一种陶瓷3D打印机的打印精度控制方法及系统

本发明涉及3d打印技术领域，具体涉及一种陶瓷3d打印机的打印精度控制方法及系统。

背景技术：

3d陶瓷的打印精度是指打印的陶瓷与模型比较的准确程度，跟层厚设置、定位精度和光斑精度有关，精度是指精确度，即打印的陶瓷与模型比较的准确程度。

常见的陶瓷3d打印机主要有：粉末烧结(sls)式陶瓷3d打印机、粉末熔化(slm)式陶瓷3d打印机、光固化(sla)式陶瓷3d打印机；陶瓷3d打印通过层层叠加的方式制造陶瓷件，陶瓷3d打印机通常使用陶瓷浆料作为原材料，由于陶瓷浆料的粘度较大，而且又受驱动气压力的限制(通常最大为5～6大气压)，烧结后的陶瓷件由于受到温度变化的影响，会产生收缩、翘曲变形，打印速度决定了陶瓷浆料的挤出量，如果挤出量不足，封顶线条之间会产生间隙或凹陷；如果挤出量过多，线条之间会出现溢料，导致表面凸起，一样不平整。如何校正挤出量，对于3d打印机来说却是相当复杂的一个问题。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种陶瓷3d打印机的打印精度控制方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种陶瓷3d打印机的打印精度控制方法，所述陶瓷3d打印机包括：打印腔体、出料口、以及设置于所述打印腔体的加热部件；

所述方法包括以下步骤：

步骤s100、获取在设定的打印速度下打印得到的测试薄片的第一测试图像集，根据所述第一测试图像集确定加热部件的优选温度区间；其中，所述打印速度为一个时间段内出料口的出料量相对于时间段的比值，所述第一测试图像集包含多张第一测试图像，每张第一测试图像对应一个加热部件的温度值；

步骤s200、在所述优选温度区间下调整打印速度，确定不同打印速度下的测试薄片是否合格；

步骤s300、当确定得到合格的测试薄片时，将当前的打印速度作为优选打印速度；

步骤s400、控制加热部件维持在所述优选温度区间，并控制陶瓷3d打印机以优选打印速度进行陶瓷打印。

进一步，所述步骤s100包括：

步骤s110、控制加热部件对打印腔体进行逐步加热，在加热过程中，控制陶瓷3d打印机按设定的打印速度分别打印多个测试薄片，得到多个温度值下所述测试薄片的第一检测图像，作为第一测试图像集；

步骤s120、从所述第一测试图像集中选取表面质量较优的多张第一测试图像，确定所述多张第一测试图像对应的温度区间，作为优选温度区间。

进一步，所述步骤s120包括：

步骤s121、对所述第一测试图像集中的每张第一测试图像分别进行图像识别，确定每张第一测试图像是否存在瑕疵，所述瑕疵包括缝隙或凸起；

步骤s122、确定所述第一测试图像集中是否包含存在瑕疵的第一测试图像时，若是，执行步骤s123，若否，执行步骤s126；

步骤s123、确定所述第一测试图像集中的每张第一测试图像是否均存在瑕疵，若是，执行步骤s124，若否，执行步骤s125；

步骤s124、从所述第一测试图像集中选取瑕疵区域最小的前n张第一测试图像，2≤n≤10；

步骤s125、从所述第一测试图像集中选取不存在瑕疵的多张第一测试图像，并执行步骤s126；

步骤s126、确定所述第一测试图像集对应的温度区间，作为优选温度区间。

进一步，所述步骤s200包括：

步骤s210、控制加热部件维持在所述优选温度区间，按倍率逐步调整所述打印速度，在优选温度值下控制陶瓷3d打印机按调整后的打印速度分别打印多个测试薄片，得到多张优选温度区间下所述测试薄片的第二检测图像集；其中，所述倍率的取值范围为[1.01，1.5]；

步骤s220、根据所述第二检测图像集确定表面质量较优的测试薄片，根据表面质量较优的测试薄片确定优选打印速度。

进一步，所述步骤s220包括：

步骤s221、按打印速度的调整时间顺序依次确定所述第二检测图像集中的每张第二检测图像与合格图像的相似度，得到多个第一相似度值，每个第一相似度值对应一个打印速度；

步骤s222、选取大于设定阈值的第一相似度值，得到多个第二相似度值；

步骤s223、对所述多个第二相似度值按由大到小进行排序，选取排序靠前的m个第二相似度值，确定所述m个第二相似度值对应的打印速度，3≤m≤5；

步骤s224、对m个第二相似度值对应的打印速度求取算术平均值，得到优选打印速度。

一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的陶瓷3d打印机的打印精度控制方法的步骤。

一种陶瓷3d打印机的打印精度控制系统，所述陶瓷3d打印机包括：打印腔体、出料口、以及设置于所述打印腔体的加热部件；

所述系统包括：

工业相机，设置于出料口，用于拍摄出料口陶瓷的图像；

温度传感器，设置于加热部件，用于检测加热部件的温度；

控制器，分别与所述工业相机和温度传感器连接；

所述控制器包括；

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述任一项所述的陶瓷3d打印机的打印精度控制方法。

本发明的有益效果是：本发明公开一种陶瓷3d打印机的打印精度控制方法及系统，本发明通过控制加热部件维持在优选温度区间，保证出料口的陶瓷维持在合适的温度；通过控制陶瓷3d打印机以优选打印速度进行陶瓷打印，克服了传统打印方法容易产生收缩、翘曲变形的缺点，本发明通过有机结合影响陶瓷的两个关键因素，能够极大的提高陶瓷打印的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中陶瓷3d打印机的打印精度控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中陶瓷3d打印机的打印精度控制系统的连接框图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本申请的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1，如图1所示为本申请实施例提供的一种陶瓷3d打印机的打印精度控制方法，所述陶瓷3d打印机包括：打印腔体、出料口、以及设置于所述打印腔体的加热部件；

所述方法包括以下步骤：

步骤s100、获取在设定的打印速度下打印得到的测试薄片的第一测试图像集，根据所述第一测试图像集确定加热部件的优选温度区间；

其中，所述打印速度为一个时间段内出料口的出料量相对于时间段的比值，所述第一测试图像集包含多张第一测试图像，每张第一测试图像对应一个加热部件的温度值；

步骤s200、在所述优选温度区间下调整打印速度，确定不同打印速度下的测试薄片是否合格；

步骤s300、当确定得到合格的测试薄片时，将当前的打印速度作为优选打印速度；

步骤s400、控制加热部件维持在所述优选温度区间，并控制陶瓷3d打印机以优选打印速度进行陶瓷打印。

本实施例中，打印腔体为封闭结构，所述加热部件用于对所述打印腔体进行加热，从而在出料口形成高温气体保护区域，使出料口的陶瓷浆料保持一定的温度，减少温度变化而导致的陶瓷表面收缩、翘曲变形；在确定优选温度区间之后，通过调整打印速度校正挤出量，测试得到优选打印速度，从而在合适的温度和打印速度下决心陶瓷打印，通过有机结合影响陶瓷的两个关键因素，能够极大的提高陶瓷打印的精度。

在一个优选的实施例中，所述步骤s100包括：

步骤s110、控制加热部件对打印腔体进行逐步加热，在加热过程中，控制陶瓷3d打印机按设定的打印速度分别打印多个测试薄片，得到多个温度值下所述测试薄片的第一检测图像，作为第一测试图像集；

步骤s120、从所述第一测试图像集中选取表面质量较优的多张第一测试图像，确定所述多张第一测试图像对应的温度区间，作为优选温度区间。

在一个优选的实施例中，所述步骤s120包括：

步骤s121、对所述第一测试图像集中的每张第一测试图像分别进行图像识别，确定每张第一测试图像是否存在瑕疵，所述瑕疵包括缝隙或凸起；

步骤s122、确定所述第一测试图像集中是否包含存在瑕疵的第一测试图像时，若是，执行步骤s123，若否，执行步骤s126；

步骤s123、确定所述第一测试图像集中的每张第一测试图像是否均存在瑕疵，若是，执行步骤s124，若否，执行步骤s125；

步骤s124、从所述第一测试图像集中选取瑕疵区域最小的前n张第一测试图像，2≤n≤10；

步骤s125、从所述第一测试图像集中选取不存在瑕疵的多张第一测试图像，并执行步骤s126；

步骤s126、确定所述第一测试图像集对应的温度区间，作为优选温度区间。

在一个优选的实施例中，所述步骤s200包括：

步骤s210、控制加热部件维持在所述优选温度区间，按倍率逐步调整所述打印速度，在优选温度值下控制陶瓷3d打印机按调整后的打印速度分别打印多个测试薄片，得到多张优选温度区间下所述测试薄片的第二检测图像集；其中，所述倍率的取值范围为[1.01，1.5]；

步骤s220、根据所述第二检测图像集确定表面质量较优的测试薄片，根据表面质量较优的测试薄片确定优选打印速度。

在一个优选的实施例中，所述步骤s220包括：

步骤s221、按打印速度的调整时间顺序依次确定所述第二检测图像集中的每张第二检测图像与合格图像的相似度，得到多个第一相似度值，每个第一相似度值对应一个打印速度；

步骤s222、选取大于设定阈值的第一相似度值，得到多个第二相似度值；

步骤s223、对所述多个第二相似度值按由大到小进行排序，选取排序靠前的m个第二相似度值，确定所述m个第二相似度值对应的打印速度，3≤m≤5；

步骤s224、对m个第二相似度值对应的打印速度求取算术平均值，得到优选打印速度。

与图1的方法相对应，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有陶瓷3d打印机的打印精度控制程序，所述陶瓷3d打印机的打印精度控制程序被处理器执行时实现如上述任意一实施例所述的陶瓷3d打印机的打印精度控制方法的步骤。

与图1的方法相对应，参考图2，本发明实施例还提供一种陶瓷3d打印机的打印精度控制系统，所述陶瓷3d打印机包括：打印腔体、出料口、以及设置于所述打印腔体的加热部件；

所述系统包括：

工业相机100，设置于出料口，用于拍摄出料口陶瓷的图像；

温度传感器200，设置于加热部件，用于检测加热部件的温度；

控制器300，分别与所述工业相机100和温度传感器200连接；

所述控制器300包括；

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述任一实施例所述的陶瓷3d打印机的打印精度控制方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

所述处理器可以是中央处理单元(central-processing-unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital-signal-processor，dsp)、专用集成电路(application-specific-integrated-circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable-gate-array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述陶瓷3d打印机的打印精度控制系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个陶瓷3d打印机的打印精度控制系统可运行装置的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述陶瓷3d打印机的打印精度控制系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart-media-card，smc)，安全数字(secure-digital，sd)卡，闪存卡(flash-card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

尽管本申请的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本申请的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本申请进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本申请的非实质性改动仍可代表本申请的等效改动。