[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>=

本申請提供一種光學系統、照射控制方法及所適用的3D打印設備。其中，所述光學系統包括：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：基于經捕捉并檢測所述投影裝置的光輻射強度和所對應的照射參數，補償地控制所述投影裝置，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。本申請能夠通過檢測投影裝置在使用期間的正常光輻射強度衰減來補償控制相應投影裝置的功率、照射時長、灰度等，有效減少了由于設備老化而帶來的固化層厚不足、斷件等產品質量問題，同時明顯延長了投影裝置的使用壽命以及提高了在使用壽命內固化各固化層的穩定性。

技術領域

本申請涉及基于光固化的立體物體制造領域，尤其涉及一種光學系統、照射控制方法及所適用的3D打印設備。

背景技術

3D打印是快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬、塑料和樹脂等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印設備通過執行該種打印技術制造3D物體。3D打印設備由于成型精度高在模具、定制商品、醫療治具、假體等領域具有廣泛應用。

目前在市面上的各種3D打印設備中，一種基于立體光固化成型法的打印設備采用將光固化材料逐層固化累積的方式制造立體物體，由于其具有更精細的分層設計和更精準的打印控制過程，使得所打印出的立體物體在精度和精準度方面具有更高品質并受到很多個性產品制造者的追寵。

其中，基于立體光固化成型法的打印設備中包含用于使光固化材料固化的光輻射源（或光輻射源陣列），技術人員經長期監測發現，光輻射源/源陣列所投射的光輻射隨著使用時長的增加會有所衰減，其衰減趨勢如圖1所示，這使得實際打印出的3D構件因照射不足而產生硬度不夠、易斷件、精度下降等問題。

發明內容

本申請提供一種光學系統、照射控制方法及所適用的3D打印設備，用于解決因3D打印設備中因照射不足而產生的產品不合格等問題。

為實現上述目的及其他目的，本申請第一方面提供一種用于3D打印設備的光學系統，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：基于經捕捉并檢測所述投影裝置的光輻射強度和所對應的照射參數，補償地控制所述投影裝置，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。

在第一方面的某些實施方式中，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用于將光固化材料固化成圖案式光固化層的分層圖像。

在第一方面的某些實施方式中，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。

在第一方面的某些實施方式中，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調整所述圖像投射單元照射分層圖像的像素灰度。

在第一方面的某些實施方式中，所述光學系統還包括：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。

在第一方面的某些實施方式中，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。