[发明专利]一种光固化3D打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印机领域，特别涉及一种提高光固化成型速度的3D打印方法。

背景技术

目前，光固化3D打印时，可以将待打印物体录入控制单元(虚拟化)，并将所得到的三维模型分割为多个具有唯一横截面形状且厚度相同的多个层。之后，采用光源按照层的横截面形状照射液态光敏树脂，使液态光敏树脂在承载平台上固化为薄层。后一个薄层固化于前一个薄层的下表面，相互累积的薄层最终形成了完成的打印物体。另外，每打印完一个薄层都需要承载单元移动一定的距离，为下一个薄层的固化做准备，因此，存在较长的停顿时间。

由于薄层的分化过于分散，以使得控制单元需要反复分析薄层的横截面以及外轮廓，再控制光源进行照射。然而，实际上，相邻的两个薄层之间的横截面形状可能是相同的或者仅仅存在微弱的差异，那么，控制单元将其作为两个不同的薄层进行分析处理，无疑会导致打印速度下降，而且固化精度也没有显著的提高。

因此，需要提供一种更为智能的、快速的，同时还能够保证打印精度的打印方法。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种光固化3D打印方法，包括：

获取三维模型步骤：获取具有轴线L的待打印物体的三维模型数据；

层化步骤：根据所述待打印物体的三维模型数据，将所述待打印物体的三维模型离散化为具有相同厚度d的1,2,3,4……n层；

获取层数据步骤：获取每一层的轮廓线数据以及面积数据，所述轴线L在所述每一个层上具有中心位置O₁～O_n；

层叠加步骤：将所述第一层的中心位置O₁和所述第二层的中心位置O₂相互重合，以使所述第一层和第二层相互叠加，获取第一层覆盖区域和第二层覆盖区域面积的并集B以及交集J；

数据比较步骤：将所述并集与所述交集之差ΔS＝B-J与预设的门限阀值T比较，当ΔS≤T时，将所述第一层和所述第二层合并为厚度为2d的1’层，该层采用所述第一层的轮廓线数据以及面积数据；当ΔS＞T，保持所述第一层和所述第二层各自的轮廓线数据、面积数据以及厚度，并且分别记为1’层和2’层；重复上述过程，比较第三层和第二层、第四层和第三层直至第n层和第n-1层，以形成具有不同厚度d_1’～d_n’的1’～n’层；

打印步骤：按照所述轮廓线数据、面积数据以及厚度，依次打印所述1’～n’层，使其相互累积以形成完整的打印物体。

为了在提高打印速度的同时，不显著降低打印精度，在本发明的一些实施方式中，将门限阀值T设定为≤J/1000，因此，相邻的层之间只有在其轮廓和面积及其近似的情况下，才会被合并处理。这种限定方式避免了形状差异较大的相邻层被误合并为一层。

在本发明的一些实施方式中，所述1’～n’层具有最大厚度d_mix，在所述数据比较步骤和所述打印步骤之间，包括：层厚度控制步骤：当所述d_1’大于d_mix时，将所述1’层分割为具有厚度为d_mix的1₁’、1₂’、1₃’……1_m’层以及具有厚度为d_1’-md_mix的1_x’层，并对所述2’～n’层中厚度大于d_mix的层做相同处理。

进一步地，本发明提供的3D打印方法并非一味的提高打印速度，而且同时还考虑了如何确保打印精度的问题。具体而言，由于每一台光固化3D打印机的光源具有最大功率，因此，其不可能根据层厚度无限制的提高功率以满足打印需求。那么，当合并后的1’～n’层的厚度超过最大允许厚度值d_mix时，就需要根据光源的承受能力将1’～n’分割为多个具有最大允许厚度值d_mix的1₁’、1₂’、1₃’……1_m’层，余下的厚度不足d_mix的1_x’层。