【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及3d打印，尤其涉及一種基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造系統及方法。
技術介紹
1、數字光處理3d打印設備由于其較高的打印精度以及其打印器材的材質連續性，已引起廣泛關注，并有人嘗試應用于微小尺寸器件的加工，目標是用于取代傳統微納器件制造所使用的pdms光刻以及pmma注塑技術，克服傳統制造技術中多層對準困難的問題。
2、數字光處理3d打印設備打印微小器件的過程中，固化光照射可能會使非固化區域樹脂發生光聚合。主要原因有兩點：第一，光透射的影響，是由于樹脂的透光性，在固化后續層時，額外的光線會穿透之前建造的層，使得額外的樹脂固化，導致被制造件尺寸和形狀精度受到影響；第二，光學鄰近效應的影響，是由于所使用固化光在投影過程存在衍射效應，導致固化平面的固化光形狀較預設形狀有偏差，導致額外的樹脂固化。第三，是由于光學鄰近效應以及光的透射導致非固化區域的樹脂處于半固化狀態或固化狀態，而該種狀態的樹脂擁有較高的粘度，粘度高，導致阻力增大，使得沖洗難度增加，從而影響被制造件制造精度。綜上所述，打印機制造可達到的特征尺度精度并不單純是由3d打印機dmd(數字微反射鏡設備：digital?micromirror?device)的分辨率決定的，還有樹脂的光學吸收決定的。
3、盡管數字光處理3d打印設備使用更高精度的dmd可以達到更好的制造效果，但一味增加dmd精度，會導致成本的倍增，并且需注意的是在已確定dmd分辨率的情況下，仍可進一步提升制造精度。
技術實現思路
2、本專利技術第一目的在于提供一種基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造系統，包括：分層投影圖片獲取模塊、輪廓區域識別模塊、灰度優化模塊、光固化模塊；
3、所述分層投影圖片獲取模塊，用于通過切片程序獲取待光固化成型制造的器件所需的分層投影圖片；
4、所述輪廓區域識別模塊，用于識別所述器件的實體輪廓區域或實體非輪廓區域；
5、所述灰度優化模塊，用于對被識別的實體輪廓區域或實體非輪廓區域進行灰度調整，得到灰度優化切片圖片；
6、所述光固化模塊，用于根據優化后的切片圖片調整輸出光強，在同一固化光投影平面內實現多種強度固化光的照射，制備所述器件。
7、本專利技術第二目的在于提供一種基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，采用所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造系統，包括如下步驟：
8、s1、選取待光固化成型制造的器件，通過切片程序獲取所述器件所需的分層投影圖片；
9、s2、根據所述分層投影圖片，識別所述器件的實體輪廓區域或實體非輪廓區域；
10、s3、根據模型加工的硬度或/和精度需求，對被識別的實體輪廓區域或實體非輪廓區域進行灰度調整，得到灰度優化切片圖片；所述灰度優化切片圖片的灰度值介于0～255之間；
11、s4、光固化制造裝置根據優化后的切片圖片的灰度值調整輸出光強，在同一固化光投影平面內實現多種強度固化光的照射，制備所述器件。
12、優選的，步驟s3中的灰度調整具體包括：若對所述器件的實體輪廓硬度要求高，在所述灰度調整過程中，調整實體非輪廓區域灰度值，實體輪廓區域灰度值不變；若對所述器件的實體輪廓硬度要求低且對尺寸精度要求高，在所述灰度調整過程中，調整實體輪廓區域灰度值，實體非輪廓區域灰度值不變。
13、優選的，實體輪廓區域是所述器件的實體邊界在所述分層投影圖片中對應邊界的像素輪廓，所述像素為單層或多層像素。
14、優選的，實體非輪廓區域是所述器件的實體在所述分層投影圖片中對應的投影曝光區域除去所述實體輪廓區域的像素區域。
15、優選的，同一固化光投影平面是光固化制造過程中位于同一固化步驟中的平面。
16、優選的，分層投影圖片為二值化的灰度圖片。
17、優選的，分層投影圖片中灰度值為255的區域定義為實體區域，灰度值為0的區域定義為非實體區域。
18、本專利技術第三目的在于提供一種計算機可讀存儲介質，所述介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法。
19、本專利技術有益效果：
20、本專利技術使在可通過灰度調節調控同一平面內曝光強度設備(如dlp(數字光處理)光學系統)的精度確定的情況下，通過對投影圖片進行灰度優化，可以進一步提升制造質量；相比較傳統的僅增加dmd精度，極大節省了成本。
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1.基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造系統，其特征在于，包括：分層投影圖片獲取模塊、輪廓區域識別模塊、灰度優化模塊、光固化模塊；
2.基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于，采用權利要求1所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造系統，包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于，所述步驟S3中的灰度調整具體包括：若對所述器件的實體輪廓硬度要求高，在所述灰度調整過程中，調整實體非輪廓區域灰度值，實體輪廓區域灰度值不變；若對所述器件的實體輪廓硬度要求低且對尺寸精度要求高，在所述灰度調整過程中，調整實體輪廓區域灰度值，實體非輪廓區域灰度值不變。
4.根據權利要求3所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于：所述實體輪廓區域是所述器件的實體邊界在所述分層投影圖片中對應邊界的像素輪廓，所述像素為單層或多層像素。
5.根據權利要求4所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于：所述實體非輪廓區域，是所述器件的實體在所述分層投影圖片中對應的投影曝光區域
6.根據權利要求5所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于：所述的同一固化光投影平面，是光固化制造過程中位于同一固化步驟中的平面。
7.根據權利要求6所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于：所述分層投影圖片為二值化的灰度圖片。
8.根據權利要求7所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于：所述分層投影圖片中灰度值為255的區域定義為實體區域，灰度值為0的區域定義為非實體區域。
9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于：所述介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求2-8任意一項所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法。
...【技術特征摘要】
1.基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造系統，其特征在于，包括：分層投影圖片獲取模塊、輪廓區域識別模塊、灰度優化模塊、光固化模塊；
2.基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于，采用權利要求1所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造系統，包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于，所述步驟s3中的灰度調整具體包括：若對所述器件的實體輪廓硬度要求高，在所述灰度調整過程中，調整實體非輪廓區域灰度值，實體輪廓區域灰度值不變；若對所述器件的實體輪廓硬度要求低且對尺寸精度要求高，在所述灰度調整過程中，調整實體輪廓區域灰度值，實體非輪廓區域灰度值不變。
4.根據權利要求3所述的基于分層投影圖片灰度優化的光固化制造方法，其特征在于：所述實體輪廓區域是所述器件的實體邊界在所述分層投影圖片中對應邊界的像素輪廓，所述像素為單層或多層像素。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：王沖，于正東，趙強威，王強龍，左同星，苗振宇，劉震宇，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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