[發明專利]光學系統、照射控制方法及所適用的3D打印設備

有效

• 申請號: 201710501033.8
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107053663B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 王金成;劉震;林錦睿;于清曉
• 申請（專利權）人: 上海聯泰三維科技有限公司
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B29C64/268;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 31309 上海巔石知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 高磊;王再朝<國際申請>=<國際公布>=

1.一種用于3D打印設備的光學系統，其特征在于，包括：

投影裝置，用于將光輻射以面投射方式照射至預設打印基準面；

控制裝置，用于捕捉所述投影裝置的光輻射強度和所對應的照射參數，并基于所得到的光輻射強度和照射參數對擬合投影裝置當前的光輻射強度和照射參數之間的對應關系，以及基于所述投影裝置的光輻射強度與照射參數之間的初始對應關系，以及所捕捉的所述投影裝置當前光輻射強度及所對應的照射參數，確定補償后的受控參數，并根據所確定受控參數控制所述投影裝置，以使所述投影裝置所固化的光固化層的實際特性與對應的預期特性相匹配。

2.根據權利要求1所述的用于3D打印設備的光學系統，其特征在于，所述投影裝置包括：

光源；

光源驅動單元，與所述光源相連，用于驅動所述光源中各光源發出光輻射；

圖像投射單元，位于所述光源的出光側，用于利用所述光源所發出的光輻射輸出將光固化材料固化成圖案式光固化層的分層圖像。

3.根據權利要求2所述的用于3D打印設備的光學系統，其特征在于，所述控制裝置與所述光源驅動單元連接；

所述控制裝置基于經捕捉并檢測的光輻射強度及所對應的照射參數補償地調整所述光源驅動單元向光源的功率控制信號和/或供電時長。

4.根據權利要求2所述的用于3D打印設備的光學系統，其特征在于，所述控制裝置與所述圖像投射單元連接；

所述控制裝置基于經捕捉并檢測的所述光輻射強度及所述圖像投射單元對應所檢測的光輻射強度的照射參數補償地調整所述圖像投射單元照射分層圖像的像素灰度。

5.根據權利要求1所述的用于3D打印設備的光學系統，其特征在于，還包括：

包含光感應器的光檢測裝置，與所述控制裝置連接，用于檢測所述光感應器捕捉的光輻射強度；

照射參數檢測裝置，用于配合所述光檢測裝置檢測投影裝置的照射參數。

6.根據權利要求5所述的用于3D打印設備的光學系統，其特征在于，所述光檢測裝置還包括：

光路改變單元，位于所述光感應器之前的光路上，用于自所述投影裝置的以面投射方式照射出的光輻射中捕捉部分光輻射并改變所捕捉的光輻射的光路；和/或

移動機構，裝配有相應的光感應器和/或光路改變單元并受所述控制裝置控制，用于：在所述光感應器檢測時將所裝配的光感應器和/或光路改變單元移動至相應光路上，以及在所述光感應器檢測后將所裝配的光感應器和/或光路改變單元移動至相應光路之外。

7.根據權利要求1所述的用于3D打印設備的光學系統，其特征在于，所述投影裝置為DLP光機設備、包含LCD的光機設備、或包含LCOS的光機設備。

8.一種3D打印設備，其特征在于，包括：

具有透明底面的容器，盛放光固化材料；

如權利要求1-7中任一所述的光學系統，位于所述容器下方并面向所述底面投射光輻射，用于以面投影方式控制所投射出的光輻射將3D構件模型中的分層圖像照射到位于所述底面的光固化材料上；

構件平臺，用于附著經照射后得到的圖案固化層，以便經由所述圖案固化層積累形成3D構件；

Z軸驅動機構，與所述構件平臺連接，用于受控的調整所述構件平臺與所述底面的間距以填充待固化的光固化材料；

Z軸控制裝置，與所述Z軸驅動機構相連，用于控制所述Z軸驅動機構調整所述間距。