一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法技术

本发明专利技术公开了一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法，本方法主要采用多头激光引擎阵列，多激光引擎阵列同步打印，有效提升打印产能；图形分解、多头拼接式曝光，根据激光引擎的数量Nx,Ny，将需要打印的图形分解为Nx×Ny份，将每份需要打印的图形分配给指定位置的引擎，分区域同步打印出完整的图形，该方法理论上不限制3D图形的长、宽、高、图形内部的精细程度，打印速度也不会受需要打印的工件的长、宽的影响，相对于传统的3D打印产能，是传统3D打印速度的多倍，属于一种并联式高速动态扫描3D打印技术。

A stereo multi head stitching dynamic skew scanning 3D printing method

The invention discloses a three-dimensional multi-head splicing dynamic oblique scanning 3D printing method, which mainly adopts multi-head laser engine array and multi-head laser engine array to print synchronously so as to effectively enhance printing capacity; pattern decomposition, multi-head splicing exposure, according to the number of laser engines Nx, Ny, the printed graphics will be decomposed into Nx *Ny. In this method, the length, width, height and the fineness of the 3D graphics are not limited theoretically, and the printing speed is not affected by the length and width of the workpiece to be printed. Compared with the traditional 3D printing capacity, this method can print the whole graphics synchronously. The traditional 3D printing speed is more than doubled. It belongs to a parallel high-speed dynamic scanning 3D printing technology.

【技术实现步骤摘要】
一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法
本专利技术涉及一种3D打印，特别是一种采用多头激光引擎阵列、高精度高速超大立体的数字式图形拼接动态扫描3D打印方法。
技术介绍
3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，可打印零件、玩具、鞋子甚至人体器官等，但3D打印普遍存在以下问题：1、打印零部件精度低：传统的打印零部件只能达到100um的精度，更小更细的精度无法达到2、大型零部件难以打印：只能打印较小体积的零部件，打印大型零部件耗时过长3、打印速度慢：打印一个模具通常需要耗时好几个小时，精度越高的模具，耗时时间越长针对上述不足，有必要设计一种新的3D打印系统来满足高精度、超大体积、高速生产的要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法，其特征在于：包括一下步骤：一，3D模型分解，将3D模型分解若干叠加的图层单元，二，根据图层单元的尺寸大小进行激光引擎阵列排布以及制作容器，容器内注入感光物质，并将容器放置于升降承载平台上，激光引擎阵列通过移动承载平台带动而移动，三，启动打印程序，按照从下到上的顺序，将每一需要曝光的图层单元的扫描任务分别下达给控制中心，控制中心控制移动承载平台在X、Y轴构成的平面内移动并启动激光引擎开始对最底层的图层单元进行扫描，激光引擎阵列在移动承载平台的带动下将该层图层单元扫描曝光，被扫描曝光的区域的感光物质产生光铰链反应并固化；四，升降承载平台带动容器沿Z轴方向升高，该高度为激光引擎的最佳成像范围内的焦深值，并注入对应高度的感光物质，进行第二层的图层单元的扫描，激光引擎阵列在移动承载平台的带动下将第二层图层单元扫描曝光；五，升降承载平台带动容器沿Z轴方向升高，按照步骤四的方法继续打印第三层的图层单元，直至最顶层的图层单元，直至最后打印出完整的立体模型。所述步骤五中，未被照射的感光物质通过后续注入的显影液显影溶解掉，从而只留下立体模型。所述激光引擎的工作过程为：将激光光源收集后接入光纤头，光纤头引导激光光源通过DMD点阵阵列，经由DMD点阵阵列调控所需要的曝光图形，并经由光学镜头部件对投影出来的激光光点做缩小以提高图形的分辨率，然后将图形分解为曝光的点阵，藉由平台的移动和DMD透镜快速翻转，将图形采用点阵连续打点，投影打印出来，投影出需要曝光的图形。本专利技术的有益效果是：本方法具有如下优点：1、分辨率高光学镜头对投影出来的激光光点做缩小以提高图形的分辨率，光学镜头的倍率决定了最小分辨率，该倍率可设置为×1，×0.5，×0.2，×0.1或更小；2、打印效率的有效提升引擎阵列可有效提升打印速度，多个引擎同时打印，有效提高打印速度3、打印器件不受限制，打印效率不受器件长宽的影响需要打印的器件长、宽增加，则对应多排列激光引擎，打印器件长、宽不受限制，打印效率不受器件长、宽的影响，同步完成每层图形的曝光打印。具体实施方式本专利技术公开了一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法，包括一下步骤：一，3D模型分解，将3D模型分解若干叠加的图层单元，3D模型分解的分解，将需要打印的3D模型分解做层层分解，然后将每层的图形分解Nx×Ny，Nx表示在X方向上可以排多少个激光引擎，Ny表示在Y方向上可以排多少个激光引擎，二，根据图层单元的尺寸大小进行激光引擎阵列排布以及制作容器，容器内注入感光物质，并将容器放置于升降承载平台上，激光引擎阵列通过移动承载平台带动而移动，按照步骤一中的图形分解方式，在同一个曝光图层单元上，在X方向或是Y方向上将激光引擎阵列排布在支架上，假设该激光引擎的物理宽度为M0（长宽一致），可根据需要打印的图层单元的长L0和宽W0决定并联的激光引擎的数量Nx和Ny，Nx=L0/M0，Ny=W0/M0，则可实现Nx乘以Ny倍率的3D打印速度，有效提升3D打印速度；三，启动打印程序，按照从下到上的顺序，将每一需要曝光的图层单元的扫描任务分别下达给控制中心，控制中心控制移动承载平台在X、Y轴构成的平面内移动并启动激光引擎开始对最底层的图层单元进行扫描，激光引擎阵列在移动承载平台的带动下将该层图层单元扫描曝光，被扫描曝光的区域的感光物质产生光铰链反应并固化；承载平台移动，每个激光引擎将需要曝光的图形同步完成曝光，图形之间无缝拼接，拼成整层的曝光图形，完成单层图形的3D激光打印曝光；四，升降承载平台带动容器沿Z轴方向升高，该高度为激光引擎的最佳成像范围内的焦深值，并注入对应高度的感光物质，进行第二层的图层单元的扫描，激光引擎阵列在移动承载平台的带动下将第二层图层单元扫描曝光；五，升降承载平台带动容器沿Z轴方向升高，按照步骤四的方法继续打印第三层的图层单元，直至最顶层的图层单元，直至最后打印出完整的立体模型。方法中是一层一层做图层单元的曝光成型，每层需要曝光的图层单元的空间位置不同，因而需要曝光的图形的焦面存在差异，升降承载平台通过升降容器针对不同层图形的曝光焦点对应调整激光引擎的高度，不同高度的引擎同时曝光不同焦面的图形，可进一步提高3D打印曝光的速度；受限于感光物质的感光特性和激光成像的特性，离焦后的投影式曝光图形同样会对感光胶做感光固化，所以激光引擎通常只能左右或是上下排列，增加一倍的引擎，即平面上排列Nx×Ny的引擎，立体上再次增加一倍，引擎数量最多排列为Nx×Ny×2，再次提高一倍的3D打印速度。所述步骤五中，未被照射的感光物质通过后续注入的显影液显影溶解掉，从而只留下立体模型。激光引擎的工作过程为：将激光光源收集后接入光纤头，光纤头引导激光光源通过DMD点阵阵列，经由DMD点阵阵列调控所需要的曝光图形，并经由光学镜头部件对投影出来的激光光点做缩小以提高图形的分辨率，然后将图形分解为曝光的点阵，藉由平台的移动和DMD透镜快速翻转，将图形采用点阵连续打点，投影打印出来，投影出需要曝光的图形。以上对本专利技术实施例所提供的一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法，其特征在于：包括一下步骤：一，3D模型分解，将3D模型分解若干叠加的图层单元，二，根据图层单元的尺寸大小进行激光引擎阵列排布以及制作容器，容器内注入感光物质，并将容器放置于升降承载平台上，激光引擎阵列通过移动承载平台带动而移动，三，启动打印程序，按照从下到上的顺序，将每一需要曝光的图层单元的扫描任务分别下达给控制中心，控制中心控制移动承载平台在X、Y轴构成的平面内移动并启动激光引擎开始对最底层的图层单元进行扫描，激光引擎阵列在移动承载平台的带动下将该层图层单元扫描曝光，被扫描曝光的区域的感光物质产生光铰链反应并固化；四，升降承载平台带动容器沿Z轴方向升高，该高度为激光引擎的最佳成像范围内的焦深值，并注入对应高度的感光物质，进行第二层的图层单元的扫描，激光引擎阵列在移动承载平台的带动下将第二层图层单元扫描曝光；五，升降承载平台带动容器沿Z轴方向升高，按照步骤四的方法继续打印第三层的图层单元，直至最顶层的图层单元，直至最后打印出完整的立体模型。

【技术特征摘要】
1.一种立体多头拼接动态斜扫描3D打印方法，其特征在于：包括一下步骤：一，3D模型分解，将3D模型分解若干叠加的图层单元，二，根据图层单元的尺寸大小进行激光引擎阵列排布以及制作容器，容器内注入感光物质，并将容器放置于升降承载平台上，激光引擎阵列通过移动承载平台带动而移动，三，启动打印程序，按照从下到上的顺序，将每一需要曝光的图层单元的扫描任务分别下达给控制中心，控制中心控制移动承载平台在X、Y轴构成的平面内移动并启动激光引擎开始对最底层的图层单元进行扫描，激光引擎阵列在移动承载平台的带动下将该层图层单元扫描曝光，被扫描曝光的区域的感光物质产生光铰链反应并固化；四，升降承载平台带动容器沿Z轴方向升高，该高度为激光引擎的最佳成像范围内的焦深值，并注入对应高度的感光物质，进行第二层的图层单元的扫描，激光引擎阵列在移动承载平...

【专利技术属性】
技术研发人员：敦士军，
申请(专利权)人：中山新诺科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44