[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种协同打印切片的大型双喷头FDM 3D打印机及其使用方法，能够通过控制组件协同2个喷头的打印工作，实现切片模型的分区连续打印，有效地提高FDM 3D打印机的工作效率。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种协同打印切片的大型双喷头FDM 3D打印机，包括X向位移组件（A）、X向位移组件（B）、喷头组件（A）、喷头组件（B）、Z向位移组件（A）、Z向位移组件（B）、Y向位移组件（A）、Y向位移组件（B）、打印平台、基板、控制组件和打印件；打印平台固定安装在基板上；Y向位移组件（A）和Y向位移组件（B）分列在打印平台的两侧，固定安装在基板上；Z向位移组件（A）通过Y向滑块（ZA），与Y向位移组件（A）滑动连接；Z向位移组件（B）通过Y向滑块（ZB），与Y向位移组件（A）滑动连接；X向位移组件（A）通过Z向滑块（XA），与Z向位移组件（A）滑动连接；X向位移组件（B）通过Z向滑块（XB），与Z向位移组件（B）滑动连接；喷头组件（A）通过X向滑块（A），与X向位移组件（A）滑动连接；喷头组件（B）通过X向滑块（B），与X向位移组件（B）滑动连接；控制组件位于打印平台的前面，固定安装在基板上，分别于X向位移组件（A）、X向位移组件（B）、喷头组件（A）、喷头组件（B）、Z向位移组件（A）、Z向位移组件（B）、Y向位移组件（A）、Y向位移组件（B）电连接；打印件位于打印平台上；
[0007] Y向位移组件（A）包括步进电机（YA）、固定支架（YA）、限位开关（YA1）、导柱组件（YA）、同步带组件（YA）、垫板（YA）、限位开关（YA2）和末端支架（YA）；导柱组件（YA）包括导柱（YA1）、导柱（YA2）和导柱（YA3）；Y向位移组件（A）的底端是垫板（YA），并通过垫板（YA）固定安装在基板上，Y向位移组件（A）的两端分别是固定支架（YA）和末端支架（YA），固定支架（YA）和末端支架（YA）固定安装在垫板（YA）上；步进电机（YA）安装在固定支架（YA）上；在固定支架（YA）和末端支架（YA）之间，安装有导柱组件（YA）和同步带组件（YA）；在导柱（YA1）靠近固定支架（YA）的一端，安装有限位开关（YA1）；在导柱（YA1）靠近末端支架（YA）的一端，安装有限位开关（YA2）；
[0008] Y向位移组件（B）包括步进电机（YB）、固定支架（YB）、限位开关（YB1）、导柱组件（YB）、同步带组件（YB）、垫板（YB）、限位开关（YB2）和末端支架（YB）；导柱组件（YB）包括导柱（YB1）、导柱（YB2）和导柱（YB3）；Y向位移组件（B）的底端是垫板（YB），并通过垫板（YB）固定安装在基板上，Y向位移组件（B）的两端分别是固定支架（YB）和末端支架（YB），固定支架（YB）和末端支架（YB）固定安装在垫板（YB）上；步进电机（YB）安装在固定支架（YB）上；在固定支架（YB）和末端支架（YB）之间，安装有导柱组件（YB）和同步带组件（YB）；在导柱（YB1）靠近固定支架（YB）的一端，安装有限位开关（YB1）；在导柱（YB1）靠近末端支架（YB）的一端，安装有限位开关（YB2）；
[0009] Z向位移组件（A）包括步进电机（ZA）、固定支架（ZA）、导柱（ZA1）、导柱（ZA2）、限位开关（ZA1）、丝杠组件（ZA）、Y向滑块（ZA）和限位开关（ZA2）；步进电机（ZA）安装在固定支架（ZA）上；Y向滑块（ZA）安装在导柱组件（YA）上；在固定支架（ZA）和Y向滑块（ZA）之间，安装有导柱（ZA1）、导柱（ZA2）和丝杠组件（ZA）；在导柱（ZA1）靠近固定支架（ZA）的一端，安装有限位开关（ZA1）；在导柱（ZA1）靠近Y向滑块（ZA）的一端，安装有限位开关（ZA2）；
[0010] Z向位移组件（B）包括步进电机（ZB）、固定支架（ZB）、导柱（ZB1）、导柱（ZB2）、限位开关（ZB1）、丝杠组件（ZB）、Y向滑块（ZB）和限位开关（ZB2）；步进电机（ZB）安装在固定支架（ZB）上；Y向滑块（ZB）安装在导柱组件（YB）上；在固定支架（ZB）和Y向滑块（ZB）之间，安装有导柱（ZB1）、导柱（ZB2）和丝杠组件（ZB）；在导柱（ZB1）靠近固定支架（ZB）的一端，安装有限位开关（ZB1）；在导柱（ZB1）靠近固定支架（ZB）的一端，安装有限位开关（ZB2）；
[0011] X向位移组件（A）包括步进电机（XA）、固定支架（XA）、位移支架（XA）、导柱（XA1）、导柱（XA2）、同步带组件（XA）、Z向滑块（XA）和限位开关（XA）；步进电机（XA）安装在固定支架（XA）上；Z向滑块（XA）滑动连接在导柱（ZA1）和导柱（ZA2）上，由丝杠组件（ZA）传动；固定支架（XA）和位移支架（XA）分别安装在Z向滑块（XA）的两侧；位移支架（XA）上安装有导柱（XA1）、导柱（XA2）和同步带组件（XA）；导柱（XA1）和导柱（XA2）分别位于同步带组件（XA）的两侧；在导柱（XA1）靠近Z向滑块（XA）的一端，安装有限位开关（XA）；
[0012] X向位移组件（B）包括步进电机（XB）、固定支架（XB）、位移支架（XB）、导柱（XB1）、导柱（XB2）、同步带组件（XB）、Z向滑块（XB）和限位开关（XB）；步进电机（XB）安装在固定支架（XB）上；Z向滑块（XB）滑动连接在导柱（ZB1）和导柱（ZB2）上，由丝杠组件（ZB）传动；固定支架（XB）和位移支架（XB）分别安装在Z向滑块（XB）的两侧；位移支架（XB）上安装有导柱（XB1）、导柱（XB2）和同步带组件（XB）；导柱（XB1）和导柱（XB2）分别位于同步带组件（XB）的两侧；在导柱（XB1）靠近Z向滑块（XB）的一端，安装有限位开关（XB）；
[0013] 喷头组件（A）包括喷头（A）、X向滑块（A）和料丝（A）；料丝（A）从喷头（A）的上端输入；喷头（A）与X向滑块（A）固定连接；X向滑块（A）与导柱（XA1）、导柱（XA2）滑动连接；
[0014] 喷头组件（B）包括喷头（B）、X向滑块（B）和料丝（B）；料丝（B）从喷头（B）的上端输入；喷头（B）与X向滑块（B）固定连接；X向滑块（B）与导柱（XB1）、导柱（XB2）滑动连接；
[0015] 控制组件具有电动控制和数据处理两项功能；控制组件与喷头组件（A）电连接，控制喷头组件（A）中的步进电机，驱动挤出机实现料丝（A）的送给；控制组件与喷头组件（B）电连接，控制喷头组件（B）中的步进电机，驱动挤出机实现料丝（A）的送给；控制组件与步进电机（XA）电连接，驱动同步带组件（XA），带动滑动连接在导柱（XA1）和导柱（XA2）上的喷头组件（A），实现X向移动；控制组件与步进电机（XB）电连接，驱动同步带组件（XB），带动滑动连接在导柱（XB1）和导柱（XB2）上的喷头组件（A），实现X向移动；控制组件与步进电机（ZA）电连接，驱动丝杠组件（ZA），带动滑动连接在导柱（ZA1）和导柱（ZA2）上的X向位移组件（A），实现Z向移动；控制组件与步进电机（ZB）电连接，驱动丝杠组件（ZB），带动滑动连接在导柱（ZB1）和导柱（ZB2）上的X向位移组件（B），实现Z向移动；控制组件与步进电机（YA）电连接，驱动同步带组件（YA），带动滑动连接在导柱（YA1）、导柱（YA2）和导柱（YA3）上的Z向位移组件（A），实现Y向移动；控制组件与步进电机（YB）电连接，驱动同步带组件（YB），带动滑动连接在导柱（YB1）、导柱（YB2）和导柱（YB3）上的Z向位移组件（B），实现Y向移动；控制组件与打印平台电连接，可启动加热装置对打印平台进行预热；控制组件可对输入3D打印机的切片模型进行数据处理，依据X向位移组件（A）在Y向的宽度尺寸H（X向位移组件（B）在Y向的宽度尺寸亦为H），进行切片间的打印区域划分，协同两个喷头的打印工作，实现切片间的分区连续打印。
[0016] 一种协同打印切片的大型双喷头FDM 3D打印机使用方法，包括以下步骤：
[0017] 1）给一种协同打印切片的大型双喷头FDM 3D打印机接通电源；
[0018] 2）X轴检查
[0019] 依据限位开关（XA）的触发信号，确认喷头（A）归位于自身在X方向的起始位置；依据限位开关（XB）的触发信号，确认喷头（B）归位于自身在X方向的起始位置；
[0020] 3）Z轴检查
[0021] 依据限位开关（ZA2）的触发信号，确认喷头（A）归位于自身在Z方向的起始位置；依据限位开关（ZB2）的触发信号，确认喷头（B）归位于自身在Z方向的起始位置；
[0022] 4）Y轴检查
[0023] 依据限位开关（YA1）的触发信号，确认喷头（A）归位于自身在Y方向的起始位置；依据限位开关（YB1）的触发信号，确认喷头（B）归位于自身在Y方向的起始位置；
[0024] 5）将打印件的切片模型数据输入控制组件；
[0025] 6）控制组件对切片模型数据进行分析与处理，具体处理规则如下：
[0026] （1）切片上打印区域的划分
[0027] 设定由X向位移组件（A）和喷头组件（A）组成的装配体在Y向的最大轮廓尺寸为H（由X向位移组件（B）和喷头组件（B）组成的装配体在Y向的最大轮廓尺寸亦为H）；依据尺寸H和切片模型上每一个切片在Y向上的最大轮廓尺寸进行打印区域的划分；设定打印件的切片模型的切片数量为N， ，则第n个切片上打印区域的数量S可计算如下：
[0028]
[0029] 当S为整数时，第n个切片可被划分为S个打印区域，当S为非整数时，第n个切片可被划分为（S+1）个打印区域；
[0030] （2）切片上打印区域的编号
[0031] 对于S不小于3的切片上的打印区域，从“1”开始沿着Y向由小到大编号；
[0032] （3）两个喷头打印工作的协同
[0033] a）对于S小于3的第n个切片，当由一个喷头完成该切片的打印任务后，才能由另外一个喷头开始第（n+1）个切片的打印任务；
[0034] b）对于打印区域数目不小于3的第n个切片，当喷头开始打印切片上的第3个打印区域时，另外一个喷头就可以开始打印第（n+1）个切片上的第1个打印区域；
[0035] c）当喷头（A）完成一个切片的打印任务后，喷头组件（A）在同步带组件（XA）的驱动下，向着步进电机（XA）一侧移动直至触发限位开关（XA）停止下来；接着X向位移组件（A）在丝杠组件（ZA）的驱动下，向着步进电机（ZA）一侧移动直至触发限位开关（ZA1）停止下来；然后Z向位移组件（A）在同步带组件（YA）的驱动下，向着步进电机（YA）一侧移动直至触发限位开关（YA1）停止下来；最后进行相关的操作使得喷头（A）回归到起始位置，以执行下一个切片的打印任务；
[0036] d）当喷头（B）完成一个切片的打印任务后，喷头组件（B）在同步带组件（XB）的驱动下，向着步进电机（XB）一侧移动直至触发限位开关（XB）停止下来；接着X向位移组件（B）在丝杠组件（ZB）的驱动下，向着步进电机（ZB）一侧移动直至触发限位开关（ZB1）停止下来；然后Z向位移组件（B）在同步带组件（YB）的驱动下，向着步进电机（YB）一侧移动直至触发限位开关（YB1）停止下来；最后进行相关的操作使得喷头（B）回归到起始位置，以执行下一个切片的打印任务；
[0037] e）为避免喷头在回归起始位置的过程中与另外一个喷头发生碰撞干涉，限定打印件的最大高度应该满足下述条件：
[0038]
[0039] （4）打印路径的规划
[0040] a）对于打印区域S小于3的切片，将其作为一个打印区域进行截面轮廓和填充的路径规划；
[0041] b）对于打印区域数目不小于3的切片，对其上每一个打印区域分别进行截面轮廓和填充的路径规划；
[0042] 7）启动加热装置对打印平台进行预热；
[0043] 8）控制组件分别控制喷头组件（A）、喷头组件（B）、X向位移组件（A）、X向位移组件（B）、Z向位移组件（A）、Z向位移组件（B）、Y向位移组件（A）、Y向位移组件（B），完成打印件的3D制作工作；
[0044] 9）停止对打印平台的加热；
[0045] 10）喷头（A）、喷头（B）回归到起始位置；
[0046] 11）取下打印件；
[0047] 12）打印工作结束。
[0048] 本发明的有益效果是：
[0049] 本发明设计有两个喷头组件，分别具有独立的X、Y和Z向位移机构，能够借助特殊设定的切片模型数据分析与处理规则，协同两个喷头的打印工作机制，实现连续两切片间的交替同步打印，可有效地提高FDM 3D打印机的工作效率。对于大型3D打印件的制作，本发明在打印效率方面的优势体现的更为明显。
