[发明专利]一种适应3D打印切片成像进行匹配发光的点阵光源及方法

说明书

本发明公开了一种适应3D打印切片成像进行匹配发光的点阵光源及方法。该点阵光源包括：上位机、上位机软件、3D打印主控板、3D打印固件、控制输入插头、LED点阵控制驱动模块和LED点阵模块。本发明通过对LCD屏的显示区进行等分区划的方式来设置LED点阵模块，使LCD屏的显示区上的每个区划单元都对应一个LED，并以区划单元的行列数作为参数，对3D打印切片进行解析，根据各区划单元是否包含固化内容，生成LED点阵模块的控制数组，以此控制点亮与包含固化内容的区划单元相对应的LED，从而实现本发明的与3D打印切片成像相适应，进行匹配发光的点阵光源。本发明的点阵光源具有节约能耗、减少发热、降低对LCD屏的损伤等特点。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是一种光固化3D打印机的LED点阵光源及方法。

背景技术

LCD 3D打印机是光固化3D打印机的一种，它是利用固化光源照射LCD显示屏，固化光会穿过LCD显示屏上的打印切片成像，将影像投射到另一侧的光敏树脂上，并对其进行一层层地固化，从而实现3D模型的打印。

目前，LCD 3D打印机的光源组件主要有两种方式构成：一种是采用一个大功率的LED外加一个聚光灯罩的方式；另一种是把多个LED按行列串并焊接在一起，形成一个LED阵列灯板的方式，这种LED阵列灯板上有正负极，实质上是一个展开了的增大了发光面积的LED灯，接通电源，灯板上所有的LED一起点亮；断开电源，便一起关闭。

上述第一种方式，因其发光投射的面积较小，主要用在如5.5寸屏这种小尺寸的3D打印机上。对于大尺寸的，大多采用后一种方式作为3D打印机的光源。

不过，以上这两种方式都存在一个问题，就是不管在LCD屏上所显示的打印切片成像的区域有多大，哪怕只有局部很小的一点点，灯光都会全部打开。而实际上，只需要在有打印切片成像的区域提供光源就可以了，这就直接造成了能源的浪费。

其次，这种光源在点亮后，会产生大量的热量。一般5.5寸屏的3D打印机需要配四、五十瓦的光源，而大尺寸的则需要近百瓦甚至上百瓦的光源。在整个打印过程中，LCD显示屏会直接经受这样的高温烘烤，对其使用寿命造成严重地影响。

离型膜是安装在光固化树脂容器底部的一种具有不粘特性的透明塑料膜，在打印时，是紧贴在LCD屏上的。高温会使这层膜软化，每打印完一层进行脱离时，软化的离型膜会被拉变形，进而造成后续所打印的模型发生变形失真，严重的会直接造成打印失败。

不但如此，高温对整个打印机的散热和耐热性都会产生影响，需配备高效的散热系统才能维持打印机的正常运行。

另外，这种光源还需要配备恒流电源进行供电，在成本上也有所增加。

综上所述，上述光源存在能耗高、温度高、成本高以及由于高温对整个3D打印机所带来的一系列不良影响等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种适应3D打印切片成像进行匹配发光的点阵光源及方法。

本发明中，关于一种适应3D打印切片成像进行匹配发光的点阵光源，采用了下述技术方案，该技术方案包括：上位机、上位机软件、3D打印主控板、3D打印固件、控制输入插头、LED点阵控制驱动模块和LED点阵模块。

上位机通过串口与3D打印主控板相连；在3D打印主控板上经3D打印固件设置的I/O口与控制输入插头相连，电源引线也与控制输入插头相连；控制输入插头与LED点阵控制驱动模块相连；LED点阵控制驱动模块的输出端和LED点阵模块的引脚对应相连。

所述上位机中安装有本发明的上位机软件，具有3D打印切片解析和发送LED点阵控制信号的功能。

所述3D打印主控板中下载有3D打印固件，固件中含有LED点阵功能模块，其中包含：对3D打印主控板的I/O口的设定以及对LED点阵模块的控制信号进行识别、通讯的功能。