一种3D打印方法及3D打印设备技术

本申请是关于一种3D打印方法及3D打印设备。该方法包括：识别模型切片图像的轮廓，将所述图像划分为第一类区域以及第二类区域；其中，所述第一类区域为所述图像中距离所述轮廓预置范围内的区域；所述第二类区域为图像中第一类区域以外的区域；按照预置的曝光参数对所述第一类区域以及所述第二类区域进行曝光，所述第一类区域的曝光量小于所述第二类区域的曝光量。本申请提供的方案，能够减少3D打印过程对切片边缘外侧的影响，提高打印精度。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印方法及3D打印设备
本申请涉及3D打印
，尤其涉及一种3D打印方法及3D打印设备。
技术介绍
3D打印技术是一种快速成型技术，在航空航天、医学、建筑等领域有重要应用价值，它以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体。SLA(StereolithographyAppearance，立体固化成型法)采用液态光敏树脂为原料，在打印过程中将先将三维立体模型切片，然后使用特定波长与强度的紫外光逐层照射到切片上，使切片完成固化。当完成一个切片的固化作业后，升降台在垂直方向移动一个切片的高度，再固化另一个切片，如此层层叠加构成一个三维实体。然而，这种技术存在如下缺陷：由于光的方向和切片不完全垂直、光在树脂中存在折射、散射、漫反射等原因，光会向切片边界外扩散，使得切片边缘外侧固化尺寸增加，切片内部尺寸减小。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种3D打印切片曝光方法、装置及设备，该3D打印切片曝光方法能够减少打印过程对切片边缘外侧的影响，提高打印精度。一种3D打印方法，包括：识别模型切片图像的轮廓，将所述图像划分为第一类区域以及第二类区域；其中，所述第一类区域为延所述轮廓向图像内侧预置宽度的区域；所述第二类区域为图像中第一类区域以外的区域；按照预置的曝光参数对所述第一类区域以及所述第二类区域进行曝光，所述第一类区域的曝光量小于所述第二类区域的曝光量。上述方法中，对于曝光动作可以采用以下方式：所述第一类区域和第二类区域同时开始曝光；或者，开始第一类区域曝光后再开始第二类区域的曝光；或者，开始第二类区域曝光后再开始第一类区域的曝光或者，完成第一类区域的曝光后开始第二类区域的曝光；或者，完成第二类区域的曝光后开始第一类区域的曝光。上述方法中，获得完成切片厚度的树脂光固化所需的必要曝光强度，以及利用该必要曝光强度完成树脂固化的必要曝光时长；所述第二类区域的曝光强度不小于所述必要曝光强度；第二类区域的曝光时长不小于所述必要曝光时长；所述第一类区域的曝光强度不大于所述第二类区域的曝光强度，且大于能够引发树脂光固化的临界曝光强度。本专利技术实施例中，所述第一类区域的曝光时长不大于第二类区域的曝光时长，且不小于所述必要时长的一半。本专利技术实施例中，根据所述必要曝光强度以及必要曝光时长即是必要曝光量；所述第一类区域的曝光量小于所述必要曝光量，且不小于所述必要曝光量的一半。一种3D打印设备，包括：图像处理单元，识别模型切片图像的轮廓，将所述图像划分为第一类区域以及第二类区域；所述第一类区域为延所述轮廓向图像内侧预置宽度的区域；所述第二类区域为图像中第一类区域以外的区域；曝光控制单元，控制曝光单元，按照预置的曝光参数分别对所述第一类区域以及所述第二类区域进行曝光，所述第一类区域的曝光量小于所述第二类区域的曝光量；曝光单元；通过曝光使树脂完成光固化。上述设备中，所述曝光控制单元在执行曝光动作时可以采用以下方法：同时对所述第一类区域和第二类区域开始曝光；或者，按照预置的顺序分别完成第一类区域和第二类区域的曝光。上述设备中，图像处理单元，还用于对模型进行切片；曝光控制单元，获取当前待曝光图像的切片的厚度，获得完成切片厚度的树脂光固化所需的必要曝光强度，以及利用该必要曝光强度完成树脂固化的必要曝光时长；以及，控制所述曝光单元，对所述第二类区域的曝光强度不小于所述必要曝光强度，第二类区域的曝光时长不小于所述必要曝光时长；控制所述曝光单元，对所述第一类区域的曝光强度不大于所述第二类区域的曝光强度，且大于能够引发树脂光固化的临界曝光强度。上述设备中，曝光控制单元，控制所述曝光单元按照第一类区域的曝光强度以及第一类区域的曝光时长曝光得到的曝光量，小于所述必要曝光强度和必要曝光时长所确定的必要曝光量，以及不小于所述必要曝光量的一半。本专利技术实施例还提供一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，其特征在于，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上的方法。本申请实施例将图像的边缘区域和中心区域分别进行光固化曝光，并且边缘区域采用较低的曝光量。在激发树脂进行光固化的光线无法完全垂直照射到打印平面时，虽然存在光在树脂中存在折射、散射、漫反射的情况而导致光线会向切片边界外扩散，但本实施例在切片边缘区域采用较低曝光量的情况下，使得向切片图像外扩散的光线不足以引发图像范围外的树脂固化，保证了图像打印的精确度。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1a是理想情况下的光固化侧面示意图；图1b是实际情况下的光固化侧面示意图；图2是本申请示出的切片图像区域的第一示意图；图3是本申请示出的切片图像区域的另一示意图；图4是本申请示出的3D打印设备的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。基于SLA(StereolithographyAppearance)的3D打印技术以液态光敏树脂为原料，利用紫外光辐照下光敏树脂的快速聚合，通过控制光照范围，逐层固化，有序成型，最终生成三维立体构件。SLA打印过程是将先将三维立体模型进行切片，获得每个切片的截面图像，使用紫外光按照切片的截面图像对树脂进行固化，完成一个切片的固化后，升降台在垂直方向移动一个切片的高度，再按照下一个切片的图像对这个将树脂固化，完成所述下一个切片的固化，如此层层叠加构成一个三维实体。在此过程中，精确控制光是3D打印精度的关键。现有技术采用多种方法努力使得光线相互平行且垂直的照射到树脂。例如，利用反射碗、透镜等将焦点位置光源的出射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印方法，其特征在于，包括：/n识别模型切片图像的轮廓，将所述图像划分为第一类区域以及第二类区域；/n其中，所述第一类区域为所述图像中距离所述轮廓预置范围内的区域；/n所述第二类区域为图像中第一类区域以外的区域；/n按照预置的曝光参数对所述第一类区域以及所述第二类区域进行曝光，所述第一类区域的曝光量小于所述第二类区域的曝光量。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印方法，其特征在于，包括：
识别模型切片图像的轮廓，将所述图像划分为第一类区域以及第二类区域；
其中，所述第一类区域为所述图像中距离所述轮廓预置范围内的区域；
所述第二类区域为图像中第一类区域以外的区域；
按照预置的曝光参数对所述第一类区域以及所述第二类区域进行曝光，所述第一类区域的曝光量小于所述第二类区域的曝光量。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于
所述第一类区域和第二类区域同时开始曝光；
或者，开始第一类区域曝光后再开始第二类区域的曝光；
或者，开始第二类区域曝光后再开始第一类区域的曝光
或者，完成第一类区域的曝光后开始第二类区域的曝光；
或者，完成第二类区域的曝光后开始第一类区域的曝光。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
获得完成切片厚度的树脂光固化所需的必要曝光强度，以及利用该必要曝光强度完成树脂固化的必要曝光时长；
所述第二类区域的曝光强度不小于所述必要曝光强度；第二类区域的曝光时长不小于所述必要曝光时长；
所述第一类区域的曝光强度不大于所述第二类区域的曝光强度，且大于能够引发树脂光固化的临界曝光强度。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述第一类区域的曝光时长不大于第二类区域的曝光时长，且不小于所述必要时长的一半。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
根据所述必要曝光强度以及必要曝光时长获得必要曝光量；
所述第一类区域的曝光量小于所述必要曝光量，且不小于所述必要曝光量的一半。


6.一种3D打印设备，其特征在于，包括：
图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣付，刘振亮，李厚民，
申请(专利权)人：北京金达雷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11