[发明专利]一种基于DLP投影光固化三维打印方法及设备

说明书

本发明公开了一种基于DLP投影光固化三维打印方法，具体步骤简述如下：提前构建出物体的三维模型，通过切片直接得出各预打印分层的横截面，并通过相应单元进行处理、分区、标准值判断，降低了数据失真，提高了其打印数据的成型精度，将各预打印区域与不同性能的打印设备进行合理适配，从而确保了物体的成型尺寸精度和精细度，提高了成型效率。另外，还公开了一种与上述基于DLP投影光固化三维打印方法相适配的打印设备。

技术领域

本发明涉及三维打印快速成型技术领域，特别涉及一种基于DLP投影光固化三维打印方法及设备。

背景技术

在DLP投影光固化系统中，其采用的数字芯片通常为数字微镜元件(DMD)，其尺寸固定，通过成像镜头只能实现固定的成像幅面和特征分辨率，因而会导致尺寸与精度不能兼顾的情况，例如：当采用较小尺寸进行高精度投影时，可以实现几微米的零件尺寸特征，但是这样一来会限制零件的整体成型速度的提升；当采用较大尺寸投影时，可有效地保证零件的成型速度，但零件中的精细特征却严重失真，成像精度得不保证，且能量不能充分利用。现有技术解决上述问题的方法主要包括以下两种：(1)拼接数字芯片阵列，但此种方法价格昂贵，提高了工艺成本，同时无法保证极小的拼接间隙，难以保证成型精度；(2)拼接成像面法，通过对成像面进行划分区域拼接曝光，但效率较低。亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于DLP投影光固化三维打印方法，其包括以下步骤：

步骤一、建模：通过建模单元建立需要打印物体的三维模型；

步骤二、生产横截面：将上述三维模型导入数字切片单元内，并设定层厚，生产N个Z轴横截面；

步骤三、生成图像：通过图像处理单元将上述横截面生成由轮廓线构成的图像，并进行灰度处理；

步骤四、计算单元：设置有打印区域区分单元，其根据上述图像的灰度分布区分出不同预打印区域；

步骤五、打印数据生成：将各上述预打印区域对应的图像生成打印数据，并将其发送至下位机运动平台及成型平台；

与此同时，借助计算单元计算出各个上述预打印区域的面积值A1、A2、A3......An；

步骤六、打印设备选择：

将上述预打印区域面积值传输至比较判定单元，且预设判定标准值B；

当An≥B时，选定第一打印装置进行打印；当An＜B时，选定第二打印装置进行打印；

第一打印装置为放大成像光路，第二打印装置为缩小成像光路。

作为优选方案，沿光传播路径，第一打印装置依序布置有第一光源、第一数字微镜元件、凹透镜、反射镜；沿光传播路径，第二打印装置依序布置有第二光源、第二数字微镜元件、凸透镜。

作为优选方案，根据所述打印数据，生成运动路径；成型平台设置于树脂槽的正上方，下位机运动平台设置于树脂槽的下方；驱动运动平台作X、Y方向运动，成型平台作Z方向运动；通过驱动运动平台完成物体单层的平面成型，而后，成型平台移动一个层厚的距离，再固化下一层面。

作为优选方案，对树脂槽内的光敏树脂通过电加热装置进行预热，且通过红外测温装置实时监测光敏树脂上表面的温度值。

作为优选方案，电加热装置及红外测温装置均与控制器相连。

通过比较判定单元将各打印区域的面积值与预设判定标准值B进行比较，适配具有不同光路成像系统的两种打印装置。缩小成像光路适用于面积较小预打印区域，具有打印精细度高的特点，而放大成像光路适用于面积较大预打印区域，在满足相应打印精细度的前提下，其具有较高的打印效率，因而，不但满足了物体成型精度和成型尺寸要求，且兼顾了成型效率。