一种分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法

摘要

本发明涉及3D打印技术领域内一种分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法，本发明的方法中，各层打印中，打印头采用逐层错位打印的方式，使同喷孔在各相邻层对应的位置相互错开，避免各别喷孔堵塞或故障如不及时维修而造成打印模块整断节的缺陷；进行各层打印时，根据打印幅宽，将各层的整幅图分割为多幅分别打印的图幅，并重新归划打印头行走轨迹，对每层打印图幅空白区实现快速走位，从而提高打印效率。因此通过本发明的打印头分层错位打印和对各层打印图幅分割后重新规划打印轨迹进行打印，可以实现高效快速打印、避免打印头个别喷孔堵塞造成的打印断节的缺陷，降低打印头维护成本，提高打印头使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法。

背景技术

3DP打印技术采用挤压喷墨式的打印喷头进行打印，在打印过程中，当打印头有个别分散的喷孔堵塞或损坏时，会导致整个打印过程中出现无法喷射粘结剂的断节，致使整个打印模型无法成形。出现这种问题需要维修或更换打印头，增加成本。同时，打印过程中形成的每一层二维数据模型截面，图幅大小固定，并将打印控制系统装载的整个图幅作为打印区域，无法有效的控制喷头在无图部分实现快速移动，严重影响了打印效率。

发明内容

本发明针对现有技术中3DP打印中打印头个别喷孔堵塞而出现打印模块断节及打印头在打印过程中在图幅空白处不实现快速移动而影响打印效率的问题，提供一种分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法，以克服上述问题。

本发明的目的是这样实现的，一种分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法，包括：

第一步，读取3D打印模型数据信息文件，加载打印信息，对3D模型分层信息进行分析，获取分层总数N；

第二步，打印层判断，加载当前打印层，判断当前层打印层数i是否小于分层总数N，如果i﹥N即false，则退出打印流程，打印结束；如果i≤N即True,则进入第三步执行当前打印流程；

第三步，加载打印头错位打印参数，确定当前层打印头的打印辐宽及打开和关闭喷孔的数量和部位；

第四步，根据打印头的打印幅宽对当前层打印图幅进行分割，总计分割成M幅封闭图幅，再根据各图幅分布信息确定打印头的打印方向和行走轨迹信息；

第五步，当前图幅的判断，加载当前层的当前打印图幅j，判断当前图幅j是否小于当前层总图幅数M，如果j﹥M即false，则结束当前层打印，转入第二步，转入第i+1层打印流程；如果j≤M即True，则转入第六步，执行当前图辐的打印程序；

第六步，加载当前层第j幅图的打印程序，按第j图对应的打印模式加载打印信息，向打印服务器发送打印命令，执行当前图幅打印；

第七步，结束第j幅图的打印后，加载当前层第j+1幅图，返回第五步。

本发明的方法中，各层打印中，打印头采用逐层错位打印的方式，使同喷孔在各相邻层对应的位置相互错开，避免各别喷孔堵塞或故障如不及时维修而造成打印模块整断节的缺陷；进行各层打印时，根据打印幅宽，将各层的整幅图分割为多幅分别打印的图幅，并重新归划打印头行走轨迹，对每层打印图幅空白区实现快速走位，从而提高打印效率。因此通过本发明的打印头分层错位打印和对各层打印图幅分割后重新规划打印轨迹进行打印，可以实现高效快速打印、避免打印头个别喷孔堵塞造成的打印断节的缺陷，降低打印头维护成本，提高打印头使用寿命。

为进一步实现本发明中的打印头错位打印过程，第三步中，打印头错位打印参数按如下方法确定：从第一层开始的逐层打印中，打印头沿打印幅宽方向两侧的若干喷孔循环关闭和打开，使同一喷孔对应的相邻层中打印区域的喷射位置相互错开。

作为本发明的错位打印的进一步改进，打印头沿打印幅宽方向排布的喷孔设有前部关闭区、后部关闭区和中间与打印幅宽对应的打开区，逐层打印过程中，后部关闭区的喷孔逐层打开，前部关闭区的喷孔逐层关闭，使打开区前端和后端的喷孔逐层错位循环关闭和打开保持各层打印中打开区的宽度不变。

为便于实现本发明的循环打印过程，第二步中，当前图层i从第1层起始。

为便于实现本发明各层的逐层打印过程，第五步中，当前图幅j从第1幅起始。

进一步地，每层的各图幅的打印中，第四步中，打印头的行走轨迹包括打印头沿各分割图幅打印时的行走轨迹和打印头从当前图幅打印结束点向下一图幅打印起始点的行走轨迹。

附图说明

图1为本发明的分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法的流程图。

图2为本发明的分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法中其中一个打印层的打印头错位状态与图幅分割示意图。

图3为本发明的分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法中另一个打印层的打印头错位状态与图幅分割示意图。

具体实施方式

下面结合附图以一个具体实施例详细说明本发明的分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法。

本实施例的分层错位打印与层图幅分割法相结合的3DP打印方法按如图所示1打印流程实施。

第一步，读取3D打印模型数据信息文件，加载打印信息，对3D模型分层信息进行分析，获取分层总数N。

第二步，打印层判断，从第1层开始加载当前打印层，判断当前层打印层数i是否小于分层总数N，如果i﹥N即false，则退出打印流程，打印结束；如果i≤N即True,则进入第三步执行当前层打印流程。

第三步，加载打印头错位打印参数，确定当前层打印头的打印辐宽及打开和关闭喷孔的数量和部位；如图2所示，打印头错位打印参数按如下方法确定：从第一层开始的逐层打印中，打印头沿打印幅宽即图2中打开区1A对应的宽度方向，该打印幅宽两侧的若干喷孔循环关闭和打开，使同一喷孔对应的相邻层中打印区域的喷射位置相互错开，图2所示的状态中，打开区1A对应的打印头的喷孔打开，打印头一侧的关闭区1B对应的喷孔关闭，在该层的打印中，只有打印区1A的喷孔根据打印图幅进行选择性喷射打印；当前层打印结束后，进行下一层打印时，如图3所示，打印头的打开区1A沿打印幅宽方向错位一定的宽度，打印头经错位后形成打印区1A、关闭区1B和关闭区1C，打印头本层的错位后进行本层的下印；进行下一层打印时，打印头继续错位形成新的打开区和关闭区，并逐层错位反复循环。上述打印头的错位过程在整个模块的打印过程中是个反复循环的过程，打印头的喷孔经上述错位后，两相邻层的喷孔对应的图幅上的喷射部位相互错开，如有个别喷射堵塞或故障，单层零散的漏喷并不影响层整体的粘接质量，整个打印模块不会出现因同一纵向部位的漏喷而断节的缺陷。

第四步，根据打印头的打印幅宽对当前层打印图幅进行分割，总计分割成M幅封闭图幅，再根据各图幅分布信息确定打印头的打印方向和行走轨迹信息；以图2所示当前层的图幅，根据打印幅宽沿图幅中间的虚线将当前的整幅图共分割为N1、N2、N3、N4四幅图，对各幅图进行依次打印时，打印头对应各幅图的起始点分别为a、b、c、d，也就是打印头行走轨迹为从a点开始打印图幅N1，图幅N1打印结束后打印头从该图幅结束点快速行走至b点，进行图幅N2的打印，再从图幅N2的打印结束快速行走至图幅N3进行打印，最后从图幅N3的打印结束点快速行走至d进行图幅N4的打印。

第五步，加载当前打印层的图幅信息，在进行当前层的各图幅的打印时需进行当前图幅的判断，以确定当前层是否打印结束或继续进行打印，本步中，从当前层的第1幅图开始，加载当前层的当前打印图幅j，判断当前图幅j是否小于当前层总图幅数M，如果j﹥M即false，则结束当前层打印，转入第二步，转入第i+1层打印流程；如果j≤M即True，则转入第六步，执行当前图辐的打印程序；

第六步，加载当前层第j幅图的打印程序，按第j图对应的打印模式加载打印信息，向打印服务器发送打印命令，执行当前图幅打印；

第七步，结束第j幅图的打印后，加载当前层第j+1幅图，返回第五步。

本发明的方法中，各层打印中，打印头采用逐层错位打印的方式，使同喷孔在各相邻层对应的位置相互错开，避免各别喷孔堵塞或故障如不及时维修而造成打印模块整断节的缺陷；进行各层打印时，根据打印幅宽，将各层的整幅图分割为多幅分别打印的图幅，并重新归划打印头行走轨迹，对每层打印图幅空白区实现快速走位，从而提高打印效率。因此通过本发明的打印头分层错位打印和对各层打印图幅分割后重新规划打印轨迹进行打印，可以实现高效快速打印、避免打印头个别喷孔堵塞造成的打印断节的缺陷，降低打印头维护成本，提高打印头使用寿命。

本发明并不局限于上述实施例，各层打印中，打印头的错位循环开关方式和各层图幅的分割方式可以根据打印需要适当变化，凡是在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护的范围内。