高精度數(shù)字光處理三維打印及其打印方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高精度數(shù)字光處理三維打印及其打印方法，三位打印機(jī)包括框架；光敏樹脂槽設(shè)置在框架內(nèi)，光敏樹脂槽內(nèi)盛裝有液體光敏樹脂；和用于承載打印物體的打印平臺，可在光敏樹脂槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；第一光源設(shè)置在光敏樹脂槽的下方；控制器與打印平臺電性連接，控制器還包括處理器和校準(zhǔn)模塊，校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置有微調(diào)距離的數(shù)據(jù)。通過校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置有微調(diào)距離，進(jìn)而計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)囊苿?dòng)高度，最后，提高打印平臺的高度移動(dòng)間隔距離的精準(zhǔn)度。

High precision digital light processing three-dimensional printing and printing method thereof

The present invention relates to an optical processing of 3D printing and printing method of high precision digital printer, three includes a frame; photosensitive resin groove is arranged on the frame, the photosensitive resin tank containing a liquid photosensitive resin; and for printing platform bearing printing objects, can move in the groove of the photosensitive resin; the first light source is disposed at the lower part of the photosensitive resin slot; print platform controller and electrically connected controller also includes a processor and a calibration module, the calibration module is arranged in the micro distance data. The trimming distance is arranged in the calibration module, and then the moving height which needs compensation is calculated, and finally, the height of the printing platform and the precision of the moving interval distance are improved.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種三維打印機(jī)，具體涉及一種數(shù)字光處理三維打印機(jī)及其打印方法。
技術(shù)介紹
三維打印，也稱增材制造或者積層造型，是利用數(shù)字模型加工出物理對象的過程，在加工過程中，通過逐層填加材料而建造打印對象。三維快速成型的方法主要包括的類型為：立體平板印刷或光固化（Stereolithography，SLA)、分層實(shí)體制造（Laminatedobjectmanufacturing，LOM)、選擇性激光熔化（SelectivelaserMelting，SLM)、熔融沉積成型（Fuseddepositionmodeling，F(xiàn)DM)。數(shù)字光處理技術(shù)(DigitalLightProcessing，簡稱DLP)是一種基于數(shù)字微鏡晶片(DigitalMicromirrorDevice，簡稱DMD，也稱數(shù)字微器件)的新式投影技術(shù)，數(shù)字微鏡晶片為一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)，其在CMOS硅基片上集成了50-130萬個(gè)微鏡片，每一微鏡片代表一個(gè)像素，當(dāng)一個(gè)微鏡片處于\開\狀態(tài)時(shí)，入射光將被反射并通過投影鏡將影像投射至屏幕上，當(dāng)一個(gè)微鏡片處于\關(guān)\狀態(tài)時(shí)，入射光將被反射至光吸收器而被吸收。光固化三維打印機(jī)是一種基于數(shù)字光處理技術(shù)，以液態(tài)光固化樹脂為成型材料的快速成型設(shè)備，其具有成型速度快及成型精度高的優(yōu)點(diǎn)。DLP光固化3D打印機(jī)主要有軟件和硬件兩部分組成。硬件包括打印機(jī)框架、投影儀光源、打印平臺以及光敏樹脂槽。打印平臺在光敏樹脂槽內(nèi)能夠上下運(yùn)動(dòng)，而在光敏樹脂槽內(nèi)裝有光敏樹脂。軟件部分產(chǎn)生的影像信號經(jīng)過數(shù)字處理后，通過投影儀光源投影到光敏樹脂槽的底部，這樣光敏樹脂槽內(nèi)的光敏樹脂能夠瞬間聚合成固體，而未與光接觸的光敏樹脂則保持液態(tài)，這樣就在打印平臺與光敏樹脂槽相對的平面上逐層生成三維物體。可見，這種三維打印機(jī)的基本原理就是移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打印平臺在光敏樹脂槽內(nèi)逐層向上移動(dòng)，同時(shí)，數(shù)字光處理單元對每一層光敏樹脂固化照射，逐層形成三維物體。然而，受限于液體光敏樹脂的密度變化或者其它物理參數(shù)的影響，液體光敏樹脂在固化過程中，其體積一般會(huì)發(fā)生變化。現(xiàn)有的液體光敏樹脂在發(fā)生固化之后，體積通常會(huì)縮小。并且，這種縮小的程度根據(jù)具體的外界因素會(huì)不斷變化，外界因素例如為光照強(qiáng)度、光敏樹脂的特性、環(huán)境溫度等。如圖1所示，在打印平臺的下表面具有待固化的第一層液體光敏樹脂1，第一層液體光敏樹脂1的厚度為d1,通過光源對該第一層液體光敏樹1脂照射固化之后形成固化的第一層三維物體2（圖中虛線部分），厚度變?yōu)閐2，d1與d2的差值為d0。雖然d1與d2之間的差值d0可能非常微小，但是，當(dāng)打印多個(gè)層之后；或者，對于精度較高的三維物體，這種精度的損失依然是顯著的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的是提供一種解決液體光敏樹脂在固化之后體積收縮造成精度下降的問題。本專利技術(shù)提供的高精度數(shù)字光處理三維打印包括框架；光敏樹脂槽設(shè)置在框架內(nèi)，光敏樹脂槽內(nèi)盛裝有液體光敏樹脂；和用于承載打印物體的打印平臺，可在光敏樹脂槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；第一光源設(shè)置在光敏樹脂槽的下方；控制器與打印平臺電性連接，控制器還包括處理器和校準(zhǔn)模塊，校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置有微調(diào)距離的數(shù)據(jù)。由上述方案可見，通過校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置有微調(diào)距離，進(jìn)而計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)囊苿?dòng)高度，最后，提高打印平臺的高度移動(dòng)間隔距離的精準(zhǔn)度。高精度數(shù)字光處理三維打印的打印方法，數(shù)字光處理三維打印機(jī)包括框架；光敏樹脂槽設(shè)置在框架內(nèi)，光敏樹脂槽內(nèi)盛裝有液體光敏樹脂；和用于承載打印物體的打印平臺，可在光敏樹脂槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；第一光源設(shè)置在光敏樹脂槽的下方；控制器與打印平臺電性連接，控制器還包括處理器和校準(zhǔn)模塊，校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置有微調(diào)距離的數(shù)據(jù)。該打印方法包括下面的步驟：首先，數(shù)字光處理三維打印機(jī)的控制器獲得預(yù)備打印三維物體的切片數(shù)據(jù)信息；然后，執(zhí)行第一層打印步驟，打印平臺移動(dòng)至光敏樹脂槽靠近槽底板的位置，液面高度傳感器感應(yīng)到光敏樹脂槽內(nèi)的光敏樹脂的液面高度為第一高度；接著，執(zhí)行第一層固化步驟，第一光源發(fā)出給定圖案的光照，該光照通過槽底板后照射在第一層的液體光敏樹脂上，光敏樹脂發(fā)生固化并且在承載面上形成第一層三維物體；接著，執(zhí)行移動(dòng)步驟，移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打印平臺向上移動(dòng)一個(gè)給定的間隔距離，預(yù)備打印第二層三維物體；同時(shí)，執(zhí)行微調(diào)距離移動(dòng)步驟，控制器的處理器根據(jù)校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置的微調(diào)距離，移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打印平臺向下移動(dòng)微調(diào)距離；接著，執(zhí)行第二層固化步驟，第一光源發(fā)出給定圖案的光照，該光照通過槽底板后照射在第二層液體光敏樹脂上，第二層液體光敏樹脂在第一層三維物體上固化形成第二層三維物體；最后，重復(fù)執(zhí)行打印平臺移動(dòng)步驟和微調(diào)距離移動(dòng)步驟，并利用第一光源對每一層液體光敏樹脂進(jìn)行照射固化，直至形成預(yù)備打印的三維物體。本專利技術(shù)的主要目的是提供一種解決液體光敏樹脂在固化之后體積收縮造成精度下降的問題。本專利技術(shù)提供了一種具有自動(dòng)補(bǔ)差功能的數(shù)字光處理三維打印機(jī)，其包括框架；光敏樹脂槽設(shè)置在框架內(nèi)，光敏樹脂槽內(nèi)盛裝有液體光敏樹脂；用于承載打印物體的打印平臺可在光敏樹脂槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；第一光源設(shè)置在光敏樹脂槽的下方；液面高度傳感器用于檢測液體光敏樹脂的高度；控制器分別與液面高度傳感器、打印平臺電性連接，控制器還包括處理器。由上述方案可見，通過液面高度傳感器可以感應(yīng)到液面高度的變化，進(jìn)而計(jì)算出每一層三維物體固化后的收縮變化率，進(jìn)而計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)囊苿?dòng)高度，最后，提高打印平臺的高度移動(dòng)間隔距離的精準(zhǔn)度。一個(gè)優(yōu)選的方案是，具有自動(dòng)補(bǔ)差功能的數(shù)字光處理三維打印機(jī)還包括桶容器，桶容器的下端與光敏樹脂槽的下端連通，液面高度傳感器設(shè)置在桶容器內(nèi)。由上述方案可見，桶容器為一個(gè)單獨(dú)的部件，液面高度傳感器設(shè)置在桶容器內(nèi)時(shí)，不會(huì)干擾到光敏樹脂槽內(nèi)的正常工作，且方便工作人員對液面高度傳感器的維護(hù)。本專利技術(shù)還提供了一種具有自動(dòng)補(bǔ)差功能的數(shù)字光處理三維打印機(jī)的打印方法，數(shù)字光處理三維打印機(jī)包括框架；光敏樹脂槽設(shè)置在框架內(nèi)，光敏樹脂槽內(nèi)盛裝有液體光敏樹脂；用于承載打印物體的打印平臺可在光敏樹脂槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；第一光源設(shè)置在光敏樹脂槽的下方；液面高度傳感器用于檢測液體光敏樹脂的高度；控制器分別與液面高度傳感器、打印平臺電性連接。該打印方法包括下面的步驟：首先，數(shù)字光處理三維打印機(jī)的控制器獲得預(yù)備打印三維物體的切片數(shù)據(jù)信息；然后，執(zhí)行第一層打印步驟，打印平臺移動(dòng)至光敏樹脂槽靠近槽底板的位置，液面高度傳感器感應(yīng)到光敏樹脂槽內(nèi)的光敏樹脂的液面高度為第一高度；接著，執(zhí)行第一層固化步驟，第一光源發(fā)出給定圖案的光照，該光照通過槽底板后照射在第一層的液體光敏樹脂上，光敏樹脂發(fā)生固化并且在承載面上形成第一層三維物體，同時(shí)，液面高度傳感器感應(yīng)到光敏樹脂槽內(nèi)的光敏樹脂的液面高度為第二高度；接著，執(zhí)行移動(dòng)步驟，移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打印平臺向上移動(dòng)一個(gè)給定的間隔距離，預(yù)備打印第二層三維物體；接著，執(zhí)行微調(diào)距離計(jì)算步驟，控制器的處理器根據(jù)第一高度、第二高度的差值，計(jì)算出第一層三維物體固化后的收縮率，隨之計(jì)算出微調(diào)距離；接著，執(zhí)行微調(diào)距離移動(dòng)步驟，移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打印平臺向下移動(dòng)微調(diào)距離；接著，執(zhí)行第二層固化步驟，第一光源發(fā)出給定圖案的光照，該光照通過槽底板后照射在第二層液體光敏樹脂上，第二層液體光敏樹脂在第一層三維物體上固化形成第二層三維物體；最后，重復(fù)執(zhí)行打印平臺移動(dòng)步驟、微調(diào)距離計(jì)算步驟和微調(diào)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
高精度數(shù)字光處理三維打印，包括：框架；光敏樹脂槽，設(shè)置在所述框架內(nèi)，所述光敏樹脂槽內(nèi)盛裝有液體光敏樹脂；和用于承載打印物體的打印平臺，可在所述光敏樹脂槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；其特征在于：第一光源，設(shè)置在所述光敏樹脂槽的下方；控制器，與所述打印平臺電性連接，所述控制器還包括處理器和校準(zhǔn)模塊，所述校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置有微調(diào)距離的數(shù)據(jù)。

【技術(shù)特征摘要】
1.高精度數(shù)字光處理三維打印，包括：框架；光敏樹脂槽，設(shè)置在所述框架內(nèi)，所述光敏樹脂槽內(nèi)盛裝有液體光敏樹脂；和用于承載打印物體的打印平臺，可在所述光敏樹脂槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；其特征在于：第一光源，設(shè)置在所述光敏樹脂槽的下方；控制器，與所述打印平臺電性連接，所述控制器還包括處理器和校準(zhǔn)模塊，所述校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置有微調(diào)距離的數(shù)據(jù)。2.高精度數(shù)字光處理三維打印的打印方法，其特征在于：數(shù)字光處理三維打印機(jī)包括：框架；光敏樹脂槽，設(shè)置在所述框架內(nèi)，所述光敏樹脂槽內(nèi)盛裝有液體光敏樹脂；用于承載打印物體的打印平臺，可在所述光敏樹脂槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；第一光源，設(shè)置在所述光敏樹脂槽的下方；控制器，與所述打印平臺電性連接，所述控制器還包括處理器和校準(zhǔn)模塊，所述校準(zhǔn)模塊內(nèi)設(shè)置有微調(diào)距離的數(shù)據(jù)；該打印方法包括下面的步驟：首先，所述數(shù)字光處理三維打印機(jī)的控制器獲得預(yù)備打印三維物體的切片數(shù)據(jù)信息；然后，執(zhí)行第一層打印步驟，所述打印平臺移...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭鑫，
申請(專利權(quán))人：荊門米豐信息科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42