[发明专利]分层构建物体的图像处理方法、打印方法和3D打印设备在审

专利信息
申请号: 201710073447.5 申请日: 2017-02-10
公开(公告)号: CN106827514A 公开(公告)日: 2017-06-13
发明(设计)人: 陈先飞;陈晨;王金成;陈战士;杜迪坤;杨增;林锦睿 申请(专利权)人: 上海联泰科技股份有限公司
主分类号: B29C64/129 分类号: B29C64/129;B29C64/268;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
代理公司: 上海巅石知识产权代理事务所(普通合伙)31309 代理人: 高磊
地址: 201612 上海市松江区漕河泾开发*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 分层 构建 物体 图像 处理 方法 打印 设备
【说明书】:

技术领域

本申请涉及基于光固化的实体打印技术领域,尤其涉及一种分层构建物体的图像处理方法、打印方法和3D打印设备。

背景技术

基于光固化的实物打印设备通过对可聚合液体的多个薄层进行逐层曝光的方式打印构建物体(即三维物体),其中的一层在另一层之上,直到所有薄层结合在一起而形成构建物体。所述可聚合液体通常指材料,这种材料经光(通常是紫外光)照射后会形成固化层。为了打印构建物体,首先需要将构建物体模型按照横截面进行分层,并根据所述构建物体模型确定每个横截面层的图案,再由实物打印设备基于每层图案向材料层进行逐层曝光,使得材料逐层固化,以得到构建物体。

所述实物打印设备中的光学系统可利用激光在材料层上进行扫描,并根据横截面层的图案中各像素点在材料层的对应位置,固化材料层,以得到与横截面层图案一致的构建物体横截面。然而,现有光学系统在固化图案中的如尖锐轮廓、细长轮廓、弧形等特殊几何特征时,由于受光斑尺寸限制,将会出现角度呈圆弧形、轮廓光滑度低等缺陷。

发明内容

本申请提供一种分层构建物体的图像处理方法、打印方法和3D打印设备,用于解决3D打印设备所打印出的构建物体的轮廓清晰度低等问题。

为实现上述目的及其他目的,本申请提供一种分层构建物体的图像处理方法,包括:参照预设的组合光斑的尺寸,内缩构建物体模型的横截面图形,以使所述横截面图形包含:由所述横截面图形轮廓和内缩后的横截面图形轮廓所围成的轮廓区域、和由内缩后的横截面图形轮廓所围成的主体区域;基于所述组合光斑的组合方式,确定用于扫描所述轮廓区域的第一激光扫描参数。

在某些实施方式中,所述主体区域的轮廓与所对应的轮廓区域的外轮廓之间的距离等于所述组合光斑的有效光固化宽度。

在某些实施方式中,所述方法还包括:基于构建物体模型的横截面图形轮廓,从预设的多种尺寸等级的光斑选项中选择光斑组合,得到所述组合光斑。

在某些实施方式中,所述基于构建物体模型的横截面图形轮廓,从预设的多种尺寸等级的激光光斑中选择光斑组合,包括:将构建物体模型的横截面图形轮廓划分为多段子轮廓;根据每段子轮廓的形状,确定对应的组合光斑。

在某些实施方式中,所述将构建物体模型的横截面图形轮廓划分为多段子轮廓,包括:识别所述轮廓中的预定几何特征;将构建物体模型的横截面图形轮廓划分为:构成所述几何特征的第一子轮廓、和连接所述第一子轮廓的第二子轮廓。

在某些实施方式中,所述参照预设组合光斑的尺寸,内缩构建物体模型的横截面图形,包括:参照所有组合光斑尺寸中的最小值,内缩构建物体模型的横截面图形;或者,参照各组合光斑尺寸及各组合光斑所对应的子轮廓,内缩构建物体模型的横截面图形。

在某些实施方式中,所述方法还包括:从预设的多种尺寸等级的激光光斑中选择至少一种激光光斑;基于所选择的激光光斑确定用于扫描所述主体区域的第二激光扫描参数。

在某些实施方式中,所述从预设的多种尺寸等级的激光光斑中选择至少一种激光光斑,包括:识别所述主体区域的预定几何特征的子区域;从预设的多种尺寸等级的光斑中选择适合固化所述几何特征子区域的光斑,以及适合固化所述主体区域其他子区域的光斑。

在某些实施方式中,所述第一激光扫描参数和/或第二激光扫描参数包括:光斑尺寸等级、和光斑移动路线。

本申请还提供一种分层构建物体的打印方法,应用于带有光学系统的3D打印设备中,包括:预设数据集,其中,所述数据集中包含用待扫描横截面图形中轮廓区域的第一激光扫描参数和用于扫描所述横截面图形中主体区域的第二激光扫描参数;其中,所述主体区域是基于所述横截面图形的轮廓内缩而得的;其中,所述第一激光扫描参数包含从预设的用于扫描所述轮廓区域的组合光斑中选取的尺寸等级和光斑移动路线;按照所述第一激光扫描参数或第二激光扫描参数调整所述光学系统中的可调透镜组和扫描镜组;控制所述光学系统中的光源发射光束,其中,所述光束经由调整后的可调透镜组和扫描镜组投射在目标固化平面的材料层上。

在某些实施方式中,所述第一激光扫描参数和第二激光扫描参数中包括:对应光斑尺寸等级的能量密度;其中,所述能量密度用于控制所述光学系统中的光源的输出功率和/或照射时长。

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