具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一示例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同示例。

在本公开中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。

在实践中，3D打印机在进行换料前需要对目前正在使用的线料进行退料。在相关技术中，首先会对旧的线料进行回抽，再进行切料，以减少线料的浪费。然后等待新的线料的装载，在新的线料装载完成后，再通过新的线料将之前被切断的残留在线料通道的旧的线料推向喷嘴处，实现3D打印的换料步骤。发明人发现，这带来如下问题：由于线料通道中包含由多种组件接合而致的缝隙，所以回抽旧的线料时，此时旧的线料的部分处于熔融状态，在等待新的线料装载的时间内，该处于熔融状态的线料会因为冷却而变成固体，堵塞住接缝，从而堵塞线料通道，影响后续的换料步骤。

鉴于此，本公开实施例提供了一种3D打印机100和用于3D打印机的方法，其可以缓解、减轻或甚至消除上述问题。

图1示出了根据本公开的一个实施方式的3D打印机100的结构示意图。下面将参照图1对3D打印机100进行详细描述。

如图1所示，该3D打印机100包括：处理器(未在图中示出)、挤出机102、线料切割器103、打印头107以及打印平台109。

挤出机102可以设置有挤出轮系，该挤出轮系可以被例如受处理器控制的电机(未示出)驱动而执行送料或退料操作。在送料操作中，线料101被挤出机102朝向打印头107馈送，并且在退料操作中，线料101被挤出机102从打印头107中回抽。

打印头107限定用于供线料101通过的线料通道105。线料通道105包括第一端104和与第一端104相对的第二端108。第二端108设置有加热器，使得线料101将在第二端108处被熔化。线料通道105还设置有由打印头107的不同组件接合而致的接缝106。

线料切割器103被布置在挤出机102与打印头107之间。在本实施例中，为了方便描述，定义第二端108到第一端104的方向为Z轴方向。线料切割器103可以被例如受控制器控制的电机(未示出)驱动以在垂直于Z轴方向的平面内运动，从而切断线料101。

打印平台109设置于3D打印机100的底部，其用于支撑待打印物体，其上表面为打印平面。打印平台109可以包含换料区域(图中未示出)。打印平台109上方的空间包括用于打印待打印物体的打印空间和用于更换线料的换料空间。在本实施例中，打印头107和挤出机102的组合可以在打印空间和换料空间中运动。

虽然在图1中挤出机102被示出为设置在打印头107的上方，但是其他实施例是可能的。例如，在远端送料的实施例中，挤出机102可以被设置为远离打印头107。还将理解的是，图1中接缝106是示意性的，在实践中，接缝106可能具有与图示不同的尺寸和位置。

处理器(图中未示出)被配置为在执行指令时实施操作，上述操作包括：使线料切割器103将线料101切断为线料通道105外的第一线料段和至少部分地位于线料通道105内的第二线料段；使挤出机102将第一线料段经由线料通道105的第一端104馈送至线料通道105内，以使得第二线料段被第一线料段朝向线料通道105的第二端108推送至超过接缝106的位置；以及使挤出机102将第一线料段回抽出线料通道105。

图2示出了根据本公开的一个示例性实施例的用于3D打印机100的方法200的流程图。方法200可以包括以下步骤。

在步骤201中，使线料切割器103将线料101切断为线料通道105外的第一线料段和至少部分地位于线料通道105内的第二线料段。

参考示意图4a和4b，图4a示出了线料切割器103执行水平向右切割的操作41，使得线料切割器103去切割线料101，此时线料101在线料通道105的底端位置在与Z轴方向相反的方向上超过接缝106的位置。图4b示出了线料切割器103将线料101切割成为了两个线料段。

在步骤202中，使挤出机102将第一线料段经由线料通道105的第一端104馈送至线料通道105内，以使得第二线料段被第一线料段朝向线料通道105的第二端108推送至超过接缝106的位置。

参考示意图4c，图4c示出了线料切割器103执行操作43，使得线料切割器103水平向左收回。此时线料101已经被切割器103切割为第一线料段110和第二线料段111。然后挤出机102通过电机提供动力，沿着Z轴的反方向馈送第一线料段110，即执行操作44向下输送。

参考示意图4d，图4d示出了挤出机102执行操作44后，将第一线料段110沿着Z轴的反方向将第二线料段111推送至超过接缝106的位置。此时，可能处于熔融状态下的第二线料段111不会堵塞接缝106，并在新的线料装载后，最终离开线料通道105。通过这样的方式，避免了堵塞接缝106，进而避免堵塞线料通道105。

在步骤203中，使挤出机将第一线料段回抽出线料通道。

继续参考图4d，图4d示出了在将第二线料段111沿着Z轴反方向推离接缝106的位置后，挤出机102控制第一线料段110沿着Z轴方向回抽，即执行操作45向上输送，直到将第一线料段110完全抽出。将第二线料段111推离接缝106的位置后，可以快速执行操作45，将第一线料段110沿着Z轴方向回抽，避免了第一线料段110被加热成为熔融态。通过这样的方式，实现了将旧料退出，此时3D打印机可以装载新的线料。

图3示出了根据本公开示例性实施例的在方法200中的步骤201中切断线材的一个示例过程201a的流程图。过程201a可以包括以下步骤。

在步骤301中，使线料切割器103从初始位置运动至工作位置以切断线料。

参考图4a，线料切割器103执行一个水平向右切割的操作41，产生了向右的水平位移，即线料切割器103开始从初始位置向工作位置移动。

在步骤302中，在保持线料切割器103处于工作位置的同时，使挤出机102沿远离线料通道105的第二端108的方向回抽线料101，以确保线料101被切断为第一线料段110和第二线料段111。

参考图4b，线料切割器103保持处于工作位置。为了确保线料101被线料切割器103切断，挤出机102执行操作42，沿着与Z轴方向相反的方向回抽线料101，使得位于线料切割器103上方的线料段与位于线料切割器103下方的线料段彻底分割开。参考图4c，位于线料切割器103上方的线料段是第一线料段110，并且位于线料切割器103下方的线料段是第二线料段111。

在步骤303中，使线料切割器从工作位置返回初始位置。

继续参考图4c，图4c示出了线料切割器103执行操作43，使得线料切割器103水平向左收回，即从工作位置返回初始位置，如图4d所示。

图5示出了根据本公开示例性实施例的在方法200中的步骤201中切断线材的另一个示例过程201b的流程图。过程201b可以包括以下步骤：

在步骤501中，使线料切割器103在初始位置与用于切断线料101的工作位置之间来回运动预定次数，以确保线料101被切断为第一线料段110和第二线料段111。

在步骤502中，使线料切割器103从工作位置返回初始位置。

在某些情况下，线料切割器103可能无法一次就将线料101切断，得到第一线料段110和第二线料段111。为了确保线料101被切断为两个线料段，还可以通过让线料切割器103多次往返于初始位置和工作位置，进行多次切割。然后，线料切割器103返回初始位置。

图6示出了根据本公开的另一个示例性实施例的用于3D打印机100的方法600的流程图。方法600可以包括以下步骤：

在步骤601中，使线料切割器103将线料101切断为线料通道105外的第一线料段110和至少部分地位于线料通道105内的第二线料段111。

在步骤602中，使打印头107和打印平台109相对于彼此平移以使得打印头107定位于换料区域的上方。

在步骤603中，使挤出机102将第一线料段110经由线料通道105的第一端104馈送至线料通道105内，以使得第二线料段111被第一线料段110朝向线料通道105的第二端108推送至超过接缝106的位置。

在步骤604中，使挤出机102将第一线料段110回抽出线料通道105。

根据一些实施例，为了减少线料污染，需要在打印平台109上设置与打印区域不同的换料区域，使得3D打印机100在打印区域执行3D打印的功能，在换料区域执行退料和换料的操作。

在这样的实施例中，在执行步骤603，使挤出机102将第一线料段110经由线料通道105的第一端104馈送至线料通道105内之前，可以先执行步骤602，使打印头107和打印平台109相对于彼此平移以使得打印头107定位于换料区域的上方。

在一个实施例中，3D打印机100可以通过电机提供动力，控制打印头107移动，将打印头107从打印区域移动至换料区域的上方，执行退料和换料操作。

在一个实施例中，3D打印机100可以通过电机提供动力，控制打印平台109移动，将打印平台109的换料区域移动至打印头107的下方，再执行退料和换料操作。

在一个实施例中，3D打印机100可以通过电机提供动力，同时控制打印平台109和打印头107的移动，使得打印头107位于换料区域的上方，执行退料和换料操作。

根据一些实施例，如图4a所示，线料101下端(处于熔融态)已在接缝106位置处，在使打印头107定位至换料区域上方的过程中，处于熔融态的线料101下端可能会被冷却固化，进而堵塞接缝106。为避免这种可能性，步骤602可以执行于步骤601之前。

根据一些实施例，此时的步骤顺序为：先使打印头107和打印平台109相对于彼此平移以使得打印头107定位于换料区域的上方；再使线料切割器103将线料101切断为第一线料段110和第二线料段111；再使挤出机102将第一线料段110馈送至线料通道105内，以使得第二线料段111被第一线料段110朝向线料通道105的第二端108推送至超过接缝106的位置；以及使挤出机102将第一线料段110回抽出线料通道105。

图7示出了根据本公开的另一个示例性实施例的用于3D打印机100的方法700的流程图。方法700可以包括以下步骤：

在步骤701中，使线料切割器103将线料101切断为线料通道105外的第一线料段110和至少部分地位于线料通道105内的第二线料段111。

在步骤702中，使打印头107和打印平台109相对于彼此平移以使得打印头107定位于换料区域的上方。

在步骤703中，使挤出机102将第一线料段110经由线料通道105的第一端104馈送至线料通道105内，以使得第二线料段111被第一线料段110朝向线料通道105的第二端108推送至超过接缝106的位置。

在步骤704中，使挤出机102将第一线料段110回抽出线料通道105。

在步骤705中，使挤出机102将替换线料经由线料通道105的第一端104馈送至线料通道105内，以使得第二线料段111被替换线料经由线料通道105的第二端108推送出线料通道105。

通过步骤701至步骤704，3D打印机已经完成了退料的操作，但第二线料段111仍位于线料通道105内。这时可以执行换料操作，即执行步骤705，使挤出机102将替换线料馈送至线料通道105内，以使得第二线料段111被替换线料推送出线料通道105。

在一个实施例中，观察打印头107流出的线料颜色是否单一且稳定，若流出的线料颜色单一且稳定，则此时3D打印机100完成了替换线料的操作。

图8示出了根据本公开的另一个示例性实施例的用于3D打印机的方法800的流程图。方法800可以包括以下步骤：

在步骤801中，使挤出机102沿远离线料通道105的第二端108的方向回抽线料101一预定长度。

根据一些实施例，3D打印机100要执行换料操作，首先需要终止打印操作。此时线料101有很长的部分位于线料通道105中，为了减少未曾变成熔融态的线料101的浪费，首先需要通过挤出机102进行回抽预定的长度，即先执行步骤801。

在一个实施例中，挤出机回抽预定的长度，取决于有多少长度的线料未曾变成过熔融状态。

在一个实施例中，挤出机回抽预定的长度，取决3D打印机在执行换料操作前，由用户设定的数值。

然后，执行步骤802至806。步骤802至806可以与上面关于图7描述的步骤701至705相同，并且为了简洁起见，不再赘述。

根据本公开的实施例，还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有指令，其中，指令被处理器执行时实现如本公开中任一实施例中的任一项方法的步骤。

根据本公开的实施例，还提供了一种计算机程序产品，包括指令，其中，指令被处理器执行时实现如本公开中任一实施例中任一项方法的步骤。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行、也可以顺序地或以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

应当理解的是，在本说明书中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系或尺寸为基于附图所示的方位或位置关系或尺寸，使用这些术语仅是为了便于描述，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，并且因此不能理解为对本公开的保护范围的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本说明书提供了能够用于实现本公开的许多不同的实施方式或例子。应当理解的是，这些不同的实施方式或例子完全是示例性的，并且不用于以任何方式限制本公开的保护范围。本领域技术人员在本公开的说明书的公开内容的基础上，能够想到各种变化或替换，这些都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所附权利要求所限定的保护范围为准。