[發明專利]基于掩膜固化的快速成型方法

在審

• 申請號: 201510408214.7
• 申請日: 2015-07-13
• 公開（公告）號: CN105034370A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 王宜懷;張勇;柏祥;王磊;王小寧
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B33Y30/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本發明涉及快速成型技術領域，特別是涉及一種基于掩膜固化的快速成型方法。

背景技術

目前快速成型的主要應用可以分為新產品開發驗證、商業交流與市場宣傳以及小批量零件與復雜零件直接生產三個方面。參圖1所示為快速成型的流程示意圖，先由建模軟件設計出所需成型物體的CAD模型，使用切片軟件將CAD模型按一定厚度進行切片得到模型所有的二維截面信息，同時生成相應數控代碼，將數控代碼或矢量圖片傳輸到快速成型設備中，形成各個截面，逐步累積直到成型完畢。成型完成后對模型是否滿足需求進行驗證，若存在缺陷則對設計的模型進行修改，重復之前的步驟進行再次成型。簡單的說，快速成形就是使用軟件將三維模型離散化(由三維轉換成二維)，再進行材料堆積(從二維到三維)的過程。相比于傳統制造過程中需要設計模具、制造模具以及試模的過程，大大縮短了產品的制造周期和成本，而且產品的復雜度越高，這種效益越明顯。

快速成型技術根據成型方法的不同可以分為光固化立體造型(StereoLithographyApparatus，SLA)、分層實體制造(LaminatedObjectManufacturing，LOM)、熔融沉積成型(FusedDepositionManufacturing，FDM)以及選擇性激光燒結(SelectedLaserSintering，SLS)等[4]。SLA相比于其他幾種成型方法具有較好的模型精度以及表面質量，材料利用率幾乎達到100％[5]，但是由于其復雜程度較高導致設備費用較為昂貴，未能得到廣泛的利用。

因此，針對上述技術問題，需要提出一種基于掩膜固化的快速成型方法。

發明內容

有鑒于此，為了解決現有的不足，本發明提供了一種基于掩膜固化的快速成型方法。

為了實現上述目的，本發明實施例提供的技術方案如下：

一種基于掩膜固化的快速成型方法，所述方法包括以下步驟：

S1、數據預處理；

S11、設計出需要成型零件的三維模型數據；

S12、將三維模型數據轉化為STL格式的模型；

S13、利用切片軟件導入STL模型進行切片，生成截面信息；

S2、成型；

S21、初始化并設置成型參數；

S22、將截面信息輸出至LCD；

S23、紫外光透過LCD掩膜照射在樹脂上進行固化；

S24、控制步進電機運動進行脫模操作。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S13還包括：

利用切片軟件導入STL模型，根據用戶的要求對切片參數進行指定，切片完成后生成截面信息，所述切片參數包括截面厚度、每層固化時間。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S13中的截面信息為BMP格式圖像。

作為本發明的進一步改進，所述BMP格式圖像包括位圖文件頭、位圖信息頭、位圖彩色表和位圖數據陣列四部分。

作為本發明的進一步改進，所述BMP格式圖像的讀取方法為：

S01、讀取位圖文件頭；

S02、判斷是否為BMP類型，若是，執行步驟S02，若否，則結束讀取；

S03、讀取位圖信息頭；

S04、判斷是否讀取成功，若是，執行步驟S05，若否，則讀取結束；

S05、獲取BMP格式圖像的高度、寬度以及位數信息；

S06、判斷位數是否小于24，若是，執行步驟S07，若否，執行步驟S08；

S07、讀取位圖彩色表；

S08、讀取位圖數據陣列；

S09、判斷是否讀取成功，若是，則顯示至LCD，若否，則結束讀取。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S13后還包括：

將截面信息保存至SD卡上，用SD卡作為載體進行截面信息的傳輸。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S23為：

紫外光自頂向下透過LCD掩膜照射在樹脂上進行固化；

或紫外光自底向上透過LCD掩膜照射在樹脂上進行固化。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S2后還包括：

后處理，其包括硬化處理、表面打磨、著色處理中的一種或多種。

本發明具有成本較低、工作穩定、成型精度高的特點，在完成初步成型功能的同時有效降低了二次開發的復雜度，為快速成型系統走向市場打下了良好的基礎。

附圖說明