一种多曝光口3D打印机机器及其控制方法与流程

文档序号:16630431发布日期:2019-01-16 06:31阅读:345来源:国知局
一种多曝光口3D打印机机器及其控制方法与流程

本发明涉及高精度3d打印设备技术领域,具体为一种多曝光口3d打印机机器及其控制方法。



背景技术:

为了解3d打印即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用光敏树脂材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,即切片,从而指导打印机逐层打印。

因此切片处理是3d打印里基础和核心,在打印之前对模型的切片处理是非常重要的一环。在正式3d打印之前,首先需要通过使用建模软件设计出目标模型,之后还需要进行一步非常重要的操作,也就是对模型进行切片处理。切片处理是3d打印的基础,切片参数的设置是影响模型成品质量的重要条件之一,切片参数主要包括层厚、支撑、抗锯齿等。

现有的3d打印机存在打印幅面较小,效率低,满足不了大幅面模型的打印的缺陷,由此产生了大型dlp的打印机,但大型dlp的打印机由于没有大幅面的光机予以配套或配合工作,因此其光机一直是个技术瓶颈,即使有大幅面的光机也达不到足够的能量促使光敏树脂固化。

有鉴于此,本申请人对此进行专门研究,故而引出了多个光机协调工作的思路,需要把大模型切成对应的切片图形后再分割成相应的子块,分别投影到各自的光机上,从而开发出集群拼接式面曝光3d打印机及其切片、曝光控制方法,本案由此产生决上述问题,本案由此而生。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种打印面积大,效率高的多曝光口3d打印机机器及其控制方法。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种多曝光口3d打印机机器,包括机架、设于机架上的曝光机构、打印机构、刮刀机构和激光位移传感器,其特征在于:所述打印机构包括打印平台和控制打印平台的传动机构;所述曝光机构位于打印平台和刮刀机构上方,刮刀机构设于打印平台的上方;所述激光位移传感器设于打印平台的侧面;所述曝光机构包括多个曝光口和调整相邻曝光口间距的微调机构,微调机构通过plc进行控制;所述曝光口投射的影像打在打印平台上,且每两个曝光口投影的边缘均为错开锯齿状。

优选的,所述曝光口数量为四个。

优选的,所述相邻两个所述曝光口中心点之间的距离l=384mm,h=216mm;单个所述曝光口的投影幅面为l=384mm,h=216mm。

优选的,所述打印平台上设有若干大小一致的通孔,通孔均匀开设于打印平台上。

优选的,所述刮刀结构由刮刀、真空泵、传动构件组成;刮刀底部两侧采用尖角形状,内部空心结构;所述真空泵的输出端连入刮刀内部空心结构中。

本发明工作原理:本发明打印机的曝光机构由多个曝光口组成,整个曝光机构根据曝光口的精度和焦距,来确定每个曝光口与相邻的曝光口的距离,确保每个曝光口与相邻的曝光口投射出的紫外线边缘连接在一起,组成更大更高精度的投影轮廓。多个曝光口组成的曝光结构在打印面积很大的产品时(打印面积超过单个曝光口的最大投影面积),每两个曝光口投影的边缘均为错开锯齿状,这样打印出的产品连接更牢固。

一种多曝光口3d打印机机器的切片控制方法,包括如下步骤:

a)导入模型;

b)选择精度参数,准备开始切片;

步骤b之前执行以下步骤:

1)选择是否需要加支撑;

2)于选择需要加支撑时,在最终生成打印产品处加支撑;

3)于选择不需要加支撑时或加支撑后执行步骤b。

c)选择是否需要抗锯齿处理和是否需要灰度处理;

d)于选择不需要抗锯齿处理时,生成普通切片文件;

e)于选择需要抗锯齿处理时或不需要灰度处理时,生成抗锯齿切片文件;

f)于选择需要灰度处理时,生成抗锯齿且灰度齿切片文件;

g)将步骤d、e、f中的各个切片文件均连接至集群拼接式面曝光3d打印机;

h)选择预设的材料,并设置曝光参数;

步骤h之前执行以下步骤:

1)选择是否需要新增材料;

2)于选择需要新增材料时,新增材料;

3)于选择不需要新增材料时或新增材料后执行步骤h。

i)导入切片文件后打印。

一种多曝光口3d打印机机器的曝光控制方法,包括如下步骤:

a)导入光机数num,获取各个光机在切片图上对应的分布位置;

b)导入切片文件;

c)获取第n层切片图;

d)根据各个光机的分布位置将切片图平均分割成num等分;

e)将每等分边缘与预先设置的锯齿状图片进行与运算;

f)将每等分图片曝光;

g)第n层曝光结束,n=n+1;

h)判断整体曝光是否结束,若步骤g中计算后的n为目标层,则曝光结束,若步骤g中计算后的n还未到达目标层,则重复步骤c。

优选的,所述步骤h中的目标层数值比步骤b中切片文件的总层数刚好大于1。

优选的,所述步骤c的第一次执行从获取第1层切片图开始。

(三)有益效果

采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比,具备以下优点:

1、本发明中3d打印机的曝光结构可以是一个曝光口,也可以是多个曝光口组成。多个曝光口组成,其打印的面积成倍加大,很好的解决了传统3d打印机打印面积小,效率慢的问题,在相同的时间内,可以打印出更多更大的产品。

2、多个曝光口组成的曝光结构在打印面积很大的产品时(打印面积超过单个曝光口的最大投影面积),每两个曝光口投影的边缘均为错开锯齿状,这样打印出的产品之间的接缝处更加光滑,连接更牢固。

3、采用多曝光口的结构,很好的解决了传统3d打印机打印面积小,效率慢的问题,在相同的时间内,可以打印出更多更大幅面的产品,而且针对幅面偏小的模型能一次性打印更多数量。

附图说明

图1为本发明正视图;

图2为本发明正面剖视图;

图3为本发明俯视图;

图4为本发明仰视图;

图5为本发明曝光口投影图;

图6为本发明中曝光口位置示意图。

图中:1机架、2曝光机构、21曝光口、22微调机构、3打印机构、31打印平台、32传动机构、4刮刀机构、41刮刀、42真空泵、43传动构件、5激光位移传感器。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。

如图1-6所示:一种多曝光口3d打印机机器及其控制方法,包括机架1、设于机架1上的曝光机构2、打印机构3、刮刀41机构4和激光位移传感器5。曝光机构2位于打印机构3和刮刀41机构4上方,刮刀41机构4设于打印机构3的上方。

曝光机构2包括多个曝光口21和调整相邻曝光口21间距的微调机构22,微调机构22通过plc进行控制。曝光口21投射的影像打在激光位移传感器5上,且每两个曝光口21投影的边缘均为错开锯齿状(如附图5所示)。微调机构22连入计算机控制程序中,控制每个曝光口21与相邻的曝光口21的距离,整个曝光结构根据曝光口21的精度和焦距,来确定每个曝光口21与相邻的曝光口21的距离,确保每个曝光口21与相邻的曝光口21投射出的紫外线边缘连接在一起,组成更大更高精度的投影轮廓。

曝光口21数量为四个。相邻曝光口21中心点之间的距离l约为384mm,h约为216mm,曝光口21投射出的紫外线边缘连接在一起,组成更大更高精度的投影轮廓,设置此间距的3d打印机焦距为521.5mm,同时,单个曝光口21的投影幅面长度为l=384mm,h=216mm。

打印机构3包括打印平台31和控制打印平台31运行的传动机构32(传动机构32包括电机、模组等多个控制打印平台31运行的结构,为公开技术,并非本方案创新点,不做详细位置、连接关系描述,仅在附图中大致示意)。打印平台31上设有若干大小一致的通孔,通孔均匀开设于打印平台31上。

激光位移传感器5设于打印平台31的侧面,且固定在机架1上。激光位移传感器5用于测量液位高低,保证每一层液位保持相同高度,使得层厚更加均匀。在加满液体后,用过液面侧间距控制打印平台31的液面,保持误差在2um之内。

刮刀41结构由刮刀41、真空泵42、传动构件43组成。传动构件43由传送带、电机组成,电机通过传送带带动刮刀41在水平方向进行往复运动。刮刀41底部两侧采用尖角形状,内部空心结构。真空泵42的输出端连入刮刀41内部空心结构中。刮刀41在动作前,通过抽真空机构,液体填满刮刀41内部,刮刀41在行进过程中,克服液体张力,补充液面水平,主要目的是保证在打印出来的零件每层厚度均匀。

打印机构3、激光位移传感器5、刮刀41结构均为现有技术,本发明主要创新点为曝光机构2。

一种多曝光口3d打印机机器的切片控制方法,包括如下步骤:

a)导入模型;

b)选择精度参数,准备开始切片;

步骤b之前执行以下步骤:

1)选择是否需要加支撑;

2)于选择需要加支撑时,在最终生成打印产品处加支撑;

3)于选择不需要加支撑时或加支撑后执行步骤b。

c)选择是否需要抗锯齿处理和是否需要灰度处理;

d)于选择不需要抗锯齿处理时,生成普通切片文件;

e)于选择需要抗锯齿处理时或不需要灰度处理时,生成抗锯齿切片文件;

f)于选择需要灰度处理时,生成抗锯齿且灰度齿切片文件;

g)将步骤d、e、f中的各个切片文件均连接至集群拼接式面曝光3d打印机;

h)选择预设的材料,并设置曝光参数;

步骤h之前执行以下步骤:

1)选择是否需要新增材料;

2)于选择需要新增材料时,新增材料;

3)于选择不需要新增材料时或新增材料后执行步骤h。

i)导入切片文件后打印。

一种多曝光口3d打印机机器的曝光控制方法,包括如下步骤:

a)导入光机数num,获取各个光机在切片图上对应的分布位置;

b)导入切片文件;

c)获取第n层切片图;

d)根据各个光机的分布位置将切片图平均分割成num等分;

e)将每等分边缘与预先设置的锯齿状图片进行与运算;

f)将每等分图片曝光;

g)第n层曝光结束,n=n+1;

h)判断整体曝光是否结束,若步骤g中计算后的n为目标层,则曝光结束,若步骤g中计算后的n还未到达目标层,则重复步骤c。步骤h中的目标层数值比步骤b中切片文件的总层数刚好大于1,步骤c的第一次执行从获取第1层切片图开始。

以上所述依据实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。

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