[發明專利]一種基于光固化材料吸光度性質的DLP打印控制方法

有效

• 申請號: 202010625870.3
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111844760B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 尹俊;李洋;王一帆;茅棋江;傅建中
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/393
• 分類號: B29C64/393;B29C64/386;B29C64/106;B33Y50/00;B33Y50/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于光固化材料吸光度性質的DLP打印控制方法。將光吸收劑加入到光固化材料中進行DLP打印，測試光固化材料在不同光吸收劑濃度情況下的單位厚度的液體和固體吸光度，求比值作為實際的固液吸光度比，并和固液吸光度比的理論預測值進行比較，獲得實際的光固化材料中光吸收劑所選濃度；測定光固化材料的固化閾值時間，將光固化材料的單位厚度的固體吸光度、單位厚度的液體吸光度和固化閾值時間帶入單層固化模型中，處理獲得曝光時間t_T和固化厚度H的關系；對于待測情況，輸入固化厚度獲得曝光時間進行DLP打印控制。本發明能準確獲得材料的DLP光固化打印參數，避免了復雜且重復多次的成形實驗測試，節省材料更精確。

技術領域

本發明屬于增材制造技術領域的一種打印控制方法，具體涉及一種通過光固化材料的吸光度性質獲得光固化材料的DLP打印參數進而控制打印的方法。

背景技術

DLP(Digital light procession)全稱是“數字光處理”技術。基于DMD芯片反射紫外光的成像原理，以光敏樹脂為原料，攜帶有圖形信息的UV紫外光將處于液體狀態的光敏樹脂轉變為具有一定厚度的固體，重復多次單層成形從而形成立體模型。確定一個準確的曝光時間和成形厚度的關系決定了一個好的DLP光固化技術成形結果。

傳統的確定曝光時間和成形厚度的關系的方法，是通過對光固化材料曝光一系列時間，獲得其對應的固化厚度，由于使用“Beer-Lambert”定律可知這一關系的基本函數形式，則可根據實驗測得的多個“時間—層厚”數據擬合得到曝光時間和成形厚度的關系曲線，從而獲得任意希望固化層厚所對應的曝光時間。

這一方法存在明顯不足，主要體現在幾個方面：

1.精確的數據擬合需要較多的“時間—層厚”數據點，則需要消耗較多材料用于成形實驗進行測試，對于材料有較多浪費，且還伴隨對成形結構的測量及計算，不直接也步驟較多。

2.材料組分發生變化，成形實驗就需要重新測試，成形實驗的數據結果沒有可擴展性，增加材料的浪費。

3.對于機械性質較軟的材料，用于測量層厚的模型較難成形，很難精確獲得成形層厚，無法準確獲得“時間——層厚”數據點，影響了較軟材料的精確成形。

發明內容

針對現有技術中的問題，為了解決背景技術中存在的問題，本發明主要提供一種控制DLP打印的方法，根據光固化材料本身的性質，引入了光固化材料的單位厚度的固體吸光度、單位厚度的液體吸光度和固化閾值時間，建立了一種全新的基于能量積累的單層固化模型，據此獲得曝光時間和成形厚度的關系，并通過引入固液吸光度比作為評價標準，校準實際成形厚度和理論預測成形厚度的誤差，獲得準確的工作曲線，避免重復多次成形實驗測試，避免材料的浪費，并且提升曝光時間與層厚關系預測的準確性，進而精確控制打印過程。

為了實現上述目的，本發明包括以下技術方案：

本發明基于光固化材料吸光度性質對DLP打印進行控制分六步進行實現：

將光吸收劑加入到光固化材料中，再利用加入光吸收劑后的光固化材料進行光照固化進行DLP打印，打印過程中采用以下方式進行處理：

1)測試光固化材料在加入光吸收劑后、且改變不同光吸收劑濃度情況下的單位厚度的液體吸光度A_l和單位厚度的固體吸光度A_s；改變光吸收劑濃度，光固化材料透光度改變，光固化材料厚度會改變。

2)求得隨光吸收劑濃度改變對應的單位厚度的液體吸光度A_l和單位厚度固體吸光度A_s之間的比值作為實際的固液吸光度比R_sl：

R_sl＝A_s/A_l

3)然后將實際的固液吸光度比和固液吸光度比的理論預測值進行比較：