[發明專利]基于投影式的3D打印方法以及3D打印裝置有效

申請號：	201510746013.8	申請日：	2015-11-04
公開（公告）號：	CN105216330A	公開（公告）日：	2016-01-06
發明（設計）人：	萬欣;王金成;佘松林	申請（專利權）人：	上海聯泰科技有限公司
主分類號：	B29C67/00	分類號：	B29C67/00;B33Y10/00;B33Y30/00
代理公司：	上海光華專利事務所 31219	代理人：	蘆寧寧
地址：	201612 上海市松江區漕河涇開發***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于投影打印方法以及裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，特別是涉及一種基于投影式的3D打印方法3D打印快速成型裝置。

背景技術

面曝光快速成型的關鍵技術之一是生成圖形動態掩膜(DynamicMask)，圖形掩膜的生成方式有很多種，早期的是利用靜電復印技術原理，在玻璃底板上生成圖形掩膜。目前，比較典型的圖形生成工藝是液晶顯示技術(LiquidCrystalDisplay，LCD)和數字投影技術(DigitalLightProcessing，DLP)，當然DLP的應用面廣泛得多。DLP是“DigitalLightProcession”的縮寫，即為數字光處理，也就是說這種技術要先把影像信號經過數字處理，然后再把光投影出來。它是基于TI(美國德州儀器)公司開發的數字微鏡元件——DMD(DigitalMicromirrorDevice)來完成可視數字信息顯示的技術。說得具體點，就是DLP投影技術應用了數字微鏡元件(DMD)來作為主要關鍵處理元件以實現數字光學處理過程。

DLP成型精度受核心芯片DMD分辨率限制，DMD目前最高為1920x1080P，投影幅面越大，單個像素對應的尺寸越大，精度與像素尺寸相關，故打印精度越差；第二，DLP投影的光學鏡頭存在光學畸變，畸變率是按百分比來衡量的，即尺寸越大，畸變值越高；第三，DLP投影的機械安裝要求較高，因機械安裝也會造成投影的偏差，而偏差值同樣是投影尺寸越大，偏差值越大。

具體打印效果來說，主要是打印的樣件有明顯的鋸齒，尺寸精度達不到一個像素。

DLP3D打印機成型范圍一般比較小，主要在于DMD分辨率的限制，一般來說，由于像素的限制，光學部分的精度很難做到像素級別以內。像素級別以內為亞像素，亞像素的概念就是指光學部分的投影精度能實現1/2、1/4乃至1/8個像素精度。

舉例說明，比如分辨率為1920x1080的DLP投影系統，其采用的鏡頭投影幅面為192x108mm，根據計算得到，每個像素的尺寸為100um的正方形，在像素投影的過程中，一個像素點的狀態要么是點亮要么是不點亮，這樣就會造成實際打印的樣件精度很難控制在一個像素精度之內。

因此，需要一種高精度的3D打印方法以及實現該方法的3D打印裝置。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于投影式的3D打印方法以及3D打印裝置，用于解決現有技術中3D打印精度很難控制在一個像素精度之內的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于投影式的3D打印方法，其包括以下步驟：1)打印前，控制系統獲取待打印3D模型切片后的每層圖像數據；

2)逐層進行打印，打印每層時，控制系統控制投影系統在當前打印截面層投影當前層的圖像，進行初次曝光，再使當前投影的圖像至少進行一次非整數倍像素平移，每平移一次進行一次再曝光，初次曝光圖片結合至少一張再曝光圖片構成當前層的打印圖形。

優選的，所述步驟2)中實現當前投影的圖像非整數倍像素平移的方法為：通過第一驅動機構驅使所述投影系統中的數字微鏡元件抖動實現。

優選的，所述步驟2)中實現當前投影的圖像非整數倍像素平移的方法為：通過第二驅動機構驅使所述投影系統中的整個投影儀進行往復移動實現。

優選的，在進行所述步驟1)之前，通過視覺捕捉器件獲取投影系統所投影的圖像，對所投影的圖像進行預校準，獲取校準矩陣；所述步驟1)中獲取每層圖像數據后，通過所述校準矩陣對每層圖像數據進行校準，獲取一組校準后的圖像數據；所述步驟2)中，打印每層時投影系統所投影的當前層的圖像為校準后的圖像數據。

優選的，所述投影系統采用底部投影方式或者頂部投影方式。