[发明专利]3D打印机的光源光线的调节方法、装置及3D打印机

说明书

本申请是关于一种3D打印机的光源光线的调节方法、装置及3D打印机。该方法包括：确定光源的光线的初始发散角度；根据所述初始发散角度，在靠近所述光源预设距离的区域设置光线收束组件，以使所述光线的初始发散角度收束。本申请的方法，通过利用光线收束组件对光线的发散角度进行调整，从而改变光线初始的发散方向，继而实现对光源光线的准直度及匀光度的调节，从而提高3D打印的待成型物体的成型尺寸精度，改善打印品质。

技术领域

本申请涉及3D打印机技术领域，尤其涉及一种3D打印机的光源光线的调节方法、装置及3D打印机。

背景技术

光固化3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用光敏树脂通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。其主要原理是：利用流体状态的光敏树脂在光照下发生聚合反应的特点，将光源按照待成型物体的截面形状进行照射，使流体状态的树脂固化成形。目前较为盛行的3D打印机有LCD(Liquid Crystal Display，液晶屏)光固化3D打印机，其通过数据传输设备将待成型物体的横截面图案逐层地传输到LCD屏上，然后采用特定波长的光对LCD屏幕进行照射，LCD屏幕根据横截面图案出现透光区域和非透光区域，使得LCD屏幕的透光区域上方的光敏树脂与传输来的图案相对应并且固化，之后逐层堆叠，形成最终打印目标。

在LCD光固化3D打印机中，一般利用一定阵列数量的LED光源对LCD屏进行照射。可以理解，光源发出光线的准直度及光强的均匀度非常装有重要。光线准直度越高，则待成型物体的微小结构的质量越好；光强的均匀度越高，则照射光敏树脂的光强越均匀，则成型的尺寸的误差越小。

然而，如图1所示，最理想的光源的光线发散状态为(a)图中的光线状态，即光线与光轴平行，准直度达到100％。但现实中往往存在(b)图所示的情形，即LED光源的光线是发散的，每一LED光源发散的光线与光轴并非平行，LED光源发散的每一光线与光轴的夹角即初始发散角度O大于光线与光轴平行时的夹角，使得相邻两个LED光源所照射的区域产生重叠。如图2所示，相邻两个LED光源分别对应照射LCD屏幕的区域X和区域Y。然而，由于光源光线的发散，导致区域X和区域Y产生光照重叠区域Z。光照重叠区域Z叠加了两个光源的光线，导致其光强大于区域X及区域Y等单一光源照射的光强。

这样的情形，当区域X和区域Y均处于非透光区时，对应的光敏树脂本不应出现固化，而光照重叠区域Z的光强因叠加到足够大，与区域X和区域Y的光强明显不均匀，从而使光线穿透LCD屏幕的非透光区，导致对应位置的光敏树脂可能固化，从而形成非目标打印。当区域X和区域Y均处于透光区时，对应重叠区域Z的光敏树脂受到的光强更大，则光敏树脂固化后的尺寸精度与区域X和区域Y对应的光敏树脂固化后的尺寸精度不一致。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种3D打印机的光源光线的调节方法及装置及3D打印机，该3D打印机的光源光线的调节方法及装置及3D打印机，能够提高光源的光线的准直度和光强的均匀度，使整个屏幕区域穿透的光线得以匀光及准直，从而提高待成型物体的成型尺寸精度。

本申请第一方面提供一种3D打印机的光源光线的调节方法，其包括：

确定光源的光线的初始发散角度；

根据所述初始发散角度，在靠近所述光源预设距离的区域设置光线收束组件，以使所述光线的初始发散角度收束。

在其中一个实施例中，所述确定光源的光线的初始发散角度，包括：

根据每一所述光源的排布位置，确定每一所述光源的光线初始发散角度。

在其中一个实施例中，所述根据所述初始发散角度，在靠近所述光源预设距离的区域设置光线收束组件，以使所述光线的初始发散角度收束，包括：

根据所述初始发散角度，在靠近所述光源第一预设距离的区域设置第一光线收束件，以改变所述光线的初始发散角度，形成第一收束角度；