一种用于3D光固化打印的多参数快速打印方法及设备与流程

本发明涉及一种用于3d光固化打印的多参数快速打印方法及设备。

背景技术：

3d光固化打印技术是一种利用激光照射光敏树脂材料，使液态树脂快速凝固成产品形状的产品快速成型技术；其以数字模型为基础，以液态光敏树脂为材料，通过逐层打印的方式来构造物体。

3d光固化打印，在开始"打印"物体前，需要获得待打印物体的三维模型数据，再将三维模型进行相同层厚切片，得到每一层需要打印的层模型。每一层模型通过设定打印参数，生成紫外激光扫描路径的光栅扫描线。再通过紫外激光会沿着各个层模型的光栅扫描线，对液态树脂进行逐条扫描，被扫描到的树脂薄层会产生聚合反应，由线逐渐形成面，最终形成零件的一个薄层的固化截面，而未被扫描到的树脂保持原来的液态。

如今，3d光固化打印技术应用已普遍存在，其优势显而易见，如打印精度高，结构精细和复杂的零件制作方便等。

但是，目前的3d打印，在打印多个不同的物体时，由于打印模型的构造、打印性能要求的不同而需要设置不同的参数，其采用的方法是：逐个按照打印步骤打印，即设定一个待打印模型的参数，激光、振镜逐层扫描路径打印，打印完成后，取出已打印模型；再设置另一个待打印模型的参数，重新按照打印流程进行打印。这种打印方法存在的问题是：

使用一组打印参数打印完一个或多个待打印模型后，再重新设置另一待打印模型的打印参数，才能进行另一待打印模型的打印，并且在调试打印参数时需要的测试时间很长，导致调试效率较低，操作冗长，耗费人力。

因此，如何提供一种调试参数快且操作方便的用于3d光固化打印的多参数快速打印方法及设备成为了业界需要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于3d光固化打印的多参数快速打印方法及相应的设备，其用于，对多个待打印模型，可以分别设置不同的打印参数进行快速打印，其打印完成一个待打印模型的层模型后，按顺序调用下一个动态存储器的层模型对应的光栅化扫描线打印，依次逐层打印，直至打印完成，打印效率高、操作简单，同时进一步提高了打印设备的自动化程度。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种用于3d光固化打印的多参数快速打印方法，包括以下步骤：

s1、将多个待打印模型依次导入自动生成的动态存储器中，一个待打印模型对应一个动态存储器；

动态存储器根据存储任务动态地分配为多个存储区，待打印模型存储于模型矢量存储区；

待打印模型为，将待打印物体生成的三维模型进行自适应层厚切片后得到；待打印模型包括多个层模型，模型矢量存储区根据层模型的数量动态地分配为多个层模型矢量存储区，一个层模型对应一个层模型矢量存储区，层模型矢量存储区存储层模型的层模型矢量和层厚参数；

s2、分别设置每一待打印模型的打印参数，并将打印参数存储于对应动态存储器的打印参数存储区；

s3、每一层模型矢量存储区中，根据打印参数和层模型，生成光栅化扫描线，并将光栅化扫描线存储于对应的层模型矢量存储区；

s4、控制打印设备逐层打印，按照顺序调用动态存储器，并按照动态存储器内存储的打印参数、层模型矢量、层厚参数和光栅化扫描线进行打印。

本发明中，通过将每一个待打印模型分别存入不同的存储器，并依次设置打印参数保存，使得打印过程中，可以直接调用每个存储器内生成的光栅化扫描线，依次打印。

本发明提供的多参数快速打印方法，中途不需要停止设备，再设置另一个打印模型的参数后打印，而是，依次设置多个待打印模型的参数后，多个待打印物体一次性打印完成，提高了参数调试效率，简化了操作步骤，自动化程度高。

根据本发明另一具体实施方式，层模型矢量包括轮廓矢量、支撑矢量；层模型矢量存储区动态地分配为四个存储区：用于存储轮廓矢量的轮廓矢量存储区、用于存储支撑矢量的支撑矢量存储区、用于存储层厚参数的层厚参数存储区以及用于存储步骤s3生成的光栅化扫描线的扫描线矢量存储区。

根据本发明另一具体实施方式，三维模型自适应层厚切片的厚度不同，即每一层模型矢量存储区存储的层模型的厚度不同。

根据本发明另一具体实施方式，打印参数包括振镜扫描参数、路径规划参数、可变光斑参数。

另一方面，本发明还提供了一种以上多参数快速打印方法相应的打印设备，其包括：

模型导入单元，模型导入单元被配置为自动生成动态存储器并将自适应层厚切片后的层模型导入动态存储器中的模型矢量存储区；

存储器分配单元，存储器分配单元被配置为根据存储任务的内容和数量动态地分配合适的存储区；

参数设置单元，参数设置单元被配置为根据打印要求，分别设置每一动态存储器的打印参数，并将打印参数存储于打印参数存储区；

调用打印单元，调用打印单元被配置为根据打印顺序和打印任务，动态调用动态存储器内的数据，并将数据信息传送给激光振镜板卡和运动控制板卡，进行打印。

根据本发明另一具体实施方式，参数设置模块包括振镜扫描参数设置、路径规划参数设置、可变光斑参数设置。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

1、本发明通过将每一个待打印模型分别存入不同的动态存储器，并依次设置打印参数保存，使得打印过程中，可以直接调用每个存储器内生成的光栅化扫描线，并依次逐层打印。中途不需要停止设备，再设置另一个打印模型的参数后打印，而是，依次设置多个待打印模型的参数后，开始打印。打印时，各个层模型光栅化扫描线按存储器内参数生成并打印，可以一次性打印多个不同参数的打印模型。提高了打印参数调试效率，简化了操作步骤，自动化程度高。

2、本发明中，将一个待打印模型的多个层模型分别存储于不同的层模型矢量存储区，每个层模型矢量存储区存储的层模型的厚度可不相同，根据打印物体的结构和性能要求将三维模型进行自适应层厚切片并依次存储于层模型矢量存储区；打印时，调用层模型存储区的层模型和光栅化扫描线，控制z轴至对应层模型的层厚位置，进行打印，使得可以实现一个打印物体的变层厚打印，在不影响打印精度的条件下，进一步提高了打印效率。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的多参数快速打印方法的流程示意图；

图2是实施例1的多参数快速打印方法的存储器分配示意图；

图3是实施例1的多参数快速打印方法的模型矢量存储区的分配示意图；

图4是实施例1的多参数快速打印方法的多个待打印模型的打印过程示意图；

图5是实施例1的多参数快速打印方法的一个待打印模型的不同层厚的打印过程示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种用于3d光固化打印的多参数快速打印方法，如图1-图3所示，其用于多个待打印模型的打印，并且每个待打印模型以不同的参数打印。步骤如下：

s1、将多个待打印模型依次导入自动生成的动态存储器中，一个待打印模型对应一个动态存储器；

本实施例中，动态存储器根据存储任务动态地分配为多个存储区，待打印模型存储于模型矢量存储区；

待打印模型为，将待打印物体生成的三维模型进行自适应层厚切片后得到；待打印模型包括多个层模型，模型矢量存储区根据层模型的数量动态地分配为多个层模型矢量存储区，一个层模型对应一个层模型矢量存储区，层模型矢量存储区存储层模型的层模型矢量和层厚参数；

s2、分别设置每一待打印模型的打印参数，并将打印参数存储于对应动态存储器的打印参数存储区；设置的打印参数包括振镜扫描参数、路径规划参数、可变光斑参数，使得每个待打印模型根据物体的结构、性能要求生成相适应的光栅化扫描线。多个待打印模型打印时，共同的打印参数，例如，sla设备参数、sla加工参数在共同的主界面统一设置。

s3、每一层模型矢量存储区中，根据打印参数和层模型，生成光栅化扫描线，并将光栅化扫描线存储于对应的层模型矢量存储区；

层模型进一步包括轮廓矢量、支撑矢量；层模型矢量存储区动态地分配为四个存储区：用于存储轮廓矢量的轮廓矢量存储区、用于存储支撑矢量的支撑矢量存储区、用于存储层厚参数的层厚参数存储区以及用于存储步骤s3生成的光栅化扫描线的扫描线矢量存储区。

三维模型自适应切片的厚度不同，即每一层模型矢量存储区存储的层模型的厚度不同。s4、控制打印设备逐层打印，按照顺序调用动态存储器，并按照动态存储器内存储的打印参数、层模型矢量、层厚参数和光栅化扫描线进行打印。

本实施例中，通过将每一个待打印模型分别存入不同的存储器，并依次设置打印参数保存，使得打印过程中，可以直接调用每个存储器内生成的光栅化扫描线，依次打印。并且，本实施例将一个待打印模型的多个层模型分别存储于不同的层模型矢量存储区，每个层模型矢量存储区存储的层模型的厚度可不相同，根据打印物体的结构和性能要求将三维模型进行自适应分层并依次存储于层模型矢量存储区；打印时，控制z轴至对应层模型的层厚位置，进行打印，使得可以实现一个打印物体的变层厚打印，在不影响打印精度的条件下，进一步提高了打印效率。

参见图4，待打印模型a和待打印模型b，其自适应切片的层厚不同，例如，待打印模型a的层厚为0.05mm,待打印模型b的层厚为0.07mm，进行快速打印时，首先由d1开始打印a的第一层层模型d1，待打印模型b中，0.05mm层厚位置处没有扫描线，则控制网板往下下降，下降至0.07mm厚的位置时，打印待打印模型b的第一层层模型d2，打印完成后，控制网板继续下降0.03mm，再打印待打印模型a的第二层层模型d3,依次打印待打印模型a和待打印模型b的各个层模型，直至打印完成。

参见图5，一个待打印模型中，自适应切片的每一层的层厚不同，依次调用每一个层模型存储区的光栅化扫描线，分别控制网板下降至d1、d2、d3位置处，按照对应的光栅化扫描线打印，直至打印完成。

本实施例提供的多参数快速打印方法，中途不需要停止设备、再设置另一个打印模型的参数后打印；而是，依次设置多个待打印模型的打印参数并分别存储于，相应的存储待打印模型的动态存储器后，依次调用动态存储器的数据进行打印，使得多个待打印物体一次性打印完成，提高了打印速度和打印效率，简化了操作步骤，自动化程度高。

另一方面，本实施例还提供了一种以上多参数快速打印方法相应的打印设备，其包括：

模型导入单元，模型导入单元被配置为自动生成动态存储器并将自适应层厚切片后的层模型导入动态存储器中的模型矢量存储区；

存储器分配单元，存储器分配单元被配置为根据存储任务的内容和数量动态地分配合适的存储区；

参数设置单元，参数设置单元被配置为根据打印要求，分别设置每一动态存储器的打印参数，并将打印参数存储于打印参数存储区；

调用打印单元，调用打印单元被配置为根据打印顺序和打印任务，动态调用动态存储器内的数据，并将数据信息传送给激光振镜板卡和运动控制板卡，进行打印。

参数设置模块包括振镜扫描参数设置、路径规划参数设置、可变光斑参数设置。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。