[发明专利]三维打印同步微层析成像在线监控方法及系统

权利要求书

1.一种三维打印同步微层析成像在线监控方法，其特征在于，包括：打印参数可控的三维打印设备和三维高精度无损成像系统；其中，所述打印参数可控的三维打印设备包括：PC机、中心控制模块、打印平台、打印喷头、X/Y/Z三轴移动模块及喷头挂载臂，所述三维高精度无损成像系统包括：三维高精度无损成像主机和样品检测探头；

所述三维高精度无损成像系统集成于所述打印参数可控的三维打印设备，进行三维打印同步在线监测，整合多视场协同视觉成像，实现打印过程表面监测的快速横向范围定位，样品检测探头配合打印平台或喷头挂载臂沿X轴/Y轴/Z轴运动，完成一次横向面积扫描和纵向深度的扫描，则确定样品检测探头完成一次检测，打印喷头继续打印，打印到一定厚度时，样品检测探头重复所述检测操作，直至打印结束；

通过打印固化层的纵深分段扫描和纵向自动拼接算法实现整个打印过程的全纵深成像监测，并实时利用纵深分段扫描结果反馈指导下一个增加深度段的打印参数优化与控制，以实现打印同步微层析成像在线监控；

在打印制品完成制造的同时，PC机根据样品检测探头检测所获得的数据，重建三维模型，以获取打印制品的全纵深成像，以及获得打印制品内部结构的三维高分辨全局图像，完成质控。

2.根据权利要求1所述的三维打印同步微层析成像在线监控方法，其特征在于，所述全纵深成像监测是将模型设计模块设计的支架模型导入三维打印机，并在打印、检测参数设置模块设置打印参数；

在整个打印过程中，所述样品检测探头中的微层析成像检测模块实时进行扫描检测，机器视觉成像模块实时成像，打印和检测在整个过程中交替进行；

每完成一次扫描后，实现一次纵深分段扫描，监测判断模块判断是否需要继续打印；如打印未完成，需要继续打印，打印调整信息反馈给打印机打印模块，持续打印；如打印已经完成不需要再打印，结束提示模块提示打印结束，检测也同时结束；

在打印监测过程中，微层析成像检测模块在监测打印过程时，将检测信息输入给图像拼接模块，图像拼接模块通过纵向拼接算法，将两次相邻的扫描结果完成图像拼接，最终在三维重建模块完成产品的三维高分辨全局图像；机器视觉成像模块也将图像传输给数据存储模块；

在全纵深成像监测过程中，所述PC机依据设定参数生成打印路径和微层析成像检测模块检测探头的运动路径。

3.根据权利要求2所述的三维打印同步微层析成像在线监控方法，其特征在于，所述纵深分段扫描是所述样品检测探头配合三维打印设备的所述打印平台或喷头臂Z轴向的运动，实现设定成像深度的扫描；

超出设定横向扫描范围的支架，配合三维打印设备的所述打印平台或喷头臂X/Y轴向的运动，采取棋盘式检测方式，实现设定横向扫描面积的扫描；

在此基础上，所述PC机通过纵向拼接算法，实现多次扫描图像拼接和纵向叠加，完成三维模型的重建。

4.根据权利要求3所述的三维打印同步微层析成像在线监控方法，其特征在于，所述纵向拼接算法的拼接过程为：首先进行纵深分段扫描，得到的数据通过图像拼接算法，将图片按照顺序横向拼接，完成所有单次检测的图片拼接并得到效果图，再把不同批次扫描的数据拼接起来，最终得到三维高分辨全局图像。

5.根据权利要求4所述的三维打印同步微层析成像在线监控方法，其特征在于，所述打印参数可控的三维打印设备包括：面向工业的三维打印设备，面向生物的三维打印设备及面向医疗的三维打印设备。