三维打印方法、设备和计算机可读介质技术

本发明专利技术涉及一种三维打印方法，包括以下步骤：a.在置于打印浆料中的承载台之上铺展打印浆料，所述承载台用于承载打印中的三维模型；b.在等待所述打印浆料的液位恢复平稳的过程中，持续检测所述打印浆料的液位，并计算液位变化率；c.比较所述液位变化率与阈值，所述阈值大于0；d.当所述液位变化率小于或等于所述阈值时，曝光所述三维模型的一层。本发明专利技术的三维打印方法，根据打印浆料的液面恢复的时间规律，在打印浆料的液位变化率降低到一定阈值时，即对该层打印浆料进行曝光，在保证打印模型质量的同时，大大的缩短了等待打印浆料液面流平的时间，提高了三维打印的效率。

【技术实现步骤摘要】
三维打印方法、设备和计算机可读介质
本专利技术涉及三维打印技术，尤其是涉及使用液体打印浆料的三维打印方法和设备。
技术介绍
三维打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。三维打印技术的成型方式在不断演变，在各种成型方式中，光固化法是较为成熟的方式。光固化法是利用光固化材料被紫外光照射后发生固化的原理，进行材料累加成型，具有成型精度高、表面光洁度好、材料利用率高等特点。光固化材料通常是光敏树脂，例如紫外光固化树脂，由不饱和聚酯树脂、丙烯酸环氧聚酯树脂及桐油酸酐等材料复配而成。当液态的光敏树脂受到紫外光照射之后会变为固态树脂，从而形成三维模型。图1是一种光固化型三维打印设备的基本结构示意图。参考图1所示，光固化型三维打印设备100包括用于容纳液态光敏树脂的物料槽110、用于承载成型工件的承载台120、用于铺展液态光敏树脂的涂布刮板130、用于使液态光敏树脂固化的图像曝光系统140、用于控制承载台120、涂布刮板130和图像曝光系统140动作的控制系统(图未示)以及用于调整物料槽110中的液态光敏树脂液位的浮筒150。图像曝光系统140位于物料槽110上方，并可照射光束图像使位于承载台120表面121上的一层液态光敏树脂被固化，形成成型打印件。当完成一层液态光敏树脂固化后，控制系统控制承载台120带动已固化的那层成型打印件略微下降，涂布刮板130运动使成型打印件顶面均匀铺展一层液态光敏树脂，浮筒150按需要调整液面高度到设定水平，等待下一次照射。如此循环，将会得到逐层累加成型的三维工件。通常用于光固化型三维打印的光敏树脂具有一定的粘稠度和流动性。在完成一层光敏树脂的固化之后，承载台120带动成型打印件下降一定距离之后，位于物料槽110中的液态光敏树脂会从承载台120和物料槽110之间的空隙中流入承载台120，从而在承载台120上形成新的一层液态光敏树脂，用于下一层的打印。但由于液体表面张力等原因，液态光敏树脂很难自动覆盖全部成型打印件和承载台120的表面，所以需要用涂布刮板130破坏其表面张力，将树脂铺平，浮筒150按需要调整液态光敏树脂的液位到设定位置，然后再等待一段时间，让液态光敏树脂流平稳定后再开始下一层的打印。等待液态光敏树脂流平稳定需要耗费较长的时间，特别是在光敏树脂材料粘度较高的情况下，所需时间更长，影响了整个三维打印的效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种快速高效的三维打印方法和设备。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种三维打印方法，包括以下步骤：a.在置于打印浆料中的承载台之上铺展打印浆料，所述承载台用于承载打印中的三维模型；b.在等待所述打印浆料的液位恢复平稳的过程中，持续检测所述打印浆料的液位，并计算液位变化率；c.比较所述液位变化率与阈值，所述阈值大于0；d.当所述液位变化率小于或等于所述阈值时，曝光所述三维模型的一层。在本专利技术的一实施例中，设定所述阈值，使得所述液位变化率小于或等于所述阈值的标志时刻，是在所述打印浆料的液位恢复成平稳液位之前。在本专利技术的一实施例中，当在所述打印浆料的边缘区域检测所述打印浆料的液位时，在所述步骤d中开始曝光所述三维模型的一层的时刻的起始液位高于所述平稳液位；当在所述打印浆料的中央区域检测所述打印浆料的液位时，在所述步骤d中开始曝光所述三维模型的一层的时刻的起始液位低于所述平稳液位。在本专利技术的一实施例中，所述阈值的数值与所述三维模型的一层厚度之比为1:20至1:2。在本专利技术的一实施例中，在所述步骤d之后还包括：根据开始曝光所述三维模型的一层的时刻的起始液位和/或结束曝光的结束液位来计算校准液位；根据所述校准液位与设定液位之差确定下一次打印的液位校准量。在本专利技术的一实施例中，在所述步骤b之前还包括：向所述打印浆料施加所述液位校准量。在本专利技术的一实施例中，当所述液位变化率小于或等于所述阈值时，不经判断所述液位是否达到设定液位，就曝光所述三维模型的一层。在本专利技术的一实施例中，所述校准液位是所述起始液位与所述结束液位的平均值。在本专利技术的一实施例中，当在所述打印浆料的边缘区域检测所述打印浆料的液位时，开始曝光所述三维模型的一层的时刻的起始液位高于设定液位，且结束曝光的结束液位低于所述设定液位；当在所述打印浆料的中央区域检测所述打印浆料的液位时，所述起始液位低于所述设定液位，且所述结束液位高于所述设定液位。在本专利技术的一实施例中，在所述步骤a之前还包括：使所述承载台下降预设高度。在本专利技术的一实施例中，重复执行所述步骤a-d，以打印完成所述三维模型。本专利技术为解决上述技术问题还提出一种三维打印方法，包括以下步骤：a.向所述打印浆料施加液位校准量，所述液位校准量用于使液位校准至设定液位；b.在置于所述打印浆料中的承载台之上铺展打印浆料，所述承载台用于承载打印中的三维模型；c.在等待所述打印浆料的液位恢复平稳的过程中，持续检测所述打印浆料的液位，并计算液位变化率；d.比较所述液位变化率与阈值，所述阈值大于0；e.当所述液位变化率小于或等于所述阈值时，曝光所述三维模型的一层；以及f.根据开始曝光所述三维模型的一层的时刻的起始液位与结束曝光时的结束液位计算校准液位，并根据所述校准液位和所述设定液位计算下一次曝光前的液位校准量。本专利技术为解决上述技术问题还提出一种三维打印设备，适于打印三维模型，所述三维打印设备包括打印机构和控制器，所述控制器配置为控制所述打印机构执行如上所述的方法。本专利技术为解决上述技术问题还提出一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的方法。本专利技术的有益效果在于，提供了一种三维打印方法和设备，根据打印浆料的液面恢复的时间规律，在打印浆料的液位变化率降低到一定阈值时，即对该层打印浆料进行曝光，在保证打印模型质量的同时，大大的缩短了等待打印浆料液面流平的时间，提高了三维打印的效率。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，其中：图1是一种光固化型三维打印设备的基本结构示意图；图2是本专利技术一实施例的三维打印方法的示例性流程图；图3是本专利技术一实施例的三维打印方法中曝光时刻三维打印设备的剖面示意图；图4是本专利技术一实施例的三维打印方法中铺展打印浆料完成时刻三维打印设备的剖面示意图；图5是本专利技术一实施例的三维打印方法中等待打印浆料流平时刻三维打印设备的剖面示意图；图6是本专利技术一实施例的三维打印方法中打印浆料的液位随时间变化的示例性曲线；图7是本专利技术一实施例的三维打印方法中开始打印时刻三维打印设备的剖面示意图；图8是本专利技术一实施例的三维打印方法中结束打印时刻三维打印设备的剖面示意图；图9是本专利技术另一实施例的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维打印方法，包括以下步骤：/na.在置于打印浆料中的承载台之上铺展打印浆料，所述承载台用于承载打印中的三维模型；/nb.在等待所述打印浆料的液位恢复平稳的过程中，持续检测所述打印浆料的液位，并计算液位变化率；/nc.比较所述液位变化率与阈值，所述阈值大于0；/nd.当所述液位变化率小于或等于所述阈值时，曝光所述三维模型的一层。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维打印方法，包括以下步骤：
a.在置于打印浆料中的承载台之上铺展打印浆料，所述承载台用于承载打印中的三维模型；
b.在等待所述打印浆料的液位恢复平稳的过程中，持续检测所述打印浆料的液位，并计算液位变化率；
c.比较所述液位变化率与阈值，所述阈值大于0；
d.当所述液位变化率小于或等于所述阈值时，曝光所述三维模型的一层。


2.如权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，设定所述阈值，使得所述液位变化率小于或等于所述阈值的标志时刻，是在所述打印浆料的液位恢复成平稳液位之前。


3.如权利要求2所述的三维打印方法，其特征在于，当在所述打印浆料的边缘区域检测所述打印浆料的液位时，在所述步骤d中开始曝光所述三维模型的一层的时刻的起始液位高于所述平稳液位；
当在所述打印浆料的中央区域检测所述打印浆料的液位时，在所述步骤d中开始曝光所述三维模型的一层的时刻的起始液位低于所述平稳液位。


4.如权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，所述阈值的数值与所述三维模型的一层厚度之比为1:20至1:2。


5.如权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，在所述步骤d之后还包括：
根据开始曝光所述三维模型的一层的时刻的起始液位和/或结束曝光的结束液位来计算校准液位；
根据所述校准液位与设定液位之差确定下一次打印的液位校准量。


6.如权利要求5所述的三维打印方法，其特征在于，在所述步骤b之前还包括：
向所述打印浆料施加所述液位校准量。


7.如权利要求1、5或6所述的三维打印方法，其特征在于，当所述液位变化率小于或等于所述阈值时，不经判断所述液位是否达到设定液位，就曝光所述三维模型的一层。


8.如权利要求5所述的三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯锋，
申请(专利权)人：上海普利生机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31