一种LCD打印机冷却系统及打印机的制作方法

本发明涉及三维打印，尤其涉及一种lcd打印机冷却系统及打印机。

背景技术：

1、基于lcd屏幕的3d打印机是一种利用液态树脂光固化成型原理的3d打印机，其利用液晶屏lcd成像技术，在计算机及显示屏驱动电路的驱动下，首先由计算机程序将三维模型离散成一层层的平面图形，然后由显示屏驱动电路控制液晶屏幕，将屏幕指定位置转化为与平面图形对应的透明区域(其它区域仍保持不透光的黑色)，使液晶屏下方的紫外光源能够透过液晶屏，照射到透明区域上方的液态树脂，并使树脂发生固化反应变成固体。而液晶屏幕不透光的区域则遮挡了非固化区域的紫外光线，使其它位置的树脂仍然保持液态，这样层层叠加最终得到我们所要的产品。lcd所使用的光源多为辐射能量很大的高频紫外光，在其持续照射下液晶屏会吸收大量热量，导致温度升高，而液晶屏允许的温度范围基本在0～70℃之间，如果高于该温度范围，会时液晶屏的寿命大幅缩短，甚至报废。

2、为了很好的解决液晶屏高温的问题，延长液晶屏使用寿命，lcd打印机都配有各式各样的冷却系统。目前常用的有两种类型，一种是风冷，使用风扇加快屏幕周边空气流动，带走屏幕部分热量；另一种是水冷，在屏幕下方安装一块带有液体流道的冷却板，通过冷却介质吸收液晶屏的热量。但上述方法存在以下问题：风冷方式利用空气流动，但空气本身的热传导系数非常低，导致屏幕已经吸收的热量不能被及时传递给空气并带走；利用水冷方式热传导会快很多，但是冷却板内部加工复杂的流道结构及流动的液体介质，势必会导致紫外光经过冷却板时，投射角度发生偏转，从而影响固化的尺寸精度。

3、而且从根源上讲上述两种方式均属于被动散热，也就是在放任屏幕吸收大量热量后，再通过各种途径去减低屏幕的热量。因此如何能改变这种被动补救的模式，将技术重心由液晶屏吸热升温后的散热，前移到液晶屏吸热升温的阶段，从根源上直接减少液晶屏吸收到的热量，从而使屏幕维持保持较低的温度，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。因此，有的现有技术是从lcd的材质或者结构出发，在打印过程中可以减少照射到液晶屏上的高频紫外光，从源头上降低液晶屏吸收的热量，然后再配合散热装置进行散热。并且在现有技术中，对于lcd打印机设计多种冷却系统时的调配方式并未明确研究。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明公开一种lcd打印机冷却系统，所述系统包括两套冷却组件，第一冷却组件为风冷组件，第二冷却组件为液冷组件，其中，所述第一冷却组件使用风扇加快lcd屏幕上的空气流动，带走lcd屏幕热量，所述第二冷却组件通过在lcd屏幕下方安装一块带有液体流道的冷却板，并通过冷却介质带走lcd屏幕的热量；

2、冷却决策单元，根据接收到的数据选择开启的冷却组件，其中，所述接收到的数据为用户输入的打印精度的量化等级，以及lcd最高温度的第一预设值，预先存储用户输入的量化等级与冷却液折射率以及折射均匀程度对应关系，以及lcd最高温度的第一预设值与述第一冷却组件的最高风扇转速的对应关系；

3、冷却执行单元，所述lcd打印机通过传感器检测两个冷却组件的初始化情况，检测所述第一冷却组件的最高风扇转速以及所述第二冷却组件中的冷却液折射率以及折射均匀程度，根据预先存储的用户输入的信息与冷却决策的映射关系，自动执行当次打印作业的冷却工作；

4、风险监督单元，通过温度传感器监测lcd屏幕的温度变化，在所述lcd屏幕变化超过预期时，执行风险管理方案。

5、更进一步地，所述冷却决策单元进一步包括lcd温度预测模块，通过对接收到的待打印的3d模型数据进行分析，提取3d模型的分片数据，根据分片数据获取对应的lcd遮挡映射关系，并根据lcd的遮挡映射关系预估当次3d打印作业的lcd屏幕的最高温度，当预测值小于第一预设值时，执行第一冷却组件的开启工作，并设置第二冷却组件为禁用状态，同时抽取冷却板中的冷却介质，并发送抽取完成信号至风险监督单元，所述风险监督单元将于抽取冷却液相关的字段进行选中标记。

6、更进一步地，所述lcd温度预测模块为设置在所述lcd打印机上，并与lcd打印机相联接的后端服务器通信，获取后端服务器的计算结果，并根据结算结果输出lcd屏幕在当次打印作业中的温度预测情况。

7、更进一步地，所述风险管理方案包括将用户输入第二预设值做为lcd屏幕的初级风险值温度值，当检测到所述lcd屏幕的温度大于所述第二预设值时，同时开启所述第一冷却组件和所述第二冷却组件，并发送反馈信息至用户终端，告知用户无法执行用户输入的打印精度。

8、更进一步地，用户输入第三预设值做为lcd屏幕得最终风险值温度值，当检测到所述lcd屏幕的温度大于所述第三预设值时，停止当次的打印工作，并告知用户打印错误的同时发送反馈信息至管理员终端设备进行错误报警。

9、更进一步地，当需要同时开启所述第一冷却组件和所述第二冷却组件时，所述风险监督单元判断是否接收到所述第二冷却组件发送的抽取完成信号，即检测相关的字段是否被选中标记，当相关字段被选中标记时，控制冷却泵重新填充冷却液至冷却板执行冷却工作，若当所述相关字段未被选中标记时，直接发送告警信息至管理员的终端处，说明当次的打印作业中的部分关联组件并未正常工作。

10、更进一步地，当预测值大于第一预设值时，而用户输入打印精度的量化等级小于第一阈值时，执行第一冷却组件的关闭工作，并设置第二冷却组件为开启状态，同时不需要从冷却板中抽取冷却液。

11、更进一步地，所述第二冷却组件包括冷却液存储箱，在所述冷却液存储箱上设置颗粒物检测模块，用于对加入的到冷却液存储箱内的冷却液介质进行杂质检测，通过冷却液的参数和检测到杂质状态计算冷却液折射率以及折射均匀程度。

12、更进一步地，通过设置在所述冷却板上方的激光检测激发模块和设置在所述冷却板下方的激光检测接收模块检测冷却液介质的光线折射率以及折射均匀程度。

13、更进一步地，本发明还公开了一种lcd屏幕的3d打印机，包括上述对应的所述的lcd打印机冷却系统。

14、本发明与现有技术相比，本发明的有益效果是：如图1所示，现有技术通常采用洁净的冷却液对打印机进行冷却，并且持续对回流的冷却液进行过滤，从而改善了lcd成像的洁净度，避免了因冷却液中含有杂质或者异物，遮挡了光路，从而影响到lcd打印的成像，造成lcd打印失败或者打印效果不佳，然而上述方法不能解决当冷却液由于自身的特性造成的影响，例如冷却液的液体介质导致紫外光经过冷却板时，投射角度发生偏转，从而影响固化的尺寸精度的问题。本发明则公开了一种对于lcd的3d打印设备的多种冷却方式的决策方法，根据用户输入的打印需求，自动执行对应的打印工作的冷却决策，同时，本发明还设置多重的风险保障措施，在用户可以选择的情况下，最大限度的保护设备的安全。

技术特征：

1.一种lcd打印机冷却系统，其特征在于，针对于lcd打印机的光源部分采用风冷方式进行主动热，并且风冷中的制冷组件的功率与光源的功率正相关，而针对lcd部分所述系统包括两套冷却组件，第一冷却组件为风冷组件，第二冷却组件为液冷组件，其中，所述第一冷却组件使用风扇加快lcd屏幕上的空气流动，带走lcd屏幕热量，所述第二冷却组件通过在lcd屏幕下方安装一块带有液体流道的冷却板，并通过冷却介质带走lcd屏幕的热量；

2.如权利要求1所述的一种lcd打印机冷却系统，其特征在于，所述冷却决策单元进一步包括lcd温度预测模块，通过对接收到的待打印的3d模型数据进行分析，提取3d模型的分片数据，根据分片数据获取对应的lcd遮挡映射关系，并根据lcd的遮挡映射关系预估当次3d打印作业的lcd屏幕的最高温度，当预测值小于第一预设值时，执行第一冷却组件的开启工作，并设置第二冷却组件为禁用状态，同时抽取冷却板中的冷却介质，并发送抽取完成信号至风险监督单元，所述风险监督单元将于抽取冷却液相关的字段进行选中标记。

3.如权利要求2所述的一种lcd打印机冷却系统，其他特征在于，所述lcd温度预测模块为设置在所述lcd打印机上，并与lcd打印机相联接的后端服务器通信，获取后端服务器的计算结果，并根据结算结果输出lcd屏幕在当次打印作业中的温度预测情况。

4.如权利要求3所述的一种lcd打印机冷却系统，其特征在于，所述风险管理方案包括将用户输入第二预设值做为lcd屏幕的初级风险值温度值，当检测到所述lcd屏幕的温度大于所述第二预设值时，同时开启所述第一冷却组件和所述第二冷却组件，并发送反馈信息至用户终端，告知用户无法执行用户输入的打印精度。

5.如权利要求4所述的一种lcd打印机冷却系统，其特征在于，用户输入第三预设值做为lcd屏幕得最终风险值温度值，当检测到所述lcd屏幕的温度大于所述第三预设值时，停止当次的打印工作，并告知用户打印错误的同时发送反馈信息至管理员终端设备进行错误报警。

6.如权利要求5所述的一种lcd打印机冷却系统，其特征在于，当需要同时开启所述第一冷却组件和所述第二冷却组件时，所述风险监督单元判断是否接收到所述第二冷却组件发送的抽取完成信号，即检测相关的字段是否被选中标记，当相关字段被选中标记时，控制冷却泵重新填充冷却液至冷却板执行冷却工作，若当所述相关字段未被选中标记时，直接发送告警信息至管理员的终端处，说明当次的打印作业中的部分关联组件并未正常工作。

7.如权利要求2所述的一种lcd打印机冷却系统，其特征在于，当预测值大于第一预设值时，而用户输入打印精度的量化等级小于第一阈值时，执行第一冷却组件的关闭工作，并设置第二冷却组件为开启状态，同时不需要从冷却板中抽取冷却液。

8.如权利要求1所述的一种lcd打印机冷却系统，其特征在于，所述第二冷却组件包括冷却液存储箱，在所述冷却液存储箱上设置颗粒物检测模块，用于对加入的到冷却液存储箱内的冷却液介质进行杂质检测，通过冷却液的参数和检测到杂质状态计算冷却液折射率以及折射均匀程度；通过设置在所述冷却板上方的激光检测激发模块和设置在所述冷却板下方的激光检测接收模块检测冷却液介质的光线折射率以及折射均匀程度。

9.如权利要求1所述的一种lcd打印机冷却系统，其特征在于，所述针对于lcd打印机的光源部分采用风冷方式进行主动热，并且风冷中的制冷组件的功率与光源的功率正相关进一步包括：通过温度感测器监督工作状态的光源部分，所述光源部分的冷却散热系统为与针对lcd部分的并联的独立散热系统，所述温度感测器实施检测光源部分的中心温度，所述中心温度与对应的冷却散热系统中的冷却装置的功率为正相关关系，所述中心温度越高则冷却装置的功率越大，并设置光源过热预警值对应的最高允许的光源工作温度和工作时间，当所述中心温度小于第一光源过热预警值时，允许3d打印设备继续工作，并按照光源部分的中心温度对应冷却装置的功率执行光源冷却散热。

10.一种lcd屏幕的3d打印机，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一所述的lcd打印机冷却系统。

技术总结
本发明公开一种LCD打印机冷却系统，包括第一冷却组件为风冷组件，第二冷却组件为液冷组件，冷却决策单元，根据接收到的数据选择开启的冷却组件，所述接收到的数据为用户输入的打印精度的量化等级，以及LCD最高温度的第一预设值；冷却执行单元，所述LCD打印机通过传感器检测两个冷却组件的初始化情况，检测所述第一冷却组件的最高风扇转速以及所述第二冷却组件中的冷却液折射率以及折射均匀程度，根据预先存储的用户输入的信息与冷却决策的映射关系，自动执行当次打印作业的冷却工作；风险监督单元，通过温度传感器监测LCD屏幕的温度变化，在所述LCD屏幕变化超过预期时，执行风险管理方案。

技术研发人员：张胜哲,曾维棋
受保护的技术使用者：深圳市智能派科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21