PEEK打印過程中環(huán)境溫度對(duì)成型質(zhì)量比較重要，之前YangC等的研究已經(jīng)確定了PEEK450G型號(hào)下的最佳環(huán)境溫度是100-130°C，尤其是50-100°C之間對(duì)結(jié)晶度提升最大，100°C之后的提升效果不佳。因此為了提供穩(wěn)定的環(huán)境溫度，且一定程度降低高溫能耗，我們將環(huán)境加熱溫度控制在90-100°C之間，個(gè)別情況下可以加大功率提高溫度。

這里采用的加熱裝置主要是PTC加熱器＋熱輻射燈組合使用。PTC加熱器是作為長時(shí)間加熱出風(fēng)，升溫時(shí)間較長，但是出風(fēng)量大，溫度也高，可加熱空間大；熱輻射燈是作為短時(shí)間加熱，升溫時(shí)間很短，但是加熱空間很小，集中于發(fā)熱體周圍，此外，其他熱輻射形式都可以作為輻射燈來使用。PTC加熱器安裝在左板靠近3D打印加工平臺(tái)處，熱輻射燈安裝在右板靠近打印平臺(tái)處，并將其鋁合金外殼對(duì)準(zhǔn)打印區(qū)域附近，形成包覆面。在打印開始前，先加熱PTC加熱器，升溫到設(shè)定溫度時(shí)保溫幾分鐘，讓熱量充滿箱體，隨后開啟熱輻射燈，覆蓋打印區(qū)域，彌補(bǔ)不足的環(huán)境溫度，同時(shí)打印過程也可以開始。通過短期和長期溫度加熱，可以將環(huán)境溫度穩(wěn)定在一般的溫度區(qū)間（90°C）。

本次沒有采用單獨(dú)控制的加熱室，主要是考慮到不影響打印頭移動(dòng)，本套系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)需要從調(diào)零開始，一旦加熱室密封，會(huì)限制打印頭和打印平臺(tái)之間移動(dòng)，也會(huì)影響打印精度，因此選擇了整體內(nèi)腔加熱的方式。但是整機(jī)的一些部件，比如塑料支撐件、同步帶等受環(huán)境溫度影響大，當(dāng)溫度超過100°c以上會(huì)發(fā)生熱變形，因此為了進(jìn)一步提高環(huán)境溫度（150°C），需要對(duì)成型室進(jìn)行后續(xù)的改進(jìn)，縮小不必要的加溫區(qū)域，保護(hù)易受高溫影響的組件。

電氣控制系統(tǒng)的好壞和軟硬件配置的高低決定著打印系統(tǒng)的性能，硬件控制系統(tǒng)主要包括電源模塊、按鍵顯示模塊、主控CPU及其電路模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、擠出控制模塊、溫度控制模塊和通信摸塊。3D打印系統(tǒng)的硬件電路比較簡單，，主控芯片讀取上位機(jī)或SD卡中的目標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶按鍵指令開始打印，按鍵包括開始、暫停、選擇等功能。主控芯片讀取到指令后進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，輸出信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)芯片，進(jìn)而控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)x、y、z和噴頭部分的運(yùn)動(dòng)。

對(duì)于普通的桌面級(jí)3D打印機(jī)設(shè)計(jì)，通常采用ArduinoＭega系列的開源集成主控板，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)集中于主板上。本次采用的是ChiTuPro主控板，集成5路32細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，3路限位開關(guān)，3路熱敏電阻，一個(gè)SD卡座，一個(gè)USB接口，一個(gè)電源插座。與此同時(shí)，還配有數(shù)字電位器，用于調(diào)節(jié)電機(jī)電流，擴(kuò)展模塊包括Wifi模塊、大電機(jī)驅(qū)動(dòng)和其他功能拓展模塊。

本次溫度控制模塊作為擴(kuò)展模塊獨(dú)立出來。主要是由于溫度加熱高，直接連接主板超過了額定電流；其次是由于有三項(xiàng)溫度控制，打印頭、PTC加熱器和熱輻射燈，獨(dú)立在溫控面板上方便操作。因此，采用3通道智能溫控儀進(jìn)行控制，型號(hào)為XTＭA，調(diào)節(jié)方式為PID控制。溫控以輸入信號(hào)可以通過內(nèi)部參數(shù)SN更改，輸出為繼電器輸出，配合不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以控制加熱設(shè)備。

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