3D打印设备及打印方法、三维模型的数据处理方法及系统技术方案

本申请提供的一种3D打印设备及打印方法、三维模型的数据处理方法及系统，所述方法通过控制能量辐射装置对目标三维模型的目标切片数据中配置原始切片图像及虚化切片图像，在执行打印时，令3D打印设备在常规投射模式下投射至打印基准面以形成固化层；令所述3D打印设备在虚化投射模式下投射至打印基准面以补偿所述固化层，如此以不同投射模式进行固化打印，使得被打印的3D构件在兼顾了特征表达精细图案的同时还具有更光滑的表面质量，进而解决了现有3D打印技术打印的3D构件中部分表面因具有水波纹或锯齿纹路导致的打印品表面质量差的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
3D打印设备及打印方法、三维模型的数据处理方法及系统


[0001]本申请涉及3D打印设备的
，尤其涉及一种3D打印设备、应用于3D打印设备的打印方法、控制系统、三维模型的数据处理方法、三维模型的数据处理系统、以及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]3D打印技术是快速成型技术的一种，常以液态光敏树脂、光敏聚合物等材料为待成型材料，将打印模型划分为多个横截层，然后通过逐层打印的方式构建实体。光固化3D打印设备成型精度高，在定制商品、医疗治具、假体等方面具有广泛应用。
[0003]在DLP面曝光工艺3D打印应用中，打印的最小单位是DLP光机的投影像素。因为像素单元的存在，会导致DLP光机的投影的图案在放大的情况下，图案实际边缘呈为像素方块或方格构成的台阶状边缘。这种台阶状边缘，反映到实际的3D打印的物件上就是像素纹或水波纹。常见的，如果DLP光机投影的焦距及投射的图像比较清晰，那实际打印效果中3D构件上的水波纹是无法避免的，即便是用一些灰度方案矫正，由于像素棱角的存在，实际被固化的图案还是带棱角的，进而达不到一些3D构件表面光滑的视觉及触感效果。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种3D打印设备、应用于3D打印设备的打印方法、控制系统、三维模型的数据处理方法、三维模型的数据处理系统、以及计算机可读存储介质，用于解决现有3D打印技术打印的3D构件中部分表面因具有水波纹或锯齿纹路导致的打印品表面质量差的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本申请第一方面提供一种应用于3D打印设备的打印方法，所述打印方法包括以下步骤：读取目标三维模型的当前切片数据，所述当前切片数据包括原始切片图像及虚化切片图像，所述虚化切片图像与所述原始切片图像具有部分相同的图像特征；令能量辐射装置投射所述当前切片数据的原始切片图像以固化打印基准面的待成型材料以形成当前固化层；令构件平台静默以待所述能量辐射装置切换虚化投射模式；令能量辐射装置在虚化投射模式下投射所述虚化切片图像再次固化打印基准面的待成型材料以补偿所述当前固化层；令所述构件平台上升以剥离经补偿的当前固化层，以及读取所述目标三维模型的下一切片数据以将其更新为当前切片数据，并下降所述构件平台至所述打印基准面及切换所述能量辐射装置为常规投射模式；重复上述步骤以执行逐层打印，直至打印完成所述目标三维模型的3D构件。
[0006]本申请第二方面提供一种控制系统，用于面曝光的3D打印设备，所述控制系统包括：存储装置，用于存储至少一程序；处理装置，与所述存储装置连接，用于运行所述至少一个程序时以执行并实现如上述第一方面所述的打印方法。
[0007]本申请第三方面提供一种三维模型的数据处理方法，所述三维模型用于供3D打印设备打印3D构件，所述数据处理方法包括以下步骤：读取目标三维模型并将所述目标三维
模型中部分区域定义为待虚化部分；对所述目标三维模型进行切片以生成包含有多个原始切片图像的原始切片数据集；对所述待虚化部分进行切片以生成包含多个虚化切片图像的虚化切片数据集；所述虚化切片数据集中各层的虚化切片图像在所述原始切片数据集中具有对应的相同层信息的原始切片图像；且所述虚化切片图像与所述原始切片图像具有部分相同的图像特征；其中，所述原始切片图像用于供所述3D打印设备在常规投射模式下投射至打印基准面以形成固化层；所述虚化切片图像用于供所述3D打印设备在虚化投射模式下投射至打印基准面以补偿所述固化层。
[0008]本申请第四方面提供一种三维模型的数据处理系统，所述三维模型用于供3D打印设备打印3D构件，所述数据处理系统：读取模块，用于读取目标三维模型；定义模块，用于将选择的所述目标三维模型中部分区域定义为待虚化部分；切片模块，用于对所述目标三维模型进行切片以生成包含有多个原始切片图像的原始切片数据集；以及对所述待虚化部分进行切片以生成包含多个虚化切片图像的虚化切片数据集；其中，所述虚化切片数据集中各层的虚化切片图像在所述原始切片数据集中具有对应的相同层信息的原始切片图像；且所述虚化切片图像与所述原始切片图像具有部分相同的图像特征；所述原始切片图像用于供所述3D打印设备在常规投射模式下投射至打印基准面以形成固化层；所述虚化切片图像用于供所述3D打印设备在虚化投射模式下投射至打印基准面以补偿所述固化层。
[0009]本申请第五方面提供一种3D打印设备，包括：容器，用于盛放待成型材料；构件平台，用于附着由待成型材料形成的固化层；Z轴驱动机构，连接所述构件平台，用于打印作业中控制所述构件平台上升或下降；能量辐射装置，用于向所述容器内的打印基准面辐射能量而将所述打印基准面的待成型材料进行选择性固化，以形成图案化的所述固化层；以及控制装置，用于读取目标三维模型的当前切片数据时，依据所述当前切片数据中的原始切片图像控制所述能量辐射装置在常规投射模式下投射至打印基准面以形成固化层，以及依据所述当前切片数据中的虚化切片图像控制所述能量辐射装置在虚化投射模式下投射至打印基准面以补偿所述固化层。
[0010]本申请第六方面提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有至少一种计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行如上述第一方面所述的打印方法；或者如上述第三方面所述的三维模型的数据处理方法。
[0011]综上所述，本申请提供的一种3D打印设备、应用于3D打印设备的打印方法、控制系统、三维模型的数据处理方法、三维模型的数据处理系统、以及计算机可读存储介质，通过控制能量辐射装置对目标三维模型的目标切片数据中配置原始切片图像及虚化切片图像，在执行打印时，令所述3D打印设备在常规投射模式下投射至打印基准面以形成固化层；令所述3D打印设备在虚化投射模式下投射至打印基准面以补偿所述固化层，如此以不同投射模式进行固化打印，使得被打印的3D构件在兼顾了特征表达的精细图案的同时，还具有更光滑的表面质量，进而提升了打印品表面质量。
附图说明
[0012]本申请所涉及的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描所述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及专利技术的特点和优势。对附图简要说明书如下：
Focus)。
[0029]为此，本申请提供一种3D打印设备、应用于3D打印设备的打印方法、控制系统、三维模型的数据处理方法、三维模型的数据处理系统、以及计算机可读存储介质，用于采用清晰对焦和轻微虚焦两种模式的各自的优点进行打印，特别是适用于一些既有精度需求，又希望有光滑表面的模型，例如内部有精细管路又希望外表面光滑的零件，或者一些局部有精细图案的零件等的打印场景或打印需求。
[0030]为此，本申请提供一种应用于3D打印设备的打印方法及3D打印设备，用于解决现有3D打印技术打印的3D构件中部分表面因具有水波纹或锯齿纹路导致的打印品表面质量差的问题的同时，又能保障打印出的3D构件能够表现出希望表现的例如纹路或图案等细节特征以及希望平滑的表面呈现光滑的效果。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于3D打印设备的打印方法，其特征在于，所述打印方法包括以下步骤：读取目标三维模型的当前切片数据，所述当前切片数据包括原始切片图像及虚化切片图像，所述虚化切片图像与所述原始切片图像具有部分相同的图像特征；令能量辐射装置投射所述当前切片数据的原始切片图像以固化打印基准面的待成型材料以形成当前固化层；令构件平台静默以待所述能量辐射装置切换虚化投射模式；令能量辐射装置在虚化投射模式下投射所述虚化切片图像再次固化打印基准面的待成型材料以补偿所述当前固化层；令所述构件平台上升以剥离经补偿的当前固化层，以及读取所述目标三维模型的下一切片数据以将其更新为当前切片数据，并下降所述构件平台至所述打印基准面及切换所述能量辐射装置为常规投射模式；重复上述步骤以执行逐层打印，直至打印完成所述目标三维模型的3D构件。2.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述目标三维模型包括基座部分及主体部分，所述虚化切片图像对应的当前切片数据为所述主体部分的切片数据。3.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，获取所述虚化切片图像的方式包括：获取待打印的目标三维模型并将所述目标三维模型中部分区域定义为待虚化部分；对所述目标三维模型进行切片以生成原始切片数据集；对所述待虚化部分进行切片以生成虚化切片数据集；所述虚化切片数据集中各层的虚化切片图像在所述原始切片数据集中具有对应的相同层信息的原始切片图像。4.根据权利要求3所述的打印方法，其特征在于，所述目标三维模型中的待虚化部分是通过对所述目标三维模型中的面区域进行选择而定义的。5.根据权利要求4所述的打印方法，其特征在于，所述面区域是通过目标三维模型中的三角面片的属性确定的。6.根据权利要求4所述的打印方法，其特征在于，所述面区域是通过目标三维模型中的结构特征确定的。7.根据权利要求6所述的打印方法，其特征在于，所述结构特征包括纹理特征和表面特征。8.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述能量辐射装置切换虚化投射模式的步骤包括调整所述能量辐射装置的焦距以使所述能量辐射装置的投射的虚化切片图像在打印基准面的产生虚化。9.根据权利要求8所述的打印方法，其特征在于，通过预设在所述能量辐射装置上的驱动机构驱动所述能量辐射装置的镜头以调整所述能量辐射装置的焦距。10.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述能量辐射装置切换虚化投射模式的步骤包括通过在所述能量辐射装置的光路上设置可运动的透光组件以使所述能量辐射装置的投射的虚化切片图像在打印基准面的产生虚化。11.根据权利要求10所述的打印方法，其特征在于，所述透光组件包括可活动设置在所述能量辐射装置的光路一侧的驱动机构以及连接所述驱动机构的磨砂透镜，所述驱动机构接收到切换虚化投射模式的指令时将所述磨砂透镜置于所述能量辐射装置的光路上。12.一种控制系统，其特征在于，用于面曝光的3D打印设备，所述控制系统包括：
存储装置，用于存储至少一程序；处理装置，与所述存储装置连接，用于运行所述至少一个程序时以执行并实现如权利要求1至11任一所述的打印方法。13.一种三维模型的数据处理方法，所述三维模型用于供3D打印设备打印3D构件，其特征在于，所述数据处理方法包括以下步骤：读取目标三维模型并将所述目标三维模型中部分区域定义为待虚化部分；对所述目标三维模型进行切片以生成包含有多个原始切片图像的原始切片数据集；对所述待虚化部分进行切片以生成包含多个虚化切片图像的虚化切片数据集；所述虚化切片数据集中各层的虚化切片图像在所述原始切片数据集中具有对应的相同层信息的原始切片图像；且所述虚化切片图像与所述原始切片图像具有部分相同的图像特征；其中，所述原...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桥舟，高晓飞，
申请(专利权)人：苏州铼新三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：