[发明专利]一种3D打印机中光强智能控制方法

说明书

本发明公开了一种3D打印机中光强智能控制方法，其通过光源电路分区控制和光强补偿的方式来调整投影的光线均匀度，光源电路分区控制中将透过投影面的光强制作成光路曲面，并根据曲面数据进行分层，连接并控制同一层内的灯珠的光照强度，不同区域间光强可调至同一均值，从而实现光强一致。光强补偿中通过光强补偿图片循环重复对光强进行补偿，将亮处变暗，暗处变亮，最终循环多次之后得到理想的光强补偿图片，光强补偿图片应用到光固化打印机投影成像系统，实现投影面光强分布均匀，提高打印精度。

技术领域

本发明属于3D打印领域，具体涉及一种3D打印机中光强智能控制方法。

背景技术

光固化快速成型技术是一种高精度的增材制造工艺，光源根据三维模型的横截面照射在光固化树脂，使光固化树脂固化成型后层层累积，最终构成三维模型实体。一些现有的光固化3D打印机使用LCD投影屏，投影屏上方盛有光固化树脂，所需打印模型的横截面层层传输到投影屏上，投影屏底部安装的光源照射到投影屏上，投影屏上的树脂按照投影屏上的图案层层固化。

在面曝光打印机(如DLP，LCD等)打印过程中，由于各种原因，打印面投影光强会出现不同强度的光强分布不均匀现象，这种光强分布不均匀对模型打印精度及成功率造成很大的影响。现有的光强均匀度矫正方法将亮度强的部分通过灰度补偿图像降低亮度，使其投影面的光强分布均匀。但是这种方法会损失大部分光强，导致投影面过暗，影响打印效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印机中光强智能控制方法，其通过光子可控性智能生产(Controlled photonic intelligent production)技术，通过分层控制区域光强进行光强的粗调，再通过补偿图片对图像进行逐像素补偿的细调，实现投影面光强分布均匀。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

1、一种3D打印机中光强智能控制方法，其特征在于，其通过光源电路分区控制和光强补偿的方式来调整投影的光线均匀度；

其中，光源电路分区控制方法如下：

a.将所有灯珠光源强度调至最大，使用传感器记录屏幕不同区域的透光强度；

b.使用样条插值法生成连续变化的光强曲面，记录光强曲面信息；

c.根据光强曲面信息，将其分层，根据分层方式调整灯珠电路，使得同一层内的灯珠处于同一路控制；

d.分别控制不同层的区域光强，将其调至均值，粗调屏幕的光强均匀度；

其中，生成光强均匀补偿图片光强补偿方式如下：

(1)将相机固定在投影面上方，确保相机可以拍摄整个投影面；

(2)将相机和3D打印机分别连接电脑，确保补偿程序能够控制3D打印机正确投影；

(3)补偿程序控制3D打印机显示矫正图并控制相机拍摄该矫正图，分析矫正图获取透视变化矩阵；

(4)补偿程序控制3D打印机显示2幅坐标检测点图像并控制相机得到投影图像，分析这两幅图像监测点的变化，得到实际3D打印机显示屏坐标系；

(5)补偿程序控制3D打印机依次投影灰度值不同的两张的图片，获取并提取出各自的投影区图片，记录两幅灰度图片下的各像素对应的灰度值；

(6)补偿程序控制3D打印机显示模块投影补偿图片，首次为白图，分析并计算合理的灰度值下限；

(7)循环遍历投影区域图片的各个像素，对图像进行逐像素补偿；

(8)循环步骤(6)-(7)，得到最终补偿图片，细调屏幕的光强均匀度。