分布廂式三維打印系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及增材制造領(lǐng)域，具體提供一種分布廂式三維打印系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]增材制造技術(shù)，既3D打印技術(shù)，是一種三維實(shí)體快速成形制造新技術(shù)，它綜合了計(jì)算機(jī)的圖形處理、數(shù)字化信息和控制、激光技術(shù)、機(jī)電技術(shù)和材料技術(shù)等多項(xiàng)高技術(shù)的優(yōu)勢。經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)金屬、塑料、尼龍、生物材料等多材料的制作。越來越多地應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療健康、藝術(shù)設(shè)計(jì)、建筑、生活用品等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，民用3D打印設(shè)備是通過連接PC、局域網(wǎng)或者SD數(shù)據(jù)卡，接收打印數(shù)據(jù)，完成打印。然而，由于現(xiàn)有的民用3D打印設(shè)備都是單臺(tái)設(shè)備通過連接PC、局域網(wǎng)或者SD數(shù)據(jù)卡來接收打印數(shù)據(jù)并完成打印，因此，會(huì)受到地理位置、操作者的水平以及指令發(fā)出端(PC等)的限制，從而導(dǎo)致增材制造技術(shù)(S卩3D打印技術(shù))無法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，因而不能成為完全的生廣力工具。
[0004]因此，本領(lǐng)域需要一種新的系統(tǒng)和方法來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有3D打印設(shè)備由于單臺(tái)設(shè)備獨(dú)立工作而無法實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)規(guī)?；a(chǎn)的問題。為此目的，本發(fā)明提供了一種分布廂式三維打印系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特征在于包括:三維打印設(shè)備，其包括機(jī)箱和設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的多個(gè)三維打印機(jī);客戶端裝置，其為總機(jī)提供三維設(shè)計(jì)的訂單;所述總機(jī)，其與所述多個(gè)三維打印機(jī)和所述客戶端裝置連通，用于根據(jù)來自所述客戶端裝置的訂單來控制和監(jiān)測所述多個(gè)三維打印機(jī)的運(yùn)行。
[0006]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述機(jī)箱內(nèi)可滑動(dòng)地設(shè)置有多個(gè)水平托盤，所述托盤將所述機(jī)箱的內(nèi)部分隔成多個(gè)箱室，所述三維打印機(jī)固定地安裝在所述水平托盤上。
[0007]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述客戶端裝置包括電商平臺(tái)和聯(lián)網(wǎng)的個(gè)人電腦或其他上網(wǎng)設(shè)備。
[0008]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述總機(jī)是安裝有系統(tǒng)軟件或者能夠運(yùn)行系統(tǒng)程序的服務(wù)器。
[0009]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述總機(jī)根據(jù)來自所述客戶端裝置的訂單數(shù)據(jù)并結(jié)合監(jiān)測到的每個(gè)三維打印機(jī)的工作狀態(tài)來確定執(zhí)行特定訂單的具體打印機(jī)。
[0010]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述訂單數(shù)據(jù)包括待打印物品的顏色、體積和材料，并且所述每個(gè)三維打印機(jī)的工作狀態(tài)包括剩余打印時(shí)間、剩余材料、故障時(shí)間和已完成訂單數(shù)量。
[0011]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述總機(jī)通過下列步驟確定每個(gè)三維打印機(jī)的剩余打印時(shí)間:將待打印物品的三維模型分割成多個(gè)切片；確定每個(gè)切片的厚度和面積并因此確定每個(gè)切片的材料體積;確定當(dāng)前打印切片的序數(shù)；以及根據(jù)當(dāng)前打印切片的序數(shù)和材料體積來確定剩余打印時(shí)間。
[0012]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述確定當(dāng)前打印切片的序數(shù)的步驟進(jìn)一步包括根據(jù)打印頭的累積Z軸參數(shù)調(diào)整次數(shù)來確定當(dāng)前打印切片的序數(shù)。
[0013]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述根據(jù)當(dāng)前打印切片的序數(shù)和材料體積來確定剩余打印時(shí)間的步驟進(jìn)一步包括下列步驟:確定當(dāng)前打印切片的已打印時(shí)間；以及根據(jù)當(dāng)前打印切片的材料體積、已打印時(shí)間和切片序數(shù)以及打印機(jī)中的剩余材料來確定剩余打印時(shí)間。
[0014]在上述分布廂式三維打印系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述確定當(dāng)前打印切片的已打印時(shí)間的步驟進(jìn)一步包括根據(jù)最近一次Z軸參數(shù)調(diào)整時(shí)間和當(dāng)前時(shí)間來確定當(dāng)前打印切片的已打印時(shí)間。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種分布廂式三維打印方法。該方法的特征在于采用上述各個(gè)方案的系統(tǒng)并且包括下列步驟:從客戶端裝置獲取訂單數(shù)據(jù);監(jiān)測每個(gè)三維打印機(jī)的工作狀態(tài);根據(jù)所述訂單數(shù)據(jù)和監(jiān)測到的所述每個(gè)三維打印機(jī)的工作狀態(tài)來確定由哪一臺(tái)三維打印機(jī)執(zhí)行特定訂單。
[0016]在上述分布廂式三維打印方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述訂單數(shù)據(jù)包括待打印物品的顏色、體積和材料，并且所述每個(gè)三維打印機(jī)的工作狀態(tài)包括剩余打印時(shí)間、剩余材料、故障時(shí)間和已完成訂單數(shù)量。
[0017]在上述分布廂式三維打印方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述總機(jī)通過下列步驟確定每個(gè)三維打印機(jī)的剩余打印時(shí)間:將待打印物品的三維模型分割成多個(gè)切片；確定每個(gè)切片的厚度和面積并因此確定每個(gè)切片的材料體積;確定當(dāng)前打印切片的序數(shù)；以及根據(jù)當(dāng)前打印切片的序數(shù)和材料體積來確定剩余打印時(shí)間。
[0018]在上述分布廂式三維打印方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述確定當(dāng)前打印切片的序數(shù)的步驟進(jìn)一步包括根據(jù)打印頭的累積Z軸參數(shù)調(diào)整次數(shù)來確定當(dāng)前打印切片的序數(shù)。
[0019]在上述分布廂式三維打印方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述根據(jù)當(dāng)前打印切片的序數(shù)和材料體積來確定剩余打印時(shí)間的步驟進(jìn)一步包括下列步驟:確定當(dāng)前打印切片的已打印時(shí)間；以及根據(jù)當(dāng)前打印切片的材料體積、已打印時(shí)間和切片序數(shù)以及打印機(jī)中的剩余材料來確定剩余打印時(shí)間。
[0020]在上述分布廂式三維打印方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述確定當(dāng)前打印切片的已打印時(shí)間的步驟進(jìn)一步包括根據(jù)最近一次Z軸參數(shù)調(diào)整時(shí)間和當(dāng)前時(shí)間來確定當(dāng)前打印切片的已打印時(shí)間。
[0021]本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，本發(fā)明將機(jī)箱的內(nèi)部分隔成多個(gè)箱室，并且將多臺(tái)三維打印機(jī)分別放在獨(dú)立的箱室內(nèi)，電源線和網(wǎng)線分別通過機(jī)箱頂部的電源線孔和網(wǎng)線孔連接到總機(jī)或服務(wù)器，因此能夠?qū)Χ嗯_(tái)3D打印機(jī)進(jìn)行集約化管理和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。換句話說，本發(fā)明使三維打印技術(shù)具備結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的條件，可以通過單臺(tái)總機(jī)或服務(wù)器來協(xié)調(diào)海量訂單和離散分布的多臺(tái)打印機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、規(guī)?；?D打印生產(chǎn)和管理。
【附圖說明】
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的分布廂式三維打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的分布廂式三維打印設(shè)備的立體圖。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的分布廂式三維打印設(shè)備的另一立體圖，其中示出了打印設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的分布廂式三維打印方法的流程圖。
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明的三維打印剩余時(shí)間估算方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅用于解釋本發(fā)明的基本原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，盡管本申請(qǐng)中以特定順序描述三維打印方法的各個(gè)步驟，但是在不偏離基本原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然能夠以不同于此處所述的其他順序來執(zhí)行所述步驟。這種改變沒有超出本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，因此也將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0028]首先參閱圖1、2和3，本發(fā)明的分布廂式三維打印系統(tǒng)包括:多個(gè)三維打印設(shè)備，每個(gè)三維打印設(shè)備包括機(jī)箱I和設(shè)置在機(jī)箱I內(nèi)的多個(gè)三維打印機(jī)4;客戶端裝置，其為云服務(wù)器10提供三維設(shè)計(jì)的訂單，供用戶瀏覽和編輯三維設(shè)計(jì)；云服務(wù)器10(8卩，總機(jī))，其與所述多個(gè)三維打印機(jī)4和所述客戶端裝置連通，用于根據(jù)來自所述客戶端裝置的訂單來控制和監(jiān)測所述多個(gè)三維打印機(jī)4的運(yùn)行。如圖1所示，本發(fā)明的客戶端裝置具體包括電商平臺(tái)20和聯(lián)網(wǎng)的個(gè)人電腦或其他上網(wǎng)設(shè)備，用戶通過聯(lián)網(wǎng)的個(gè)人電腦或其他上網(wǎng)設(shè)備登錄電商平臺(tái)20，在電商平臺(tái)20編輯訂單并將訂單發(fā)送給云服務(wù)器10。替代性地，該客戶端裝置也可以是有權(quán)限向云服務(wù)器10發(fā)送訂單的其他電子設(shè)備，甚至是云服務(wù)器10本身(例如，訂單數(shù)據(jù)直接由操作人員輸入到云服務(wù)器10中的情形)。
[0029]接著參閱圖2和3，每個(gè)三維打印設(shè)備的機(jī)箱I內(nèi)可滑動(dòng)地設(shè)置有多個(gè)水平托盤5，托盤5將機(jī)箱I的內(nèi)部分隔成多個(gè)箱室3，每個(gè)三維打印機(jī)4固定地安裝在一個(gè)水平托盤5上并且位于一個(gè)箱室3內(nèi)。如圖2所示，機(jī)箱I的前側(cè)設(shè)置有開關(guān)門7，開關(guān)門7優(yōu)選地設(shè)置成部分或全部透明的以便操作人員觀察內(nèi)部打印機(jī)的工作狀態(tài)。機(jī)箱I的頂部設(shè)置有電源線孔11和網(wǎng)線孔12，以便工業(yè)電源線和千兆網(wǎng)線能夠穿過其中并因此將打印機(jī)4與服務(wù)器10相連。此外，機(jī)箱I的前側(cè)中間位置還設(shè)置有人際交互界面，該人際交互界面優(yōu)選地是觸摸屏式的。作為除服務(wù)器之外的另一輸入界面，人際交互界面使操作人員能夠?qū)?nèi)部打印機(jī)的工作過程