打印控制方法、装置、系统及控制设备

文档序号:1645474 发布日期:2019-12-24 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 打印控制方法、装置、系统及控制设备 (Printing control method, device and system and control equipment ) 是由 王玲 彭世昌 徐铭恩 于 2019-10-28 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种打印控制方法、装置、系统及控制设备,涉及3D打印技术领域,包括:通过OCT探头获取打印喷头挤压出的丝材的丝材检测参数;基于丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息;气压控制信息为用于控制打印喷头在挤压打印材料时的挤出气压的信息;通过OCT探头获取打印层面的表面深度信息;判断表面深度信息是否符合预设的基准深度信息;如果否,根据表面深度信息和基准深度信息生成打印补偿信息;打印补偿信息为用于控制打印喷头挤压打印材料时的移动速度和/或挤出气压的信息;基于打印补偿信息控制打印喷头打印模型。本发明可以降低人力成本,有效控制打印出丝均匀性,从而提升打印模型的质量与稳定性。(The invention provides a printing control method, a device, a system and control equipment, which relate to the technical field of 3D printing and comprise the following steps: acquiring wire detection parameters of wires extruded by the printing nozzle through the OCT probe; generating air pressure control information based on wire detection parameters and preset wire sample parameters; the air pressure control information is information for controlling the extrusion air pressure of the printing nozzle when extruding the printing material; acquiring surface depth information of a printing layer through an OCT probe; judging whether the surface depth information accords with preset reference depth information or not; if not, generating printing compensation information according to the surface depth information and the reference depth information; the printing compensation information is used for controlling the moving speed and/or the extrusion air pressure when the printing nozzle extrudes the printing material; and controlling the printing nozzle to print the model based on the printing compensation information. The invention can reduce the labor cost and effectively control the uniformity of the printed silk, thereby improving the quality and stability of the printing model.)

打印控制方法、装置、系统及控制设备

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域,尤其是涉及一种打印控制方法、装置、系统及控制设备。

背景技术

3D打印技术,是一种累积制造技术,基于快速成型分层制造原理,可以将材料/细胞按照设计定位组装形成三维结构。

对于生物3D打印机的打印材料一般为非刚体丝材,当逐层累加打印时打印层面会出现坍塌,当打印材料不均匀、存在杂质或气泡时,会导致打印过程中出现断丝等情况。因此在打印过程中,需要技术人员对3D打印过程中的出丝均匀性进行观察,并对打印机的工作过程进行人为干预以保证较好的模型打印质量。这种依赖人工观察和人工干预的方式,不但耗费人力成本,而且不能对出丝均匀性进行定量的判断,导致出丝均匀性较差,直接影响打印模型的质量与稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供打印控制方法、装置、系统及控制设备,可以降低人力成本,有效控制打印出丝均匀性,从而提升打印模型的质量与稳定性。

本发明提供的一种打印控制方法,所述方法由控制设备执行,所述方法包括:通过OCT探头获取打印喷头挤压出的丝材的丝材检测参数;基于所述丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息;其中,所述气压控制信息为用于控制所述打印喷头在挤压打印材料时的挤出气压的信息;通过所述OCT探头获取打印层面的表面深度信息;其中,所述打印层面为所述打印喷头基于所述气压控制信息进行打印时在打印平台上形成的模型的分层面;判断所述表面深度信息是否符合预设的基准深度信息;如果否,根据所述表面深度信息确定所述打印层面中的断丝区域并生成打印补偿信息;所述打印补偿信息为用于控制所述打印喷头对所述断丝区域进行补偿打印的信息;基于所述打印补偿信息控制所述打印喷头打印所述模型。

进一步的,所述方法还包括:通过OCT探头获取打印机的进料机构中打印材料的材料检测图像;将所述材料检测图像和预设的材料基准图像进行比较,得到图像相似度;其中,所述材料基准图像是打印材料样本的图像;基于所述图像相似度对所述打印材料进行分流控制,得到预备打印材料;其中,所述预备打印材料为达到预设质量标准的打印材料;控制所述进料机构将所述预备打印材料输送至所述打印喷头。

进一步的,所述基于所述图像相似度对所述打印材料进行分流控制的步骤,包括:如果所述图像相似度大于预设的相似度阈值,生成第一阀门控制信息;所述第一阀门控制信息为用于控制所述进料机构将所述打印材料流向第一分支通道的信息,所述第一分支通道与所述打印喷头连通。

进一步的,所述方法还包括:当设置于所述打印平台上方的所述OCT探头静止时,通过所述OCT探头获取所述打印平台的B-Scan图像,并提取所述B-Scan图像的第一深度分布值;基于所述第一深度分布值调节所述OCT探头相对于所述打印平台的水平安装角度;当所述OCT探头随着所述打印喷头移动时,通过所述OCT探头获取所述打印平台的A-Scan图像,并提取所述A-Scan图像的第二深度分布值;基于所述第二深度分布值调节所述打印平台的水平安装角度。

进一步的,所述方法还包括:如果所述表面深度信息符合预设的基准深度信息,生成平台下降信息;所述平台下降信息为用于控制所述打印平台下降预设距离的信息。

进一步的,所述丝材样本参数的设置方法包括:通过所述OCT探头获取所述打印喷头挤压出的丝材样本的图像;采用图像处理算法对所述丝材样本的图像进行检测,得到所述丝材样本的直径分布值;根据所述直径分布值确定所述丝材样本的丝材标准直径和标准直径偏差;将所述丝材标准直径和所述标准直径偏差设置为所述丝材样本参数。

本发明提供的一种打印控制装置,所述装置设置于控制设备,所述装置包括:丝材检测参数获取模块,用于通过OCT探头获取打印喷头挤压出的丝材的丝材检测参数;气压控制模块,用于基于所述丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息;其中,所述气压控制信息为用于控制所述打印喷头在挤压打印材料时的挤出气压的信息;深度信息获取模块,用于通过所述OCT探头获取打印层面的表面深度信息;其中,所述打印层面为所述打印喷头基于所述气压控制信息进行打印时在打印平台上形成的模型的分层面;判断模块,用于判断所述表面深度信息是否符合预设的基准深度信息;打印补偿控制模块,用于在所述表面深度信息不符合所述基准深度信息的情况下,根据所述表面深度信息确定所述打印层面中的断丝区域并生成打印补偿信息;所述打印补偿信息为用于控制所述打印喷头对所述断丝区域进行补偿打印的信息;模型打印模块,用于基于所述打印补偿信息控制所述打印喷头打印所述模型。

本发明提供的一种控制设备,所述设备包括:处理器和存储装置;所述存储装置上存储有计算机程序,所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如上述任一项所述的打印控制方法。

本发明提供的一种打印控制系统,所述系统包括上述的控制设备,还包括与所述控制设备相连接的打印机和OCT探头。

进一步的,所述打印机包括材料回收装置和用于向所述打印喷头输送打印材料的进料机构;所述进料机构包括材料容纳器,所述材料容纳器的底部与检测管道的入口端连通,所述检测管道的出口端通过阀门分别与分离的第一分支通道和第二分支通道连通,且所述第一分支通道通过导管与所述打印喷头连通,所述第二分支通道通过导管与材料回收装置连通;所述OCT探头为至少一个,当所述OCT探头为一个时,通过传动装置移动所述OCT探头的设置位置,且所述OCT探头的设置位置包括所述打印机的打印平台上方和所述检测管道的侧面。

本发明实施例提供的打印控制方法、装置、系统及控制设备,包括:通过OCT探头获取打印喷头挤压出的丝材的丝材检测参数;基于丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息;其中,气压控制信息为用于控制打印喷头在挤压打印材料时的挤出气压的信息;通过OCT探头获取打印层面的表面深度信息;其中,打印层面为打印喷头基于气压控制信息进行打印时在打印平台上形成的模型的分层面;判断表面深度信息是否符合预设的基准深度信息;如果否,根据表面深度信息确定打印层面中的断丝区域并生成打印补偿信息;打印补偿信息为用于控制打印喷头对断丝区域进行补偿打印的信息;基于打印补偿信息控制打印喷头打印模型。上述方式由控制设备执行,能够有效降低人力成本;基于丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息,在打印喷头在加速或减速的移动过程中,通过该气压控制信息控制打印喷头的挤出气压,从而有效控制挤压出丝的均匀性;针对基于均匀性较好的丝材形成的打印层面,进一步结合其表面深度信息确定断丝区域和生成打印补偿信息,通过打印补偿信息控制打印喷头对断丝区域进行材料补偿,从而提升打印模型的质量与稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1.1为本发明实施例提供的打印控制系统中打印系统的结构示意图;

图1.2为本发明实施例提供的打印控制系统中材料均匀性检测系统的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的传动装置的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的一种打印控制方法流程图;

图4为本发明实施例提供的另一种打印控制方法流程图;

图5为本发明实施例提供的打印控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

现有依赖人工观察和人工干预的打印控制方式,存在耗费人力成本,出丝均匀性较差以及影响打印模型的质量与稳定性等诸多问题。发明人研究发现,可以将OCT(opticalcoherence tomography,光学相干断层扫描)技术应用到3D打印的监视和控制过程中以解决上述问题。OCT技术是一种新型的生物医学光学成像技术,是基于低相干宽带光源照明的迈克尔逊干涉仪,在迈克尔逊干涉仪的样品臂中安装探头装置,对被测样品进行在体的无损扫描成像,且其具有高分辨率、非侵入和无辐射等优点。

本发明实施例提供的一种打印控制方法、装置、系统及控制设备,该技术可以应用于3D打印技术领域,能够降低人力成本,有效控制打印出丝均匀性,从而提升打印模型的质量与稳定性。

实施例一:

首先,为便于理解,本实施例提供了一种打印控制系统,示例性说明了一种打印控制方法的实际应用场景。

打印控制系统包括控制设备,还包括与控制相连接的打印机和OCT探头,在一种可能的实现方式中,OCT探头可以设置于打印机的打印平台的上方,诸如将OCT探头搭载于打印机的打印喷头上。

在本实施例中,上述控制设备包括:处理器和存储装置;存储装置上存储有计算机程序,计算机程序在被处理器运行时执行打印控制方法。OCT探头用于对打印喷头挤压丝材的过程进行监视,并将监视结果反馈给控制设备,以使控制设备控制打印喷头。打印机可以理解为3D打印机,用于实现3D打印过程,也即将打印材料打印为3D的模型。

在一种实施例中,打印控制系统可以包括打印系统,参照如图1.1所示的打印控制系统中打印系统的结构示意图,控制设备可以为OCT系统,在实际应用中,该OCT系统诸如可以采用PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)。OCT系统与OCT探头相连,在该图1.1中,OCT探头搭载于打印机的打印喷头上,打印喷头下方设置有打印平台。为了便于OCT探头对打印平台和打印喷头挤压出的丝材进行监视,可以在OCT探头下方设置有镀银平面镜,该镀银平面镜的设置角度可根据监视需求进行调控。

在另一种实施例中,打印控制系统还可以进一步包括与打印系统相连的材料均匀性检测系统,参照如图1.2所示的打印控制系统中材料均匀性检测系统的结构示意图,材料均匀性检测系统包括用于向打印喷头输送打印材料的进料机构以及材料回收装置。在实际应用中可以设置与进料机构对应的OCT探头,该OCT探头用于对进料机构内打印材料的均匀性进行监视,并将监视结果反馈给控制设备,以使控制设备控制进料机构将打印材料进行分流输送。上述进料机构包括材料容纳器,材料容纳器的底部与检测管道的入口端连通;材料容纳器用于容纳打印材料,并通过挤压将打印材料挤压输送至检测管道中。检测管道的出口端通过阀门分别与分离的第一分支通道和第二分支通道连通。该检测通道是一段狭长的区域,OCT探头即对应设置于检测管道的侧面,为了便于OCT探头的监视,该检测管道的外壁为透明材质。检测通道与两个分离的分支通道构成倒漏斗形状,且其中第一分支通道通过导管与打印喷头连通,该导管末端的打印材料出口即为图1.1中的打印材料入口;该与打印喷头连通的第一分支通道在实际应用中用于放置均匀性较好的打印材料;第二分支通道通过导管与材料回收装置连通,该与材料回收装置连通的第二分支通道在实际应用中用于放置均匀性较差的打印材料。通过设置材料回收装置能够重复利用打印材料,提高打印材料的利用价值,降低打印成本。

在本实施例中,打印控制系统中的上述OCT探头为至少一个,当OCT探头为一个时,通过传动装置移动OCT探头的设置位置,且OCT探头的设置位置包括打印机的打印平台上方和检测管道的侧面。在一种具体的实施例中,可参照如图2所示的传动装置的结构示意图,传动装置可包括横梁x、横梁y和运动模块,通过运动模块带动OCT探头沿着横梁x和横梁y移动,以使OCT探头根据实际检测需求设置于打印平台上方或者设置于检测管道的侧面。当OCT探头移动至打印平台上方时,OCT探头采用方式1的垂直角度设置;当OCT探头移动至检测管道的侧面时,OCT探头采用方式2的水平角度设置。

在实际应用中,OCT探头也可以为两个,即在打印平台上方和检测管道的侧面分别设置一个OCT探头。在此情况下,设置于检测管道的侧面的OCT探头可以为实现二维扫描的普通探头或者内窥探头等。

实施例二:

参照图3所示的打印控制方法,该方法可以应用于上一实施例所提供的打印控制系统。结合上述打印控制系统,该方法可以由控制设备执行。

该方法具体包括如下步骤:

步骤S302,通过OCT探头获取打印喷头挤压出的丝材的丝材检测参数。

由于打印过程中打印喷头的移动需要根据模型的变化而变化,导致打印喷头移动速度无法保持不变,而打印喷头的挤出气压是始终保持不变的,所以当打印路径出现拐角、转弯、变向时,打印喷头移动速度会出现减速或加速的过程,使得打印喷头挤出的丝材被拉伸或累积,从而造成挤出的丝材不均匀。为避免这一现象的发生,本实施例可以首先参照如下内容对打印喷头挤压出的丝材进行检测:

通过OCT探头采集打印喷头挤压出的丝材的第一图像,通过OCT的图像处理算法对第一图像进行丝材特征的提取,得到当前丝材直径分布值,根据当前丝材直径分布值计算当前丝材直径偏差,并将当前丝材直径分布值和当前丝材直径偏差作为丝材检测参数。

然后再对丝材检测参数执行如下步骤S304,以随着打印喷头移动速度的变化对应调节打印喷头的挤出气压。

步骤S304,基于丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息;其中,气压控制信息为用于控制打印喷头在挤压打印材料时的挤出气压的信息。

在本实施例中,当丝材检测参数不符合预设的丝材样本参数时生成气压控制信息。预设的丝材样本参数可以包括丝材标准直径和标准直径偏差,基于此,丝材检测参数不符合丝材样本参数的场景可以包括如下示例一和/或示例二:

示例一:将当前丝材直径分布值与丝材标准直径进行比较,如果当前丝材直径分布值与丝材标准直径均相差超过预设范围内(诸如0.05mm),确定丝材检测参数不符合丝材样本参数,可以认为当前打印出的丝材是非均匀的。

示例二:将当前丝材直径偏差与标准直径偏差进行比较,如果当前丝材直径偏差大于标准直径偏差,确定丝材检测参数不符合丝材样本参数,可以认为当前打印出的丝材是非均匀的。

在控制设备将气压控制信息反馈给打印机后,打印机根据气压控制信息调节打印喷头在挤压打印材料时的挤出气压,使得打印喷头的挤出气压与打印喷头的移动速度相匹配,从而能够挤出均匀的丝材。

步骤S306,通过OCT探头获取打印层面的表面深度信息;其中,打印层面为打印喷头基于气压控制信息进行打印时在打印平台上形成的模型的分层面。

在本实施例中,将待打印的模型的移动路径、模型结构形态等多种参数信息预先输入至打印机中,打印机按照模型的参数信息逐层打印,打印喷头挤压出的均匀丝材在打印平台上形成一层一层的打印层面。通过OCT探头获取打印层面的表面深度信息,该表面深度信息可以是通过将打印平台的表面与OCT探头之间的第一距离减去打印层面的表面与OCT探头之间的第二距离得到的差值。

步骤S308,判断表面深度信息是否符合预设的基准深度信息。由于丝材是逐层挤压在打印平台上的,所以在一种可能的实现方式中,该基准深度信息可以参照丝材直径设置。

步骤S310,如果否,根据表面深度信息确定打印层面中的断丝区域并生成打印补偿信息;打印补偿信息为用于控制打印喷头对断丝区域进行补偿打印的信息。

当该打印层面出现断丝时,表面深度信息会出现突变,导致表面深度信息不符合预设的基准深度信息;在此情况下,OCT探头将该突变位置标记为断丝区域,同时控制设备根据表面深度信息和基准深度信息之前的差值生成打印补偿信息。控制设备将断丝区域和打印补偿信息反馈给打印机,打印机对此断丝区域进行打印补偿。

步骤S312,基于打印补偿信息控制打印喷头打印模型。可以理解,对于打印层面中的断丝区域可以首先根据打印补偿信息控制打印喷头的移动速度、挤出气压和挤压时间等参数,然后再基于打印补偿信息对应的参数进行模型打印。对于打印层面中的其它正常区域则按照预先输入的模型的参数信息进行打印即可。

上述步骤S302至步骤S312中的OCT探头的设置位置为打印平台上方。

本实施例提供的上述打印控制方法,包括:通过OCT探头获取打印喷头挤压出的丝材的丝材检测参数;基于丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息;其中,气压控制信息为用于控制打印喷头在挤压打印材料时的挤出气压的信息;通过OCT探头获取打印层面的表面深度信息;其中,打印层面为打印喷头基于气压控制信息进行打印时在打印平台上形成的模型的分层面;判断表面深度信息是否符合预设的基准深度信息;如果否,根据表面深度信息确定打印层面中的断丝区域并生成打印补偿信息;打印补偿信息为用于控制打印喷头对断丝区域进行补偿打印的信息;基于打印补偿信息控制打印喷头打印模型。上述方式由控制设备执行,能够有效降低人力成本;基于丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息,在打印喷头在加速或减速的移动过程中,通过该气压控制信息控制打印喷头的挤出气压,从而有效控制挤压出丝的均匀性;针对基于均匀性较好的丝材形成的打印层面,进一步结合其表面深度信息确定断丝区域和生成打印补偿信息,通过打印补偿信息控制打印喷头对断丝区域进行材料补偿,从而提升打印模型的质量与稳定性。

进一步的,本实施例对上述步骤S304中丝材样本参数的具体设置方法进行描述,参照如下步骤(1)至(4):

(1)通过OCT探头获取打印喷头挤压出的丝材样本的图像;

(2)采用图像处理算法对丝材样本的图像进行检测,得到丝材样本的直径分布值;

(3)根据直径分布值确定丝材样本的丝材标准直径和标准直径偏差;

(4)将丝材标准直径和标准直径偏差设置为丝材样本参数。

在上述实施例所提供的对打印喷头挤压出丝材进行控制的基础上,本实施例还提供一种在先的均匀性检测方式,以进一步提升打印喷头中所挤压的打印材料的均匀性以及打印模型的质量。该在先的均匀性检测方式可理解为在基于气压控制信息控制打印喷头的挤出气压的之前,通过校准打印机的打印平台、检测进料机构中打印材料的均匀性这两个过程实现对打印过程的在先控制。

为了便于理解,以下分别对校准打印机的打印平台、检测进料机构中打印材料的均匀性这两个过程展开描述。

校准打印机的打印平台的实现过程参照如下步骤1至步骤4:

步骤1,当OCT探头静止时,通过OCT探头获取打印平台的B-Scan图像,并提取B-Scan图像的第一深度分布值。其中,OCT探头静止即为打印平台相对于OCT探头静止。

步骤2,基于第一深度分布值调节OCT探头相对于打印平台的水平安装角度。

在具体实现时,需要至少执行一次上述步骤1和步骤2,直至B-Scan图像的第一深度分布值分布水平且对称,则此时OCT探头的水平安装角度合格,OCT探头相对于打印平台水平安装。

步骤3,当OCT探头随着打印喷头移动时,通过OCT探头获取打印平台的A-Scan图像,并提取A-Scan图像的第二深度分布值。

确定OCT探头相对于打印平台水平安装后,分别沿x轴和y轴移动打印喷头,由于OCT探头是搭载于打印喷头上,因此沿x轴和y轴移动打印喷头时OCT探头会跟随移动,通过OCT探头沿着打印路径扫描打印平台的A-Scan图,提取A-Scan图像的第二深度分布值,将第二深度分布值表示为z0。

步骤4,基于第二深度分布值调节打印平台的水平安装角度。由于沿x轴和y轴移动的整个过程不可能保证打印平台的绝对水平,因此需要计算打印平台的第二深度分布值以及标准深度偏差,当调节打印平台至标准深度偏差最小时,确定整个打印过程的打印平台相对水平,此时打印平台完成校准。

通过上述四个步骤,在进行模型打印之前先对3D打印机进行OCT探头相对于打印平台安装水平性检测、打印平台平整性检测以及打印喷头移动过程中相对于打印平台水平性检测,最终实现整个打印过程中打印喷头始终相对于打印平台水平移动,OCT探头相对于打印平台水平安装。

在本实施中,检测进料机构中打印材料的均匀性的实现过程参照如下步骤(a)至步骤(d):

(a)通过OCT探头获取打印机的进料机构中打印材料的材料检测图像。其中,该OCT探头的设置位置为检测管道的侧面。

在实际应用中,打印材料经挤压进入狭长的检测管道的速度与OCT探头扫描测试的过程匹配,具体为:OCT探头按照预设时间间隔对检测管道进行扫描,打印材料按照预设速度进入检测管道;在每个时间间隔内,进入检测管道的打印材料的体积相等。为了便于OCT探头能够采集到清晰的材料检测图像,检测管道的厚度、长度均与OCT系统(也即控制设备)的参数匹配;在具体实现时,既可以根据现有的OCT系统的参数,去选择具有与OCT系统的参数相匹配的厚度、长度的检测管道;还可以根据现有的检测管道,去选择或设置与该管道的厚度、长度相匹配的OCT系统。

(b)将材料检测图像和预设的材料基准图像进行比较,得到图像相似度;其中,材料基准图像是打印材料样本的图像,该打印材料样本是无杂质、无气泡且均匀的理想打印材料。

通常打印材料是多种材料的混合体(诸如包括双相磷酸钙陶瓷打印材料),很可能出现有杂质、气泡和不均匀等异常状态。如果进入检测管道的打印材料出现上述异常状态时,通过OCT探头获取到的材料检测图像与材料基准图像相比,将存在明显的区别,由此可以采用诸如结构相似性度量、余弦相似度和图像的互信息等图像相似度计算方法计算材料检测图像与材料基准图像之间的图像相似度。

(c)基于图像相似度对打印材料进行分流控制,得到预备打印材料;其中,预备打印材料为达到预设质量标准的打印材料。

本实施例通过图像相似度表示材料检测图像相对于材料基准图像的变化程度,并基于此将打印材料按照均匀和不均匀的状态进行分流控制。

如果图像相似度大于预设的相似度阈值(如98%),生成第一阀门控制信息;第一阀门控制信息为用于控制进料机构将打印材料流向第一分支通道的信息,第一分支通道与打印喷头连通。在实际应用场景中,如果图像相似度大于预设的相似度阈值,表示当前的打印材料为均匀部分;在此情况下,控制设备将第一阀门控制信息反馈给阀门,阀门根据第一阀门控制信息打开第一分支通道的入口,使得当前均匀的打印材料流向第一分支通道。可以理解,该流向第一分支通道的均匀的打印材料即为上述预备打印材料。

如果所述图像相似度不大于预设的相似度阈值,生成第二阀门控制信息;所述第二阀门控制信息用于控制所述进料机构将所述打印材料流向第二分支通道,所述第二分支通道与回收装置连通。在实际应用场景中,如果图像相似度不大于预设的相似度阈值,表示当前的打印材料为不均匀部分;在此情况下,控制设备将第二阀门控制信息反馈给阀门,阀门根据第二阀门控制信息打开第二分支通道的入口,使得当前不均匀的打印材料流向第二分支通道,并经第二分支通道输送至材料回收装置,以提高打印材料的重复利用率和使用价值。

(d)控制进料机构将预备打印材料输送至打印喷头。通过上述打印材料分流控制的步骤,将均匀的预备打印材料输送至打印喷头进行模型打印,能够大大提高后续打印模型的流畅性,提高模型的质量。

根据上述实施例,当依次完成校准打印机的打印平台的过程、检测进料机构中打印材料的均匀性的过程以及对打印喷头挤压出丝材均匀性进行控制的过程之后,可以按照上述实施例中的步骤S310和步骤S312开始执行模型的打印控制过程,为便于理解,本实施例对模型的打印控制过程展开具体描述,参照如图4所示的另一种打印控制方法流程图,包括如下步骤:

步骤S402,设置移动平台与打印喷头之间的距离为h0,以及通过OCT探头获取打印平台的初始深度值z0。

具体的,移动平台与打印喷头之间的距离h0可以根据实际打印喷头尺寸设置;通过OCT探头根据模型打印路径扫描打印平台,得到打印平台的初始深度值z0,此时OCT系统的参考臂光程在整个打印过程中始终保持不变。

步骤S404,根据已完成设置的打印喷头的挤出气压、打印喷头移动速度以及模型的打印路径控制打印喷头打印模型的第一层打印层面。

步骤S406,打印完成模型的第一层打印层面后,通过OCT探头获取第一层打印层面的表面深度信息z1,并判断表面深度信息是否符合预设的基准深度信息。在该步骤中,OCT探头跟随打印路径扫描的步进长度小于打印针尖的内径。如果表面深度信息不符合预设的基准深度信息,执行步骤S408;如果表面深度信息符合预设的基准深度信息,执行步骤S410。

步骤S408,向打印机反馈断丝区域和打印补偿信息。当该打印层面出现断丝区域时,表面深度信息z1会出现突变,OCT探头标记该突变位置为断丝区域,并将断丝区域反馈给3D打印机,以使3D打印机对此位置进行打印补偿。

步骤S410,生成平台下降信息;平台下降信息为用于控制打印平台下降预设距离的信息。

具体的,当打印层面未出现断丝区域时,控制打印平台下降预设距离,该预设距离为z1与z0之间差值的绝对值。基于此使得模型的第一层打印层面的表面位置重新回到z0处,此时打印喷头相对于打印模型的第一层打印层面的表面的距离为h0。

重复执行上述步骤S406至S410,执行对模型的第二层、第三层……的打印,直至完成模型整体的打印时结束。在整个模型打印过程中,OCT探头每次只扫描打印当前层的打印层面图像,而且在开始打印前先进行扫描,然后进行打印,当打印结束之后,将得到的每层打印层面图像进行拼接以形成完整模型的3D图像。

综上,上述多个实施例所提供的打印控制方法,基于OCT系统进行打印平台的校准使得整个打印过程中,所打印模型的底层比较稳定;通过进行打印材料均匀性的检测,使得打印过程中出现异常状态(如断丝)的概率减小,避免了材料的浪费;通过采用OCT系统进行量化判断打印材料出丝的均匀性,相比于人眼判断更准确可靠;通过采用OCT系统对打印层面的扫描,能检测并改善3D打印过程中由于打印材料出丝非刚体导致打印层面坍塌的问题;通过采用OCT系统对打印层面的扫描,能检测3D打印过程中的打印材料的断丝并对此进行打印补偿;整个打印过程中不再需要技术人员实时守在打印机旁,实现了3D打印过程可监控、可调节、可反馈,降低了人力成本,提高了打印控制效率和可靠性。

实施例三:

基于上述实施例二提供的打印控制方法,本实施例提供一种打印控制装置。参照如图5所示的打印控制装置的结构框图,该装置包括:

丝材检测参数获取模块502,用于通过OCT探头获取打印喷头挤压出的丝材的丝材检测参数;

气压控制模块504,用于基于丝材检测参数和预设的丝材样本参数生成气压控制信息;其中,气压控制信息为用于控制打印喷头在挤压打印材料时的挤出气压的信息;

深度信息获取模块506,用于通过OCT探头获取打印层面的表面深度信息;其中,打印层面为打印喷头基于气压控制信息进行打印时在打印平台上形成的模型的分层面;

判断模块508,用于判断表面深度信息是否符合预设的基准深度信息;

打印补偿控制模块510,用于在表面深度信息不符合基准深度信息的情况下,根据表面深度信息确定打印层面中的断丝区域并生成打印补偿信息;打印补偿信息为用于控制打印喷头对断丝区域进行补偿打印的信息;

模型打印模块512,用于基于打印补偿信息控制打印喷头打印模型。

进一步的,本实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行上述实施例中的打印控制方法的步骤。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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