[发明专利]一种大画幅3D打印的高精度打印系统及打印方法

说明书

本发明的目的在于克服现有大画幅3D打印精度低的缺陷，提出一种打印精度高的大画幅3D打印系统和打印方法。所述打印系统包括若干DLP光机、摄像机、样品台、计算机，所述样品台两侧边缘设有标尺，DLP光机和摄像机固定在同一支架上沿标尺方向同步移动，摄像机采集曝光范围的四个顶点延长线处的标尺刻度并将刻度信息发送到计算机处理，计算机根据刻度信息计算DLP光机的移动距离。本发明设置多个DLP光机，多个光机拼接可在一定程度上增大打印尺寸，将DLP光机设置为沿一个方向运动，便于控制DLP光机移动的精度，减小打印误差。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种大画幅3D打印的高精度打印系统及打印方法。

背景技术

 3D打印技术已经在许多领域得到应用，在诸多的3D打印技术中，光固化3D打印技术具有制作原型表面质量好、尺寸精度高等优点，是实现高精度成型的主要方式。该技术利用光固化光敏树脂，通过逐层累加实现实体模型的制作。光固化的方式目前有激光扫描和DLP（Digital Light Processor——数字光处理器）成像两种方式。 DLP成像方式原则上可以实现微米级极高精度的3D打印，其核心显示器件为DMD（Digital MicromirrorDevice——数字微镜），目前的最高分辨点数为2560*1600，打印尺寸与精度要求相关，如果按精度要求较低的0.1mm计算，最大能实现256mm*160mm的打印尺寸，如果加工精度进一步提高，其打印尺寸将进一步减小，难以满足众多产业需求的高精度、大尺寸加工要求。

中国专利CN97283825A中公开了一种基于DLP光固化的大幅面快速3D打印方法以及打印设备；该系统以四台DLP光机为基础，构成较大的曝光面积。该系统在增加了投影产品规模的同时，增加了产品的使用成本，并且灵活性与可协调性较差，光机出现微小的移动时，将会产生误差，导致打印产品的失败。

中国专利CN99822891A中公开了一种高精度大幅面立体投影3D打印系统及其打印方法；该系统采用了计算机控制树脂槽和样品台在水平的XY平面移动的方式进行大画幅的拼接，误差主要来源于自动轴，系统使用激光位移计对移动的位置进行定位和误差分析，通过再次打印的方式对移动中产生的误差量进行补偿。该方法使得树脂槽和样品台在三个方向上进行移动，这将会扩大误差。

目前，如何在保证产品尺寸的基础上提高打印精度，减小打印误差及亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有大画幅3D打印精度低的缺陷，提出一种打印精度高的大画幅3D打印系统和打印方法。

本发明所采用的技术方案为一种大画幅3D打印的高精度打印系统，其要点在于：包括若干DLP光机、摄像机、样品台、计算机，所述样品台两侧边缘设有标尺，DLP光机和摄像机固定在同一支架上沿标尺方向同步移动，摄像机采集曝光范围的四个顶点延长线处的标尺刻度并将刻度信息发送到计算机处理，计算机根据刻度信息计算DLP光机的移动距离。

本发明设置多个DLP光机，多个光机拼接可在一定程度上增大打印尺寸，将DLP光机设置为沿一个方向运动，便于控制DLP光机移动的精度，减小打印误差，且DLP光机和摄像机同步移动，摄像机可实时采集曝光范围的大小获得DLP光机的移动距离，且计算机可根据摄像机控制DLP光机的位置，提高DLP光机的移动精度，进而提高打印精度。

所述DLP光机布置在样品台上方的X轴方向上，且每台DLP光机曝光范围在X轴方向上无缝拼接，所述标尺沿样品台的Y轴方向布置。

 DLP光机在X轴方向上无缝拼接增大了X轴方向的打印尺寸，在Y轴方向上可以移动也增大了Y轴方向的打印尺寸，使得整体的打印尺寸增大。

所述DLP光机是两台，一台DLP光机和两台摄像机为一组，每台DLP光机两侧各设置一台摄像机，且同一组DLP光机和摄像机固定在同一轨道上由一台电机控制沿着样品台Y轴方向移动。