杜海平，徐國(guó)強(qiáng)，高蕾，周子翔，高靈寶，馬永軍

（共享智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司，寧夏銀川 750021）

3D砂型打印機(jī)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)鑄造業(yè)的數(shù)字化和智能化，改變了傳統(tǒng)鑄造業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境、效率和工作環(huán)境。噴頭是噴墨黏粉式（3DP）3D打印技術(shù)的核心之一，當(dāng)噴頭部分噴孔出現(xiàn)堵塞和損壞，打印過程中會(huì)出現(xiàn)無(wú)法噴墨粘結(jié)劑的空白塊，導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法成型，造成經(jīng)濟(jì)和人力成本的浪費(fèi)[3]。本文針對(duì)3DP設(shè)備噴孔堵塞設(shè)計(jì)了一種控制噴頭噴射和循環(huán)打開噴孔的方法。

1 系統(tǒng)解決方案

本文提出了將錯(cuò)位打印方式和金字塔打印方式有效結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)噴頭按需快速移動(dòng)，高效打印和提高噴頭壽命。

1.1 打印方式

目前噴墨黏粉式3D打印技術(shù)的打印方式包括：噴孔錯(cuò)位和金字塔打印方式[4]。噴孔錯(cuò)位打印方式：一個(gè)周期內(nèi)設(shè)置多個(gè)不同的錯(cuò)位噴孔數(shù)（固定的數(shù)值序列），打印一個(gè)周期，保證過程中所有的噴孔都能夠被多次打開。金字塔打印方式：通過對(duì)CLI文件解析獲取3D打印模型分層，輪廓和多義線等信息，通過將多義線按照給定的分割參數(shù)（打印頭的物理寬度或指定的一個(gè)數(shù)值）進(jìn)行分割、重組，將每層的輪廓分割為多個(gè)分割輪廓，形成新的多義線；通過新的多義線得到圖片的有效區(qū)域，實(shí)現(xiàn)剔除多余的空白圖幅，提高打印效率，噴頭按需快速走位。

1.2 技術(shù)方案實(shí)施

本文通過固定的錯(cuò)位參數(shù)，將多次不相同的錯(cuò)位參數(shù)作為一個(gè)循環(huán)周期；每個(gè)循環(huán)周期內(nèi)，通過調(diào)整打印模式來(lái)控制噴頭的打開和關(guān)閉。在每層打印中，動(dòng)態(tài)加載金字塔打印參數(shù)，調(diào)整金字塔打印模式。

下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

第一步：如圖1所示，系統(tǒng)開始，進(jìn)入步驟1，加載打印信息，讀入3D模型分層信息，獲得分層總數(shù)layerNum。

第二步：進(jìn)入步驟2，判斷當(dāng)前層是否小于layerNum，如果false，則返回系統(tǒng)結(jié)束；如果True,進(jìn)入步驟3。

第三步：進(jìn)入步驟3，動(dòng)態(tài)裝載錯(cuò)位打印參數(shù)，改變錯(cuò)位打印模式。

第四步：進(jìn)入步驟4，加載金字塔打印信息，讀入層圖幅分割數(shù)passNum。

圖1 流程圖

第五步：進(jìn)入步驟5，判斷當(dāng)前圖幅是否小于passNum，如果false,則當(dāng)前層數(shù)加1，返回步驟2；如果True,進(jìn)入步驟6。

第六步：進(jìn)入步驟6，動(dòng)態(tài)裝載金字塔打印參數(shù)，向打印服務(wù)器發(fā)送打印命令。

第七步：打印完畢，當(dāng)前圖幅數(shù)加1，返回步驟2。

通過噴孔錯(cuò)位方式，大幅度降低了因噴孔堵塞造成的資源浪費(fèi)，有效提高了噴頭壽命，減少了噴頭維修成本。金字塔打印方式在遇到有效打印圖像小于圖幅面積時(shí)會(huì)提高設(shè)備整體的打印效率，對(duì)打印整個(gè)產(chǎn)品時(shí)，金字塔打印方式會(huì)根據(jù)圖幅有效輪廓進(jìn)行打印，避免噴頭移動(dòng)至最大圖幅位置，實(shí)現(xiàn)噴頭快速走位，提高打印效率。

2 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證：在噴孔使用壽命方面，噴孔錯(cuò)位噴墨方式比普通噴墨方式壽命增加了30%左右；在效率方面，金字塔打印方式比普通打印方式效率平均提高了15%～25%。通過兩種打印方式的結(jié)合，打印頭壽命得到了大幅度的延長(zhǎng)，打印效率得到了很大程度的提升。