大打印机打印时，两个小打印机所打印的两个零件交界处采用多层交叉结构，以提高打印件的强度。

8、前述的3d打印方法，在创建打印文件时通过节点将打印任务分为多个阶段，打印节点用在打印交叉的区域，以避免打印时不同小打印机打印头之间的干扰。

9、前述的3d打印方法，所述小打印机的打印进程覆盖一定范围的节点，若某一打印机的打印节点超出打印进程所覆盖的部分，表示该小打印机打印速度过快或过慢，则执行额外的控制命令来暂停打印较快的打印机，然后在打印进程进入覆盖范围内后继续打印。

10、前述的3d打印方法，所述大打印机的打印过程具体如下：

11、步骤1、打印前准备：

12、步骤1.1、打印前电脑的切片软件导入各个小打印机的切片数据，小打印机打印交叉的区域、打印不交叉的区域也在切片前在切片软件中计算，以映射现实中小打印机的顺序以及重叠区域数据；

13、步骤1.2、切片时，假设大打印机仅有一个挤出头，对打印模型进行切片，得到整体的切片数据；

14、步骤1.3、由下至上对单层的切片分析：

15、步骤1.3.1、一层内有多条挤出头的运动路径，判断此路径是否有经过打印重叠区域，若无，则判断并标记挤出头序号；若有，即此路径有部分在打印重叠区域运行，执行步骤1.3.2操作；

16、步骤1.3.2、如果挤出机的路径是此层第一次经过这个重叠打印区域，则结合上一层添加的边缘路径，在此层添加加边缘路径；边缘路径为两个挤出头在该层打印范围的分界线，如果之前已经经过此区域，表示之前已经生成边缘路径，则执行1.3.3操作；

17、步骤1.3.3、如果此路径不经过边缘路径，正常执行1.3.1的操作，如果此路径经过边缘路径，则以边缘路径为分界点，拆分单挤出头的运动路径为多个挤出头的运动路径；

18、步骤1.4、一层内的所有挤出头路径分解完毕后，对下一层执行1.3操作，直到所有层执行完毕；

19、步骤1.5、对切片后的路径数据以小打印机为单位进行分拣，得到多份挤出机的运动路径，并以数据包的形式在打印交叉区域周围插入打印节点；

20、步骤1.6、将处理完成后的打印数据按打印机序号排列，整理成一个打印文件后导入主机；

21、步骤2、打印过程：

22、步骤2.1、打印前由主机将打印文件拆包后按打印机序号传输给各个小打印机；

23、步骤2.2、小打印机进行打印前的预热操作；

24、步骤2.3、小打印机开始打印，执行打印切片文件；

25、步骤2.4、在打印到重叠区域时，小打印机执行如下步骤：

26、步骤2.4.1、第一小打印机开始执行重叠区域a的打印路径时，按程序向主机发送“开始打印重叠区域a”的数据包；

27、步骤2.4.2、主机收到数据包后判断其相邻的第二小打印机是否在打印重叠区域a，若否，允许第一小打印机打印，若是，执行2.4.3操作。

28、步骤2.4.3、若第二打印机已在打印重叠区域，主机需要发送“暂停打印”的数据包给第一号打印机，并在收到第二小打印机“结束打印重叠区域a”的数据包后发送“继续打印”的数据包给第一小打印机，第一小打印机再继续打印工作，以避免挤出机碰撞事故；

29、步骤2.5、重复正常打印与步骤2.4操作，直到打印完成。

30、实现前述的3d打印方法的装置，包括主机和多个小打印机，每个所述小打印机均分别与主机连接；所述小打印机中设置有热床模块、打印头模块、风扇和显示交互模块；由多个小打印机规模化配合形成大打印机。

31、与现有技术相比，本发明通过将小打印机进行规模化配合以形成大的打印机，由此大打印机的模型可以多样化，能够适应不同大小的打印模型的打印任务需求，而且小打印机也可以自行实现相应的打印任务，从而能够节省打印资源，降低打印成本，提高打印效率。进一步的，本发明的小打印机可以通过采用统一规格的形式进行制造，能够自由组合应对不同的打印任务，而且小打印机的模块化设计使其方便更换、维修以及应用不同的打印场景。再进一步地，本发明针对大打印机的打印方式作了改进，一方面通过大打印机与小打印机之间的从属关系与通讯的设计，能够减少不同部件之间通信的数据量，提高模块化程度，另一方面在遇到小打印机打印交叉区域的地方，通过相应的切片分析，重叠区域数据构造以实现打印交叉区域的顺利打印，避免挤出机碰撞事故，通过设计了多层交叉方式以提高了打印交叉区域的模型强度。

技术特征：

1.一种3d打印方法，包括多个小打印机，其特征在于：由多个小打印机规模化配合形成大打印机；

2.根据权利要求1所述的3d打印方法，其特征在于：还包括主机，所述主机与每个小打印机通讯连接；

3.根据权利要求2所述的3d打印方法，其特征在于：在大打印机打印时，两个小打印机所打印的两个零件交界处采用多层交叉结构，以提高打印件的强度。

4.根据权利要求2所述的3d打印方法，其特征在于：在创建打印文件时通过节点将打印任务分为多个阶段，打印节点用在打印交叉的区域，以避免打印时不同小打印机打印头之间的干扰。

5.根据权利要求4所述的3d打印方法，其特征在于：所述小打印机的打印进程覆盖一定范围的节点，若某一打印机的打印节点超出打印进程所覆盖的部分，表示该小打印机打印速度过快或过慢，则执行额外的控制命令来暂停打印较快的打印机，然后在打印进程进入覆盖范围内后继续打印。

6.根据权利要求2所述的3d打印方法，其特征在于：所述大打印机的打印过程具体如下：

7.实现根据权利要求1-6任一项所述的3d打印方法的装置，包括主机和多个小打印机，每个所述小打印机均分别与主机连接；所述小打印机中设置有热床模块、打印头模块、风扇和显示交互模块；其特征在于：由多个小打印机规模化配合形成大打印机。

技术总结本发明公开了一种3D打印方法及装置，包括多个小打印机，由多个小打印机规模化配合形成大打印机；当需要进行3D打印时，根据物件的大小，若单一小打印机满足打印任务，则由单一的小打印机单独处理，若小打印机不满足打印任务，则由大打印机中的小打印机共同处理。本发明可以根据实际打印任务来适配的进行3D打印，能够节约打印资源，也能降低打印成本，提高打印效率。技术研发人员：郑资翰,吴茗蔚,施祥受保护的技术使用者：浙江科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15