本发明涉及3d打印技术领域，特别是涉及一种3d打印的自动加液方法。
背景技术：
光固化3d打印过程中，首先，料盘会盛装有光敏树脂，成型平台会靠近料盘底面并保持一定的距离，在成型平台和料盘底部之间限定出成型界面；随后，光源会对成型界面进行投光，使光敏树脂固化成一层薄薄的片材，该片材会附着在成型平台上；接着，成型平台与成型界面拉开一小段距离，已固化片材和料盘底部之间重新限定出成型界面，光敏树脂填充成型界面，然后在已固化片材的基础上再进行下一层片材的照射和固化。经过层层固化叠加之后，最终就形成一个完整的3d打印件。
现有的3d打印材料的加液方式，通过蠕动泵将树脂瓶中的光敏树脂抽至料盘，从而实现对料盘的加液操作。然而，树脂瓶中的树脂由于长期存放，会出现沉淀的问题，将沉淀后的树脂直接加入料盘中进行打印，会影响打印效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种3d打印的自动加液方法，能够避免光敏树脂沉淀，提高打印效果。
根据本发明的实施例，提供一种3d打印的自动加液方法，包括以下步骤：
检测料盘液位，判断料盘液位是否达到标准液位；
如果料盘液位没有达到标准液位，将盛装液态3d打印材料的第一容器内的液态材料输送至料盘，直至料盘液位达到标准液位；
判断所述第一容器内的液态材料的静置时间是否达到预设最长静置时间；
如果所述静置时间达到或超过所述预设最长静置时间，将所述第一容器内的液态材料进行循环输送，以搅拌所述第一容器内的液态材料。
上述的3d打印的自动加液方法至少具有以下有益效果：判断料盘液位是否达到标准液位，如果料盘液位没有达到标准液位，则输送液态材料至料盘，使料盘内具有充足的液态材料供3d打印件的打印成型，并且当第一容器内的液态材料的静置时间达到或超过预设最长静置时间时，对第一容器内的液态材料进行循环输送，以搅拌第一容器内的液态材料，避免液态材料产生沉淀，保证输送到料盘内的液态材料不会出现沉淀的问题，提高打印效果。
根据本发明实施例所述的3d打印的自动加液方法，获取打印3d打印件的材料用量，根据所述材料用量得到需求液位，判断所述需求液位是否高于所述标准液位，如果所述需求液位高于所述标准液位，计算得到加液附加时间，并且在加液过程中，在料盘液位达到所述标准液位后延长所述加液附加时间，使所述料盘液位达到所述需求液位。
根据本发明实施例所述的3d打印的自动加液方法，获取打印3d打印件的材料用量，根据所述材料用量得到所述标准液位。
根据本发明实施例所述的3d打印的自动加液方法，加液操作设置在打印间歇进行。
根据本发明实施例所述的3d打印的自动加液方法，通过第一动力泵将所述第一容器内的液态材料输送至料盘，完成加液后，在打印前，所述第一动力泵反向抽吸所述液态材料。
根据本发明实施例所述的3d打印的自动加液方法，所述第一容器具有出液端和进液端，所述第一容器的出液端连接有第一动力泵，所述第一动力泵连接有换向阀，所述换向阀具有第一出液口和第二出液口，所述第一出液口连接有加液通道，所述加液通道连接至料盘，所述第二出液口连接有循环通道，所述循环通道连接至所述第一容器的进液端。
根据本发明实施例所述的3d打印的自动加液方法，所述第一容器具有出液端和进液端，所述第一容器的出液端连接有第一动力泵和第二动力泵，所述第一动力泵连接有加液通道，所述加液通道连接至料盘，所述第二动力泵连接有循环通道，所述循环通道连接至所述第一容器的进液端。
根据本发明实施例所述的3d打印的自动加液方法，通过非接触式的电容式液位传感器检测料盘液位，所述电容式液位传感器安装在所述料盘的外壁上。
根据本发明实施例所述的3d打印的自动加液方法，设置加热模块，通过加热模块对所述液态材料进行加热。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例循环搅拌液态材料的流程图；
图2是本发明实施例加液操作的流程图；
图3是本发明实施例加液延时的流程图；
图4是本发明实施例加液延时在加液操作中的流程图；
图5是本发明实施例以材料用量对应的液位作为标准液位的流程图；
图6是本发明实施例具有一个动力泵的自动加液机构的结构示意图；
图7是本发明实施例具有两个动力泵的自动加液机构的结构示意图；
图8是本发明实施例具有加热模块的自动加液机构的结构示意图；
图9是本发明实施例光固化3d打印装置的结构示意图；
附图标记：料盘10、第一容器20、第一动力泵30、第二动力泵40、换向阀50、加液通道60、循环通道70、控制模块80、液位传感器90、机架100、光源200、成型平台300、升降机构400、加热模块500。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1和图2，本发明实施例提供一种3d打印的自动加液方法，包括以下步骤：
检测料盘液位，判断料盘液位是否达到标准液位；
如果料盘液位没有达到标准液位，将盛装液态3d打印材料的第一容器20内的液态材料输送至料盘10，直至料盘液位达到标准液位，在本实施例中液态材料为光敏树脂；
如果料盘液位已经达到或者超过标准液位，则进行打印操作；
判断第一容器20内的液态材料的静置时间是否达到预设最长静置时间；
如果静置时间达到或超过预设最长静置时间，将第一容器20内的液态材料进行循环输送，以搅拌第一容器20内的液态材料。
其中，所述静置时间指的是第一容器20内液态材料静置状态下持续的时间，例如第一容器20装配于打印机后至今历时的时间，或者上一次循环搅拌操作至今历时的时间，或者更换第一容器20内光敏树脂至今历时的时间等，其可以通过计时器计时获得，从静置状态的起始时间点开始计时。所述预设最长静置时间是基于材料类型设置的，其可通过实验获得，即将对应的光敏树脂进行静置并计时，当光敏树脂出现沉淀时，记录静置用时，即为预设最长静置时间。当然，该预设最长静置时间可根据当前温度、湿度等因素进行适应性调整。
本发明实施例的3d打印的自动加液方法，判断料盘液位是否达到标准液位，如果料盘液位没有达到标准液位，则进行加液操作，使料盘10内具有充足的液态材料供3d打印件的打印成型，并且当第一容器20内的液态材料的静置时间达到或超过预设最长静置时间时，对第一容器20内的液态材料进行循环输送，从而搅拌第一容器20内的液态材料，避免液态材料产生沉淀，保证输送到料盘10内的液态材料不会出现沉淀的问题，保证3d打印的效果。
参照图3，在一些实施例中，获取本次打印3d打印件的材料用量，材料用量可结合打印件的体积、打印支撑件的体积、打印底板体积、光敏树脂材料密度以及光敏树脂材料收缩率计算得到，根据材料用量，并结合料盘10情况(包括光敏树脂承载空间的尺寸)，计算得到需求液位a，例如通过材料容量除以料盘10内承载光敏树脂的空间的底面积得到。判断需求液位a是否高于标准液位b，此处标准液位b是预设的，可根据实际打印经验一般的打印用量得到。其中，如果需求液位a高于标准液位b，计算得到加液附加时间x(单位：秒)，并且在加液过程中，在料盘液位达到标准液位b后延长x秒，使料盘液位达到需求液位a，进一步保证料盘10内的光敏树脂的量充足；如果需求液位a不高于标准液位b，则在料盘液位达到标准液位b后无需延长加液时间，直接开始打印。加液附加时间x可通过需求液位a与标准液位b之间的光敏树脂体积除以单位时间内输送光敏树脂的体积得到。参照图4，料盘液位达到标准液位b后，加液延时x秒。
参照图5，在另外一些实施例中，获取本次打印3d打印件的材料用量，根据材料用量得到标准液位c(相当于上述的需求液位)，在进行液位判断时，直接判断料盘液位是否低于标准液位c。其中，如果料盘液位低于标准液位c，则对料盘10进行加液，直至料盘液位达到标准液位c；如果料盘液位不低于标准液位c，则进行打印操作。
在本实施例中，加液操作(向料盘10内输送光敏树脂)设置在打印间歇进行，即打印过程中不进行加液操作。打印过程中，成型平台300或打印件会频繁进出料盘10，造成料盘液位变化，加液操作设置在打印间歇进行，能够避免误操作。
在一些实施例中，采用泵式抽取的形式输送光敏树脂，通过第一动力泵30将第一容器20内的光敏树脂输送至料盘10，完成加液后，在打印前，第一动力泵30反转，短暂地反向抽吸光敏树脂，减少加液通道60中或排液嘴中的残余树脂，避免残余树脂滴落。第一动力泵30反转的时间可以根据树脂的材料特性进行设置，如黏度不同的树脂，其对应的反向抽吸时间也会不同。此外，反向抽吸时间还会与第一动力泵30的功率、单位时间内输送液体体积有关，因此，反向抽吸时间需要根据实际情况制定，本方案不做限定。
参照图6至图8，本发明实施例的3d打印的自动加液方法，基于自动加液机构而实现，自动加液机构包括第一容器20、动力泵、换向阀50、液位传感器90和控制模块80，通过自动加液机构对料盘10自动补充光敏树脂。动力泵可采用蠕动泵或隔膜泵等，实现较高精度的液体定量输送。
参照图6，在其中一些实施例中，第一容器20具有出液端和进液端，第一容器20的出液端连接有第一动力泵30，第一动力泵30连接有换向阀50，换向阀50具有第一出液口和第二出液口，第一出液口连接有加液通道60，加液通道60连接至料盘10，第二出液口连接有循环通道70，循环通道70连接至第一容器20的进液端。具体地，换向阀50可以选自三通夹管阀、二位三通电磁阀等。
第一出液口导通时，第一动力泵30可将第一容器20内的光敏树脂经加液通道60输送至料盘10；第二出液口导通时，第一动力泵30可将第一容器20内的光敏树脂经循环通道70进行循环输送，对光敏树脂进行搅拌。
换向阀50的第一出液口和第二出液口不同时导通，即加液操作和循环搅拌操作不同时进行。通过一个动力泵即可驱动两个通道，将动力泵效率最大化。
参照图7，在另外一些实施例中，第一容器20具有出液端和进液端，第一容器20的出液端连接有第一动力泵30和第二动力泵40，第一动力泵30连接有加液通道60，加液通道60连接至料盘10，第二动力泵40连接有循环通道70，循环通道70连接至第一容器20的进液端。即设置两个动力泵，分别控制加液操作和循环搅拌操作，使得两者互不相斥。
在本实施例中，液位传感器90采用非接触式的电容式液位传感器，通过电容式液位传感器检测料盘液位，电容式液位传感器安装在料盘10的外壁上。现有的液位传感器90大多采用接触式的液位传感器(如浮子式液位传感器)，然而接触式的液位传感器需要浸入料盘10内，不仅会占用成型幅面面积，而且当料盘10需要拆装时，需要移动液位传感器的位置，这使得料盘10需要拆装十分不方便。此外，现有技术还会应用激光测距式液位传感器，并将液位传感器设置在液面上方，然而成型平台300在升降运动过程中有可能会与液位传感器干涉。本实施例采用非接触式的电容式液位传感器，传感器不与树脂接触，避免占用料盘10内部的空间。
当然，在另外一些实施例中，液位传感器90可采用浸入到料盘内部的液位传感器，该浸入式的液位传感器可选择浮子式液位传感器或电容式传感器，或采用激光测距式液位传感器。
控制模块80分别与液位传感器90、换向阀50和动力泵电连接，控制模块80接收来自液位传感器90的液位信息，根据料盘液位信息和材料静置时间控制换向阀50的工作状态，即控制第一出液口和第二出液口的通断状态。
参照图8，在一些实施例中，自动加液机构可设置加热模块500，通过加热模块500对光敏树脂进行加热，提高光敏树脂的流动性。一方面，加热模块500可选择性地设置在第一容器20的放置架上，隔着第一容器20对光敏树脂进行加热；另一方面，由于第一容器20不利于传热，可以在加液通道60和/或循环通道70上、或者换向阀50和第一容器20的出液端之间的流道中设置加热模块500。具体地，加热模块500包括ptc热敏电阻。
参照图9，基于自动加液机构，还配有一种光固化3d打印装置，光固化3d打印装置包括机架100、光源200、成型平台300、料盘10、驱动成型平台300上下移动的升降机构400、以及上述的自动加液机构。一方面，光固化3d打印装置可以为上投影式的打印装置，光源200设置在料盘10上方；另一方面，光固化3d打印装置可以为下投影式的打印装置，光源200设置在料盘10下方。光源200可以为dlp光源、lcd光源、激光光源等。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
1.一种3d打印的自动加液方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测料盘液位，判断料盘液位是否达到标准液位；
如果料盘液位没有达到标准液位，将盛装液态3d打印材料的第一容器内的液态材料输送至料盘，直至料盘液位达到标准液位；
判断所述第一容器内的液态材料的静置时间是否达到预设最长静置时间；
如果所述静置时间达到或超过所述预设最长静置时间，将所述第一容器内的液态材料进行循环输送，以搅拌所述第一容器内的液态材料。
2.根据权利要求1所述的3d打印的自动加液方法，其特征在于：获取打印3d打印件的材料用量，根据所述材料用量得到需求液位，判断所述需求液位是否高于所述标准液位，如果所述需求液位高于所述标准液位，计算得到加液附加时间，并且在加液过程中，在料盘液位达到所述标准液位后延长所述加液附加时间，使所述料盘液位达到所述需求液位。
3.根据权利要求1所述的3d打印的自动加液方法，其特征在于：获取打印3d打印件的材料用量，根据所述材料用量得到所述标准液位。
4.根据权利要求1所述的3d打印的自动加液方法，其特征在于：加液操作设置在打印间歇进行。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的3d打印的自动加液方法，其特征在于：通过第一动力泵将所述第一容器内的液态材料输送至料盘，完成加液后，在打印前，所述第一动力泵反向抽吸所述液态材料。
6.根据权利要求1所述的3d打印的自动加液方法，其特征在于：所述第一容器具有出液端和进液端，所述第一容器的出液端连接有第一动力泵，所述第一动力泵连接有换向阀，所述换向阀具有第一出液口和第二出液口，所述第一出液口连接有加液通道，所述加液通道连接至料盘，所述第二出液口连接有循环通道，所述循环通道连接至所述第一容器的进液端。
7.根据权利要求1所述的3d打印的自动加液方法，其特征在于：所述第一容器具有出液端和进液端，所述第一容器的出液端连接有第一动力泵和第二动力泵，所述第一动力泵连接有加液通道，所述加液通道连接至料盘，所述第二动力泵连接有循环通道，所述循环通道连接至所述第一容器的进液端。
8.根据权利要求1所述的3d打印的自动加液方法，其特征在于：通过非接触式的电容式液位传感器检测料盘液位，所述电容式液位传感器安装在所述料盘的外壁上。
9.根据权利要求1所述的3d打印的自动加液方法，其特征在于：设置加热模块，通过加热模块对所述液态材料进行加热。
技术总结