[发明专利]三维打印装置及方法

说明书

本发明公开一种三维打印装置及方法，其中三维打印装置包括：打印平台、模型处理系统、第一投影系统，第一投影系统用于将所述二维图像进行拼接后投影在所述打印平台上，第一投影系统沿打印平台匀速移动，而且每移动一个像素的距离更新一次投影的二维图像，进而来提高打印的精准度。

技术领域

本发明涉及三维打印领域，特别涉及一种三维打印装置及方法。

背景技术

目前利用立体光刻技术进行高精度的3D打印制造过程中，受限于器件的技术约束，只能直接制造100mm量级尺寸的产品，比如1920×1080像素，无法满足大尺寸产品的制造需求。为了解决这一技术难题，目前通常将大尺寸图像通过纵横分割成若干单元图像，投影系统先对准一个单元图像进行曝光，然后移动到下一单元图像进行对准、曝光。重复上述过程，直至将大尺寸图像完全曝光，此种采用拼接的方式，在拼接的位置由于不可避免的机械误差存在，导致拼接位置打印效果不甚理想。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种三维打印装置及方法，旨在解决目前在拼接打印过程中，打印效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提出的三维打印装置，包括：

打印平台，用于承载光敏材料；

模型处理系统，用于将待打印的三维模型转换成多层二维图像；

至少一个第一投影系统，所述第一投影系统用于将所述二维图像投影在所述打印平台上，所述第一投影系统设于所述打印平台长或宽的任一边，并沿另一边匀速移动，所述第一投影系统每移动一个像素的距离更新一次所投影的二维图像。

可选地，还包括第一光栅尺，所述第一光栅尺沿所述第一投影系统的移动方向设置，用于检测所述第一投影系统的位置。

可选地，设有多个所述第一投影系统，相邻两所述第一投影系统的曝光区域相连；

相邻两所述第一投影系统之间设有第二投影系统，所述第二投影系统用于投影相邻两所述第一投影系统的曝光区域相连的位置的二维图像，所述第二投影系统与所述第一投影系统同向、同步移动，且同步更新所投影的二维图像。

可选地，所述第二投影系统的单幅曝光尺寸较所述第一投影系统小，所述第二投影系统的分辨率较所述第一投影系统高。

可选地，所述第一投影系统具有位于中间的第一曝光区域，及位于边缘与其他所述第一投影系统相连的第二曝光区域，所述第二曝光区域的曝光亮度小于所述第一曝光区域的曝光亮度，所述第二投影系统的曝光亮度与所述第一投影系统的第二曝光区域的曝光亮度之和等于所述第一投影系统的第一曝光区域的曝光亮度。

可选地，所述第二投影系统的曝光区域的宽度与相邻两所述第一投影系统的相连位置的第二曝光区域宽度之和相同。

可选地，所述第二曝光区域的宽度为50个像素至100个像素的距离。

可选地，所述二维图像的厚度在50nm-200μm之间。

本发明还提出一种三维打印方法，包括：

将待打印的三维模型转换成多层二维图像；

通过第一投影系统将所述二维图像投影在打印平台上；

控制所述第一投影系统沿打印平台长宽任一方向匀速移动，每移动一个像素的距离更新一次所投影的二维图像。

可选地，在所述第一投影系统移动的方向上设置第一光栅尺，通过所述第一光栅尺检测所述第一投影系统移动的距离，进而更新所述第一投影系统所投影的二维图像。

可选地，在所述打印平台长或宽的任一方向设置多个所述第一投影系统，多个所述第一投影系统的曝光区域相连；