[發(fā)明專利]一種彩色3D物體的變頻打印方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610117648.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN107150437B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣韋;陳偉;陳曉坤;周毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海賽納打印科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B29C64/106
• 分類號(hào): B29C64/106;B29C64/30;B29C64/393;B41M5/00;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 張建山

本發(fā)明提供一種彩色3D物體的變頻打印方法，通過逐層打印的方式制成彩色3D物體，包括如下步驟：a.基于目標(biāo)物體的層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)使用成型材料打印，形成層結(jié)構(gòu)成果，其中，成型材料通過變頻噴射的方式噴出；b.步驟a之后或者同時(shí)，基于層色彩數(shù)據(jù)使用彩色墨水在層結(jié)構(gòu)成果表面打印，形成層打印成果；c.重復(fù)步驟a和步驟b形成多個(gè)層打印成果，且多個(gè)層打印成果疊加形成彩色3D物體。本發(fā)明還提供用于執(zhí)行所述變頻打印方法的變頻打印系統(tǒng)，包括處理終端、驅(qū)動(dòng)控制器以及打印頭。本發(fā)明提供的彩色3D物體的變頻打印方法以及打印系統(tǒng)，節(jié)省了成型材料的用量，降低了彩色3D物體的制作成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于3D物體快速成型領(lǐng)域，尤其涉及采用噴墨打印頭進(jìn)行逐層疊加式制造3D物體的技術(shù)，特別是一種彩色3D物體的變頻打印方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

快速成型技術(shù)又稱快速原型制造技術(shù)或加式制造技術(shù)，其基本原理都是基于3D模型切片后逐層加工堆積起來制作3D物體。

目前，采用快速成型技術(shù)制作3D物體具體有熔融沉積技術(shù)(簡稱：FDM技術(shù))、立體光刻技術(shù)(簡稱：SLA技術(shù))、選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(簡稱：SLS技術(shù))、疊層成型技術(shù)(簡稱：LOM技術(shù))或三維噴墨打印技術(shù)(簡稱：3DP技術(shù))等。其中，采用3DP技術(shù)制作3D物體是近年來關(guān)注研究的熱點(diǎn)之一，尤其在如何使用3DP技術(shù)制作出全彩色3D物體方面。

現(xiàn)有的使用3DP技術(shù)制作彩色3D物體的報(bào)道，如專利名稱為“用于3D打印的多彩色墨水、3D打印機(jī)和控制3D打印的方法”的美國專利US20150094394A1,采用紅(M)、黃(Y)、藍(lán)(C)、黑(BK)四色光固化樹脂墨水作為3D物體的成型材料，且該四色墨水分別裝于不同的噴墨打印頭中，根據(jù)3D模型的數(shù)據(jù)信息通過驅(qū)動(dòng)控制器控制打印頭進(jìn)行逐層噴墨打印，由于采用的是光固化樹脂材料，打印頭噴出的每一滴墨經(jīng)光固化后具有一定的體積，大量固化的墨滴逐層堆積形成3D物體。噴墨打印頭在進(jìn)行噴墨打印的原則是每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)墨滴，例如打印紅色區(qū)域時(shí)每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)噴射一個(gè)紅色墨滴，當(dāng)打印綠色區(qū)域時(shí)每個(gè)像素點(diǎn)需要噴射一個(gè)黃色墨滴和一個(gè)藍(lán)色墨滴，由于綠色區(qū)域中一個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)了兩個(gè)墨滴而紅色區(qū)域中一個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)了一個(gè)墨滴，此時(shí)造成3D物體的表面不平整，最終影響3D物體的尺寸精度。因此，采用該專利技術(shù)只能打印出有限幾種顏色的彩色物體，而不能實(shí)現(xiàn)全彩色。

另有資料報(bào)道采用紅(M)、黃(Y)、藍(lán)(C)三色光固化樹脂和白色(W)光固化樹脂作為成型材料結(jié)合使用能打印出全彩色的3D物體。但是，使用該方法制作彩色3D物體時(shí)必須保證不同材料之間的物理性能基本一致，如：粘度、收縮率、表面張力等，尤其是對(duì)收縮率的要求嚴(yán)格，若各材料之間的收縮率不一致，在進(jìn)行光固化之后墨滴的體積大小不一，此時(shí)造成3D物體的表面不平整，最終影響3D物體的尺寸精度。而且，采用該方法制作彩色3D物體，成型材料的制作成本相對(duì)較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種彩色3D物體的變頻打印方法，通過逐層打印的方式制成所述彩色3D物體，其特征在于，包括如下步驟：

a.基于目標(biāo)物體的層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)使用成型材料打印，形成層結(jié)構(gòu)成果，其中，所述成型材料通過變頻噴射的方式噴出；

b.所述步驟a之后或者同時(shí)，基于層色彩數(shù)據(jù)使用彩色墨水在所述層結(jié)構(gòu)成果表面打印，形成層打印成果；

c.重復(fù)所述步驟a和步驟b形成多個(gè)層打印成果，且多個(gè)所述層打印成果疊加形成彩色3D物體。

優(yōu)選地，在所述步驟a中，所述變頻噴射的方式為間隔噴射或者全噴射和間隔噴射交替進(jìn)行，且在所述步驟b中，在未噴射所述成型材料的位置使用彩色墨水進(jìn)行打印。

優(yōu)選地，在所述變頻噴射的過程中，當(dāng)執(zhí)行全噴射時(shí)，噴孔的數(shù)量為偶數(shù)。

優(yōu)選地，所述層結(jié)構(gòu)成果為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，在所述步驟a之前包括如下步驟：