[发明专利]三维结构打印方法以及系统

权利要求书

1.一种三维结构打印方法，其特征在于，所述三维结构打印方法包括步骤：

A. 获取打印对象的3D数据；

B. 根据所获取的3D数据来提供打印对象的位相结构灰度图形分布；以及

C. 基于所提供的位相结构灰度图形分布，使用光学位相调制器件对入射光进行位相调制，以形成打印对象的三维结构光场分布并通过其与打印材料作用，从而打印出打印对象的三维结构。

2.根据权利要求1所述一种三维结构打印方法，其特征在于，所述三维结构打印方法还包括在步骤C中：使所述光学位相调制器件与用于微缩的投影光学装置相结合，用以打印出具有微结构的打印对象的三维结构，所述微结构的尺寸不大于0.5mm；或者

使所述光学位相调制器件与用于放大的投影光学装置相结合，用以打印出具有大结构的打印对象的三维结构，所述大结构的尺寸不小于1m。

3.根据权利要求1所述一种三维结构打印方法，其特征在于，在步骤B中是通过对所获取的3D数据进行函数变换处理来提供所述位相结构灰度图形分布，该函数变换包括迭代傅里叶变换；或者

通过对所获取的3D数据进行分层处理，然后将已分层处理后的3D数据进行函数变换处理，以提供打印对象的位相结构灰度图形分布图像并将其进行叠加处理来提供所述位相结构灰度图形分布，该函数变换包括迭代傅里叶变换。

4.根据权利要求1所述一种三维结构打印方法，其特征在于，所述光学位相调制器件是空间光调制器件（SLM），在步骤C中是将所提供的位相结构灰度图形分布输入到所述空间光调制器件（SLM）以与所述入射光形成打印对象的所述三维结构光场分布；或者

所述光学位相调制器件是介质型光学位相调制器件，在步骤C中是将所提供的位相结构灰度图形分布转变成为介质表面上的台阶结构，从而形成所述介质型光学位相调制器件。

5.根据权利要求4所述一种三维结构打印方法，其特征在于，所述位相结构灰度图形分布是被输入到激光直写装置或者电子束光刻装置上，通过图形光刻和蚀刻工艺处理而使其转变成为所述介质表面上的台阶结构。

6.根据权利要求1-5中任一项所述一种三维结构打印方法，其特征在于，在步骤A中是通过构建打印对象的3D形貌分布模型、或者通过对打印对象的实物进行3D扫描来获取所述3D数据的。

7.根据权利要求1-5中任一项所述一种三维结构打印方法，其特征在于，所述打印材料为包括紫外光敏树脂的光敏材料，并且在步骤C中通过光固化方式将所述光敏材料一次性打印出打印对象的三维结构。

8.根据权利要求1-5中任一项所述一种三维结构打印方法，其特征在于，所述入射光包括激光，所述激光包括紫外波长的脉冲激光。

9.一种三维结构打印系统，其特征在于，所述三维结构打印系统包括：

第一单元，其被设置成用于提供打印对象的3D数据；

第二单元，其被设置成用于根据所述3D数据来提供打印对象的位相结构灰度图形分布；

打印装置，其提供入射光；以及

光学位相调制器件，其被设置成基于所述位相结构灰度图形分布来对所述入射光进行位相调制，以形成打印对象的三维结构光场分布，以便通过该三维结构光场分布与打印材料作用，从而使用所述打印装置打印出打印对象的三维结构。

10.根据权利要求9所述一种三维结构打印系统，其特征在于，所述三维结构打印系统还包括：

用于微缩的投影光学装置，其被设置成与所述光学位相调制器件相结合，用以打印出具有微结构的打印对象的三维结构，所述微结构的尺寸不大于0.5mm；或者

用于放大的投影光学装置，其被设置成与所述光学位相调制器件相结合，用以打印出具有大结构的打印对象的三维结构，所述大结构的尺寸不小于1m。