[發明專利]基于掩膜圖像灰度調節的變速連續液面制造方法和裝置

有效

• 申請號: 201810135012.3
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108381910B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 張承瑞;李仕浩;王鵬;胡天亮;潘鵬鵬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B29C64/20;B29C64/386;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/00;B33Y50/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.一種基于掩膜圖像灰度調節的連續液面制造加工文件生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據已有理論或試驗確定成形基座的運動速度和輻照度之間的關系；

基于模型數據確定模型每層切片對應的確定成形基座的運動速度并對速度進行規劃；

通過試驗獲取掩膜圖像灰度和輻照度之間的關系；

根據所述確定成形基座的運動速度和輻照度之間的關系、每層切片對應的確定成形基座的運動速度，以及掩膜圖像灰度和輻照度之間的關系，得到每層切片加工時所需預加灰度值和曝光時間；

根據每層切片加工時的成形基座運動速度、預加灰度值和曝光時間，生成模型加工文件；

其中，根據試驗確定成形基座的運動速度和輻照度之間的關系的方法為：

通過試驗確定不同運動速度下實現樹脂最佳固化精度所需的光輻照度，得到運動速度和輻照度之間的函數關系；

基于模型數據確定模型每層切片對應的運動速度的方法為：

通過試驗標定速度與所能填充的最大面積/直徑的關系；

基于模型數據確定每層切片中所有輪廓中的最大輪廓；

根據運動速度和所能填充最大輪廓面積/直徑的關系，結合所建造部件的復雜程度，確定各層對應的運動速度；

掩膜圖像灰度和輻照度之間的關系的確定方法為：

將投影機的光輻照度調整到打印過程中所需的最大值；

從最大的灰度值開始遞減，并采用紫外輻照計測量不同灰度值對應的光輻照度值，擬合得到二者的函數關系。

2.如權利要求1所述的一種基于掩膜圖像灰度調節的連續液面制造加工文件生成方法，其特征在于，生成的加工文件可以是以文件的形式存在，也可以是對模型進行預處理后，得到的一組存儲于計算機內存的直接用于后續加工的參數。

3.如權利要求1所述的一種基于掩膜圖像灰度調節的連續液面制造加工文件生成方法，其特征在于，所述確定速度和所能填充的最大面積/直徑的試驗方法為：

設計包含一系列的直徑梯度的標定測試件，由最小的速度開始，逐步增加速度，每次將投影機光強調整到該速度對應的光輻照度值；

根據打印出的標定的情況，確定該速度下沒有由于流動性造成缺陷的最大面積/直徑，從而得到該速度下樹脂能充分填充的最大面積或者直徑。

4.如權利要求1所述的一種基于掩膜圖像灰度調節的連續液面制造加工文件生成方法，其特征在于，所述速度規劃包括：根據啟發式算法、通過排列組合或最小面積差算法得到最優速度規劃方案。

5.一種基于掩膜圖像灰度調節的變速連續液面制造裝置，其特征在于，包括：上位機、控制器、線性滑臺、成形基座、投影機和電機；其中，上位機連接控制器和投影機，控制器控制投影機和電機；電機和線性滑臺通過聯軸器直接相連，根據控制指令驅動絲杠運動從而帶動成形基座上下運動；在加工過程中，所述控制指令是上位機基于如權利要求1-4任一項所述的加工文件生成的。

6.如權利要求5所述的一種基于掩膜圖像灰度調節的變速連續液面制造裝置，其特征在于，還包括水平桌面和雙層樹脂盤；雙層樹脂盤設于所述水平桌面上，上層是盛放樹脂的樹脂槽，下層是密閉的氧氣室；兩者通過高透氧性和高透UV光的半透性元件進行連通。

7.如權利要求6所述的一種基于掩膜圖像灰度調節的變速連續液面制造裝置，其特征在于，還包括供氧裝置，向樹脂盤下層氧氣室通入氧氣，保持微正壓環境。

8.一種基于如權利要求6–7任一項所述裝置的連續液面制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)加載包括成形基座運動速度、預加灰度值和曝光時間的加工文件，零件成形基座回零，開始加工；

(2)按順序加載切片掩膜圖像，根據所述加工文件對當前層切片掩膜圖像的灰度值進行調節；判斷當前層切片對應的運動速度是否與上一層相同，若相同，保持速度不變，若不同，改變該層速度；

(3)根據所述加工文件中的曝光時間投影當前層切片掩膜圖像；

(4)判斷是否達到最后一層掩膜圖像，若是，結束打印，否則，返回步驟(2)。