光固化3D打印机及其光源补偿打印方法技术

一种光固化3D打印机及其光源补偿打印方法，光固化3D打印机具有处理单元、激光扫描单元、能量检测单元及打印平台。于打印前，能量检测单元检测激光扫描单元在打印平台的各个区域上所能提供的输出功率值。处理单元依据激光扫描单元提供给工作区域的输出功率值分别计算各个区域所需的增益值，并且取得目前采用的成型材料所对应的标准照射次数，再依据标准照射次数及各个区域的增益值分别计算各个区域的补偿照射次数。接着，处理单元依据各个区域的补偿照射次数控制激光扫描单元对打印平台的各个区域进行扫描，以打印3D物件。

UV curing 3D printer and its light compensation printing method

【技术实现步骤摘要】
光固化3D打印机及其光源补偿打印方法
本专利技术涉及3D打印机，尤其涉及光固化3D打印机。
技术介绍
有鉴于3D打印技术的成熟，以及3D打印机的体积缩小与价格降低，近年来3D打印机实以极快的速度普及化。目前市场上存在着多种不同类型的3D打印机，而其中光固化式(Stereolithography,SLA)3D打印机因为具有较高的精确度，且可以一次打印多个精细的物件，而受到消费者的喜爱。SLA式3D打印机主要具备有激光扫描单元(LaserScanningUnit)。3D打印机依据切层处理所得的3D影像控制激光扫描单元将激光对应照射在成型材料表面，令成型材料固化，藉此形成具有对应形状的3D物件。所述激光扫描单元可提供一个激光光源，该激光光源可经过折射后打在打印平台上的不同区域。然而，这个激光光源有一个硬件上的问题，即激光光源打在打印平台的不同区域上时，可能会因为折射角度不同或是照射距离不同而有不同的功率(一般来说，越靠近折射点的区域的功率会越强，而越远离折射点的区域的功率越弱)。承上所述，当3D打印机控制激光扫描单元对成型平台表面的成型材料进行照射，且令激光扫描单元在所有区域皆照射相同的次数时(或是皆照射相同的时间)，可能会令成型材料的各个位置分别具有不同的固化程度。另外，如上所述，激光光源照射在远离折射点的区域的功率可能较弱，甚至可能无法达到成型材料固化所需的固化能量。因此，打印平台上将会有一部分的区域无法被使用(例如激光扫描单元可以涵盖的所有区域的总长度为14厘米，但输出功率足够而可被用来打印的部分可能只有较靠近折射点的10厘米)，而造成了硬件浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光固化3D打印机及其光源补偿打印方法，可以对打印平台上无法被激光扫描单元满足的区域进行补偿。于本专利技术的一实施例中，所述光固化3D打印机主要包括：一水槽，用以容置一成型材料；一打印平台，受控制以浸入该成型材料中，并且该打印平台上划分为多个区域；一激光扫描单元，设置于该水槽上方，提供一线光源以照射该打印平台上的该多个区域；一能量检测单元，分别检测该激光扫描单元于各该区域上的一输出功率值；一处理单元，电性连接该打印平台、该激光扫描单元及该能量检测单元，依据该多个区域中的一工作区域的该输出功率值以及该工作区域周围的多个延伸区域的该输出功率值分别计算各该区域的一增益值，并取得该成型材料所对应的一标准照射次数，再依据该标准照射次数及各该区域的该增益值分别计算各该区域的一补偿照射次数；其中，该处理单元依据各该区域的该补偿照射次数控制该激光扫描单元照射该打印平台的各该区域，以打印对应的一切层物件。如上所述，其中更包括一记忆单元，电性连接该处理单元，该记忆单元储存一照射次数对照表，该照射次数对照表记录多个成型材料所分别对应的该标准照射次数。如上所述，其中更包括一人机界面，电性连接该处理单元，接受一外部操作以对该处理单元设定目前采用的该成型材料。如上所述，其中该增益值为并且该增益值大于或等于1。如上所述，其中该处理单元分别计算该标准照射次数与各该区域的该增益值的一乘积值，并将该些乘积值分别做为各该区域的该补偿照射次数。于本专利技术的一实施例中，所述光源补偿打印方法主要应用于所述光固化3D打印机，并且包括下列步骤：a)分别检测该激光扫描单元于各该区域上的一输出功率值；b)该处理单元依据该多个区域中的一工作区域的该输出功率值以及该工作区域周围的多个延伸区域的该输出功率值分别计算各该区域的一增益值；c)取得该成型材料所对应的一标准照射次数；d)该处理单元依据该标准照射次数及各该区域的该增益值分别计算各该区域的一补偿照射次数；及e)该处理单元依据各该区域的该补偿照射次数控制该激光扫描单元照射该打印平台的各该区域，以打印对应的一切层物件。如上所述，其中该光固化3D打印机更包括一人机界面，该步骤c)是由该人机界面接受一外部操作以对该处理单元设定该成型材料，并取得该成型材料对应的该标准照射次数。如上所述，其中该光固化3D打印机更包括一记忆单元，储存一照射次数对照表，该照射次数对照表记录多个成型材料所分别对应的该标准照射次数，该步骤c)是依据所设定的该成型材料查询该照射次数对照表，以取得对应的该标准照射次数。如上所述，其中该步骤b)是藉由一第一计算式：计算各该区域的该增益值，并且该增益值大于或等于1，该步骤d)是分别计算该标准照射次数与各该区域的该增益值的一乘积值，并且将该些乘积值分别做为各该区域的该补偿照射次数。如上所述，其中该步骤e)包括下列步骤：e1)该处理单元依据所接收的一3D影像控制该激光扫描单元对各该区域进行对应照射；e2)判断各该区域的照射次数是否分别到达各自的该补偿照射次数；e3)于任一区域的照射次数到达对应的该补偿照射次数时控制该激光扫描单元停止照射该区域；及e4)于所有区域的照射次数皆到达各自的该补偿照射次数前重复执行该步骤e1)至该步骤e3)。相对于相关技术，本专利技术可对3D打印机上的激光扫描单元进行功率补偿，解决了打印平台上的各个区域可能分别从激光扫描单元得到不同的能量的问题，因而可提高所打印的3D物件的精确度。并且，本专利技术藉由对能量不足的区域进行补偿，还可适度扩大激光扫描单元的有效照射范围。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术的第一具体实施例的3D打印机示意图；图2为本专利技术的第一具体实施例的3D打印机方框图；图3为本专利技术的第一具体实施例的3D打印机俯视图；图4为本专利技术的第一具体实施例的功率分布图；图5为本专利技术的第一具体实施例的打印流程图；图6为本专利技术的第一具体实施例的激光照射流程图。其中，附图标记：1…3D打印机；10…处理单元；11…水槽；12…打印平台；13…激光扫描单元；130…照射位置；131…激光光源；132…振镜；14…能量检测单元；15…记忆单元；151…照射次数对照表；16…人机界面；2…成型材料；3…切层物件；41…第一区域；42…第二区域；43…第三区域；44…第四区域；45…第五区域；Px1…第一功率；Px2…第二功率；Px3…第三功率；Px4…第四功率；Px5…第五功率；S10～S26…打印步骤；S30～S40…照射步骤。具体实施方式兹就本专利技术的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。参阅图1及图2，分别为本专利技术的第一具体实施例的3D打印机示意图及3D打印机方框图。本专利技术揭露了一种光固化3D打印机(下面简称为打印机1)，所述打印机1主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化3D打印机，其特征在于，包括：/n一水槽，用以容置一成型材料；/n一打印平台，受控制以浸入该成型材料中，并且该打印平台上划分为多个区域；/n一激光扫描单元，设置于该水槽上方，提供一线光源以照射该打印平台上的该多个区域；/n一能量检测单元，分别检测该激光扫描单元于各该区域上的一输出功率值；/n一处理单元，电性连接该打印平台、该激光扫描单元及该能量检测单元，依据该多个区域中的一工作区域的该输出功率值以及该工作区域周围的多个延伸区域的该输出功率值分别计算各该区域的一增益值，并取得该成型材料所对应的一标准照射次数，再依据该标准照射次数及各该区域的该增益值分别计算各该区域的一补偿照射次数；/n其中，该处理单元依据各该区域的该补偿照射次数控制该激光扫描单元照射该打印平台的各该区域，以打印对应的一切层物件。/n

【技术特征摘要】
1.一种光固化3D打印机，其特征在于，包括：
一水槽，用以容置一成型材料；
一打印平台，受控制以浸入该成型材料中，并且该打印平台上划分为多个区域；
一激光扫描单元，设置于该水槽上方，提供一线光源以照射该打印平台上的该多个区域；
一能量检测单元，分别检测该激光扫描单元于各该区域上的一输出功率值；
一处理单元，电性连接该打印平台、该激光扫描单元及该能量检测单元，依据该多个区域中的一工作区域的该输出功率值以及该工作区域周围的多个延伸区域的该输出功率值分别计算各该区域的一增益值，并取得该成型材料所对应的一标准照射次数，再依据该标准照射次数及各该区域的该增益值分别计算各该区域的一补偿照射次数；
其中，该处理单元依据各该区域的该补偿照射次数控制该激光扫描单元照射该打印平台的各该区域，以打印对应的一切层物件。


2.根据权利要求1所述的光固化3D打印机，其特征在于，更包括一记忆单元，电性连接该处理单元，该记忆单元储存一照射次数对照表，该照射次数对照表记录多个成型材料所分别对应的该标准照射次数。


3.根据权利要求1所述的光固化3D打印机，其特征在于，更包括一人机界面，电性连接该处理单元，接受一外部操作以对该处理单元设定目前采用的该成型材料。


4.根据权利要求1所述的光固化3D打印机，其特征在于，该增益值为并且该增益值大于或等于1。


5.根据权利要求4所述的光固化3D打印机，其特征在于，该处理单元分别计算该标准照射次数与各该区域的该增益值的一乘积值，并将该些乘积值分别做为各该区域的该补偿照射次数。


6.一种光固化3D打印机的光源补偿打印方法，应用于一光固化3D打印机，其特征在于，该光固化3D打印机具有一处理单元、用以容置一成型材料的一水槽、划分为多个区域的一打印平台及提供一线光源以照射该打印平台上的该多个区域的一激光扫描单元，该光源补偿打印方法包括下列步骤：
a)分别检测该激光扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朋旸，
申请(专利权)人：三纬国际立体列印科技股份有限公司，金宝电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71