本發(fā)明涉及3d打印，尤其涉及一種粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測設備及方法。

背景技術：

1、粘結(jié)劑噴射3d打印是利用噴頭噴射粘結(jié)劑（或稱墨水）將指定位置的粉末層層粘結(jié)起來形成三維生坯/模型的技術。其可以打印成形多種粉末材料，包括高分子、金屬、陶瓷、復合材料、砂等。對于金屬、陶瓷粉末來說，通常還需要對打印的生坯進行脫脂燒結(jié)處理才能獲得滿足要求的最終產(chǎn)品。因此生坯的質(zhì)量直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。對于粘結(jié)劑噴射3d打印技術來說，影響打印生坯/模型質(zhì)量的關鍵因素之一是噴頭的噴墨狀態(tài)。在進行生坯/模型3d打印之前，通常都要檢測噴頭的噴墨狀態(tài)，具體包括噴射穩(wěn)定性（噴嘴有無堵塞、墨滴有無漂移飛濺等）、噴墨量的大小、多層打印噴墨的墨量穩(wěn)定性等。根據(jù)檢測的結(jié)果要調(diào)整打印參數(shù)和噴射參數(shù)，只有噴頭穩(wěn)定噴射、噴墨量恒定才能確保生坯/模型的質(zhì)量和密度均勻性。此外，根據(jù)實際噴墨量的大小也可以計算出生坯中的粘結(jié)劑含量，并據(jù)此制訂后續(xù)脫脂工藝。

2、現(xiàn)有的噴墨狀態(tài)檢測手段通常是在噴頭下方放置用于承接墨水的介質(zhì)，噴墨后手動將介質(zhì)取出，通過顯微鏡觀測分布于其上的墨滴來分析噴墨穩(wěn)定性，并對介質(zhì)進行稱重來分析噴墨量的大小。這種方法需要手動操作，費時費力，對于噴墨量的檢測不甚精確，會對制訂后續(xù)的生坯脫脂工藝造成影響；并且此種方法難以檢測連續(xù)多層打印噴墨的墨量穩(wěn)定性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測設備及方法，能夠自動進行噴頭噴墨的收集、稱重、記錄，無需人工干預從而減少檢測誤差。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測設備，包括載物臺、儲料盒、第一導向滾筒、第一升降滾筒、稱重臺、第二升降滾筒、第二導向滾筒和牽引裝置，所述儲料盒、第一導向滾筒、第一升降滾筒、稱重臺、第二升降滾筒、第二導向滾筒和牽引裝置設于載物臺上；所述第一導向滾筒和第二導向滾筒分別設于所述稱重臺的兩側(cè)，所述第一升降滾筒設于所述第一導向滾筒與所述稱重臺之間，所述第二升降滾筒設于所述第二導向滾筒與所述稱重臺之間；第一導向滾筒和第二導向滾筒的最高點低于稱重臺上表面。所述儲料盒中設有測試紙，所述測試紙在所述牽引裝置的牽拉作用下依次經(jīng)過第一導向滾筒、第一升降滾筒、稱重臺、第二升降滾筒和第二導向滾筒；所述稱重臺用于檢測測試紙對稱重臺的壓力；所述第一升降滾筒和第二升降滾筒能夠升降，保證測試過程中測試紙從低于所述稱重臺上表面的位置進入所述稱重臺，并從低于所述稱重臺上表面的位置離開。

3、作為上述方案的改進，本噴墨狀態(tài)檢測設備還包括基座，所述基座上設有平臺升降機構，所述平臺升降機構與所述載物臺連接，所述儲料盒、第一導向滾筒、第一升降滾筒、稱重臺、第二升降滾筒、第二導向滾筒和牽引裝置能跟隨所述載物臺一同升降。

4、作為上述方案的改進，所述第一升降滾筒和第二升降滾筒與滾筒升降機構連接，所述滾筒升降機構用于驅(qū)動對應的所述第一升降滾筒和/或第二升降滾筒升降。

5、作為上述方案的改進，所述滾筒升降機構包括升降氣缸，所述升降氣缸的活塞桿與對應的所述第一升降滾筒和/或第二升降滾筒連接；或者，所述滾筒升降機構為絲桿升降機構，包括絲杠和驅(qū)動螺母，所述絲杠與對應的所述第一升降滾筒和/或第二升降滾筒連接，所述驅(qū)動螺母與驅(qū)動電機連接，所述驅(qū)動螺母通過自身旋轉(zhuǎn)帶動絲杠升降。

6、作為上述方案的改進，所述測試紙由上層的棉纖維紙和下層的塑料硬質(zhì)薄膜組成，所述棉纖維紙用于吸收噴射的粘結(jié)劑，所述塑料硬質(zhì)薄膜用于防止粘結(jié)劑滲透和污染稱重臺。

7、相應地，本發(fā)明實施例還提供了一種粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測方法，使用如上文所述的粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測設備，包括以下步驟：

8、步驟一：驅(qū)動測試紙依次經(jīng)過所述第一導向滾筒、第一升降滾筒、稱重臺、第二升降滾筒和第二導向滾筒，并控制第一升降滾筒和第二升降滾筒的高度，使得第一升降滾筒和第二升降滾筒的最高點低于稱重臺的上表面，同時所述第一導向滾筒和第二導向滾筒的最高點低于所述稱重臺的上表面；

9、步驟二：通過稱重臺獲取所述測試紙的當前重量，記為初始重量w0；

10、步驟三：通過3d打印機在所述測試紙的表面噴射一層粘結(jié)劑，通過稱重臺獲取所述測試紙的當前重量，記為噴墨后重量w1，再通過控制器獲得一次噴墨的重量△w，△w=w1-w0。

11、相應地，本發(fā)明實施例還提供了一種粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測方法，使用如上文所述的粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測設備，包括以下步驟：

12、步驟一：驅(qū)動測試紙依次經(jīng)過所述第一導向滾筒、第一升降滾筒、稱重臺、第二升降滾筒和第二導向滾筒，并控制第一升降滾筒和第二升降滾筒的高度，使得第一升降滾筒和第二升降滾筒的最高點低于稱重臺的上表面，同時所述第一導向滾筒和第二導向滾筒的最高點低于所述稱重臺的上表面；

13、步驟二：通過稱重臺獲取所述測試紙的當前重量，記為初始重量；

14、步驟三：通過3d打印機在所述測試紙的表面噴射一層粘結(jié)劑，通過稱重臺獲取所述測試紙的當前重量，記為噴墨后重量，再通過控制器獲得單次噴墨的重量；

15、重復步驟一至三，獲得不同測試紙的單次噴墨的重量；

16、計算多個單次噴墨的重量的平均值；

17、將每個所述單次噴墨的重量與所述平均值進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果調(diào)整噴頭的狀態(tài)。

18、相應地，本發(fā)明實施例還提供了一種粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測方法，使用如上文所述的粘結(jié)劑噴射3d打印的噴墨狀態(tài)檢測設備，包括以下步驟：

19、步驟一：驅(qū)動測試紙依次經(jīng)過所述第一導向滾筒、第一升降滾筒、稱重臺、第二升降滾筒和第二導向滾筒，并控制第一升降滾筒和第二升降滾筒的高度，使得第一升降滾筒和第二升降滾筒的最高點低于稱重臺的上表面，同時所述第一導向滾筒和第二導向滾筒的最高點低于所述稱重臺的上表面；

20、步驟二：通過稱重臺獲取所述測試紙的當前重量，記為初始重量；

21、步驟三：通過3d打印機在所述測試紙的表面噴射一層粘結(jié)劑，調(diào)整載物臺的高度和/或載物臺與基座之間的距離，通過稱重臺獲取所述測試紙的當前重量，記為噴墨后重量，再通過控制器獲得單次噴墨的重量；

22、重復步驟一至三，獲得不同測試紙的單次噴墨的重量；

23、計算多個單次噴墨的重量的平均值；

24、將每個所述單次噴墨的重量與所述平均值進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果調(diào)整噴頭的狀態(tài)。

25、優(yōu)選地，通過3d打印機在所述測試紙的表面噴射一層粘結(jié)劑，所述3d打印機的噴頭的下表面與所述測試紙的上表面之間的距離為3-6mm。

26、優(yōu)選地，所述第一升降滾筒和第二升降滾筒的最高點低于稱重臺的上表面1-3mm。

27、實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果：

28、采用上述檢測設備和檢測方法，能夠自動進行噴頭噴墨的收集、稱重、記錄，無需人工干預從而減少檢測誤差。

29、采用上述檢測設備和檢測方法，還能夠檢測連續(xù)多層打印噴墨的墨量穩(wěn)定性，真實反映出連續(xù)打印時噴頭的噴墨狀態(tài)，為調(diào)整工藝參數(shù)實現(xiàn)長時間穩(wěn)定打印以及制訂生坯脫脂工藝提供參考。