[发明专利]一种LCD光固化3D打印机的光源管理方法及装置

说明书

本发明公开了一种LCD光固化3D打印机的光源管理方法，获取待打印模型的切片图像数据，对于每一层的切片图像获取对应的液晶显示面板的显示图像，所述显示图像为在对应的液晶显示面板上的像素点显示的集合；预先存储切片图像数据与各个像素点的灰度显示最佳映射，即在数据库中对应存储切片图像在最大光源功率下的最优像素灰度值以及亮度值；改变光源功率为第一预设功率，并在改变光源功率后，改变像素灰度值为第二灰度值，若光固化效果符合预期，则改变光源功率为第一预设功率并执行当前的3D打印任务；若光固化效果不符合预期，则改变光源功率为第二预设功率并执行当前的3D打印任务。

技术领域

本发明涉及LCD光固化3D打印技术领域，尤其涉及一种LCD光固化3D打印机的光源管理方法及装置。

背景技术

3D打印(AM)是一种不同于传统制造的新兴制造技术，它结合了多个领域的科学知识，如计算机、材料加工和机械加工等。其中光固化3D打印技术是一种通过光活化聚合反应选择性固化光聚合材料的增材制造工艺。在该技术中，模型是一层一层构建的，通过扫描聚合点(立体光刻-SLA)或一次性投影整个层(数字光处理-DLP)来完成。光固化技术可用来制备高清晰度及表面光滑的模型，并且不需要对表面进行机械后处理即可具有高精度，从而在增材制造领域显示出巨大的潜力。

相关技术中，对于LCD光固化成型3D打印技术来说，其实现过程为：利用液晶显示面板成像原理，在微型计算机及显示面板的驱动电路的驱动下，由计算机程序提供图像信号，在液晶显示面板上出现选择性的透明区域。然后在紫外光源的照射下，液晶显示面板的图像透明区域对紫外光阻隔减小，在非透明区域紫外光线被阻挡，透过液晶显示面板的紫外光线构成紫外光图像区域。在液晶屏显示面板的表面放置有用于盛放固化液态树脂的打印槽，该打印槽的底部为透明薄膜，在液晶显示面板非透明区域由于无紫外线照射，因此该部分的液态光固化树脂没有被紫外光线照射到，仍然保持液态；在与选择性的透明区域对应的位置，紫外光线经过透明薄膜照射到液态光固化树脂，使被紫外光照射的液态树脂产生固化反应，从而使被照射到的液态树脂成为固态，形成需要打印的模型的一个薄层，多次重复此打印过程，即可实现任意复杂结构部件的简单化生产。

而对于光固化成型3D打印技术来说，其实现过程为：利用液晶屏成像原理，在微型计算机及显示屏驱动电路的驱动下，由计算机程序提供图像信号，利用紫外光对盛放在打印槽中的液态树脂进行固化，形成需要打印的模型的一个薄层。但是相关技术中的液晶显示屏采用的伽马曲线是用于显示的伽马曲线，人眼对该伽马曲线识别最为敏感，在3D打印过程中，树脂对亮度的感知与人眼对亮度的感知并不匹配，因此用于3D打印的伽马曲线与用于显示的伽马曲线是不同的，若仍利用该伽马曲线驱动液晶显示面板对树脂进行固化，则灰阶的利用率并不高。

现有技术中，虽然存在改变光源功率以达到降低光固化3D打印能耗的现有技术，然而，现有技术仅仅考虑了光源对固化效果的影响，而并未考虑LCD结合光源改变功率对固化效果的影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明公开了一种LCD光固化3D打印机的光源管理方法，所述管理方法包括如下步骤：

步骤1，获取待打印模型的切片图像数据，对于每一层的切片图像获取对应的液晶显示面板的显示图像，所述显示图像为在对应的液晶显示面板上的像素点显示的集合；

步骤2，预先存储切片图像数据与各个像素点的灰度显示最佳映射，即在数据库中对应存储切片图像在最大光源功率下的最优像素灰度值以及亮度值；

步骤3，改变光源功率为第一预设功率，并在改变光源功率后，不改变液晶显示板的亮度值的情况下，改变像素灰度值为第二灰度值，若光固化效果符合预期，则改变光源功率为第一预设功率并执行当前的3D打印任务；

步骤4，若光固化效果不符合预期，则改变光源功率为第二预设功率并执行当前的3D打印任务。