阅读说明：本技术 一种光固化3d打印方法及打印系统 (Photocuring 3D printing method and printing system ) 是由 齐伟 陈宏刚 陈立昌 于 2020-04-03 设计创作，主要内容包括：一种光固化3D打印方法,包括以下步骤：制备3D打印原料,并将熔融状态的3D打印原料输送至3D打印头；建立待3D打印物体的三维模型；对待3D打印物体进行分层处理；根据待3D打印物体每层截面的轮廓信息确定激光器的扫描轨迹及相应的固化深度；根据固化深度确定激光频率,并依据激光频率得到激光扫描器的电脉冲扫描信号数据；打印头喷出3D打印原料进行3D打印操作；调整各光源模块的照射范围,并通过照射使打印层固化；当每层打印完成后,控制打印工作台下降一个打印层的距离,实现逐层光固化3D打印操作；本发明还提出了一种光固化3D打印系统。本发明优化了光固化3D打印方法,改善了光固化3D打印系统,使3D打印操作更加简单,方便进行控制,省时省力。(A photocuring 3D printing method comprises the following steps: preparing a 3D printing raw material, and conveying the 3D printing raw material in a molten state to a 3D printing head; establishing a three-dimensional model of an object to be 3D printed; carrying out layering processing on the object to be 3D printed; determining a scanning track and a corresponding curing depth of a laser according to the profile information of each layer of section of the object to be 3D printed; determining laser frequency according to the curing depth, and obtaining electric pulse scanning signal data of a laser scanner according to the laser frequency; the printing head ejects 3D printing raw materials to perform 3D printing operation; adjusting the irradiation range of each light source module, and curing the printing layer through irradiation; after each layer is printed, controlling the printing workbench to descend by the distance of one printing layer, and realizing the photocuring 3D printing operation layer by layer; the invention further provides a photocuring 3D printing system. The invention optimizes the photocuring 3D printing method, improves the photocuring 3D printing system, and ensures that the 3D printing operation is simpler, is convenient to control, and is time-saving and labor-saving.)

一种光固化3D打印方法及打印系统

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种光固化3D打印方法及打印系统。

背景技术

光固化技术是-项节能和清洁环保型技术，能耗仅为传统汞灯的十分之一，且不含溶剂、对生态环境有保护作用，不会向大气排放毒气和二氧化碳，故被誉为"绿色技术"；光固化技术是通过一定波长的紫外光照射，使液态的环氧丙烯酸树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺，光固化反应本质上是光引发的聚合、交联反应；光固化涂料是光固化技术在工业上大规模成功应用的最早范例，也是目前光固化产业领域产销量最大的产品，规模远大于光固化油墨和光固化胶粘剂，而环氧丙烯酸是主要的光固化涂料；

光固化技术在3D打印方面也日益重要，其原理是聚合物单体与预聚体组成光引发剂(光敏剂)，经过UV光照射后，引起聚合反应，完成固化；

但现有的光固化3D打印方法操作复杂，使用不便，费时费力，且难以达到预期的效果，并且相应的光固化3D打印系统不方便对打印过程进行控制，有待改善。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种光固化3D打印方法及打印系统，优化了光固化3D打印方法，改善了光固化3D打印系统，使3D打印操作更加简单，方便进行控制，省时省力。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提出了一种光固化3D打印方法，包括以下步骤：

S1、接入3D打印机，并识别对应于该3D打印机的打印技术类型以及该3D打印机的具体型号；

S2、根据识别出的打印技术类型和具体型号生成对应于该3D打印机的设计打印模式；

S3、对原材料和粘结剂进行熔融混炼，制备3D打印原料，并将熔融状态的3D打印原料输送至3D打印头；

S4、获取待3D打印物体的信息并建立待3D打印物体的三维模型；

S5、根据S2中的三维模型数据，对待3D打印物体进行分层处理，得到每层截面的轮廓信息；

S6、根据待3D打印物体每层截面的轮廓信息确定激光器的扫描轨迹及相应的固化深度；

S7、根据固化深度确定激光频率，并依据激光频率得到激光扫描器的电脉冲扫描信号数据；

S8、打印头喷出3D打印原料进行3D打印操作；

S9、控制多个光源模块进行水平轴向移动并调整各光源模块的照射范围，并通过照射使打印层固化；

S10、当每层打印完成后，控制打印工作台下降一个打印层的距离，实现逐层光固化3D打印操作。

优选的，在S1中，通过获取3D打印机的特征参数或接收用户的输入数据来识别打印技术类型。

优选的，在S1中，通过获取3D打印机的特征参数或接收用户的输入数据来识别其具体型号。

优选的，在S5中，还包括以下步骤：对三维模型进行编辑，并根据编辑后的三维模型生成打印文件。

优选的，在S5中，还包括以下步骤：根据用户需求判断是否添加支撑结构；若添加支撑结构，则根据编辑后的三维模型添加支撑结构，并在根据编辑后的三维模型和支撑结构生成打印文件；若不添加支撑结构，则根据编辑后的三维模型生成打印文件。

优选的，在3D打印过程中，实时监测3D打印机状态。

优选的，在光固化3D打印前，还需检测3D打印机状态是否满足打印条件；

若3D打印机状态满足打印条件，则进行3D打印操作；否则，继续检测直至3D打印机状态满足打印条件。

本发明还提出了一种光固化3D打印系统，包括中央处理器、通讯模块、分析模块、进料控制模块、第一位置控制模块、打印台高度控制模块、第二位置控制模块和光固化控制模块；

中央处理器通讯连接通讯模块、分析模块、进料控制模块、第一位置控制模块、打印台高度控制模块、第二位置控制模块和光固化控制模块，用于对相关信息进行处理并收发指令；

通讯模块，用于实现信息的双向传递；

分析模块，用于对待打印3D物体进行分析并生成三维模型，以及对其它数据进行分析处理；

进料控制模块，用于控制3D打印原料进入打印头的速度；

第一位置控制模块，用于对打印头的位置进行控制；

打印台高度控制模块，用于对打印台的高度进行控制，已实现逐层打印；

第二位置控制模块，用于对光源模块的位置进行控制；

光固化控制模块，用于控制光源模块的激光频率。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

首先接入3D打印机，并识别对应于该3D打印机的打印技术类型以及该3D打印机的具体型号；然后根据识别出的打印技术类型和具体型号生成对应于该3D打印机的设计打印模式；之后对原材料和粘结剂进行熔融混炼，制备3D打印原料，并将熔融状态的3D打印原料输送至3D打印头；然后获取待3D打印物体的信息并建立待3D打印物体的三维模型；之后组根据三维模型数据，对待3D打印物体进行分层处理，得到每层截面的轮廓信息；然后根据待3D打印物体每层截面的轮廓信息确定激光器的扫描轨迹及相应的固化深度；之后根据固化深度确定激光频率，并依据激光频率得到激光扫描器的电脉冲扫描信号数据；然后打印头喷出3D打印原料进行3D打印操作，控制多个光源模块进行水平轴向移动并调整各光源模块的照射范围，通过照射使打印层固化；当每层打印完成后，控制打印工作台下降一个打印层的距离，实现逐层光固化3D打印操作；

本发明优化了光固化3D打印方法，改善了光固化3D打印系统，使3D打印操作更加简单，方便进行控制，省时省力。

附图说明

图1为本发明提出的一种光固化3D打印方法及打印系统中打印方法流程图。

图2为本发明提出的一种光固化3D打印方法及打印系统中打印系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-2所示，本发明提出了一种光固化3D打印方法，包括以下步骤：

S1、接入3D打印机，并识别对应于该3D打印机的打印技术类型以及该3D打印机的具体型号；

S2、根据识别出的打印技术类型和具体型号生成对应于该3D打印机的设计打印模式；

S3、对原材料和粘结剂进行熔融混炼，制备3D打印原料，并将熔融状态的3D打印原料输送至3D打印头；

S4、获取待3D打印物体的信息并建立待3D打印物体的三维模型；

S5、根据S2中的三维模型数据，对待3D打印物体进行分层处理，得到每层截面的轮廓信息；

S6、根据待3D打印物体每层截面的轮廓信息确定激光器的扫描轨迹及相应的固化深度；

S7、根据固化深度确定激光频率，并依据激光频率得到激光扫描器的电脉冲扫描信号数据；

S8、打印头喷出3D打印原料进行3D打印操作；

S9、控制多个光源模块进行水平轴向移动并调整各光源模块的照射范围，并通过照射使打印层固化；

S10、当每层打印完成后，控制打印工作台下降一个打印层的距离，实现逐层光固化3D打印操作。

在一个可选的实施例中，在S1中，通过获取3D打印机的特征参数或接收用户的输入数据来识别打印技术类型。

在一个可选的实施例中，在S1中，通过获取3D打印机的特征参数或接收用户的输入数据来识别其具体型号。

在一个可选的实施例中，在S5中，还包括以下步骤：对三维模型进行编辑，并根据编辑后的三维模型生成打印文件。

在一个可选的实施例中，在S5中，还包括以下步骤：根据用户需求判断是否添加支撑结构；若添加支撑结构，则根据编辑后的三维模型添加支撑结构，并在根据编辑后的三维模型和支撑结构生成打印文件；若不添加支撑结构，则根据编辑后的三维模型生成打印文件。

在一个可选的实施例中，在3D打印过程中，实时监测3D打印机状态。

在一个可选的实施例中，在光固化3D打印前，还需检测3D打印机状态是否满足打印条件；若3D打印机状态满足打印条件，则进行3D打印操作；否则，继续检测直至3D打印机状态满足打印条件。

本发明还提出了一种光固化3D打印系统，包括中央处理器、通讯模块、分析模块、进料控制模块、第一位置控制模块、打印台高度控制模块、第二位置控制模块和光固化控制模块；

中央处理器通讯连接通讯模块、分析模块、进料控制模块、第一位置控制模块、打印台高度控制模块、第二位置控制模块和光固化控制模块，用于对相关信息进行处理并收发指令；

通讯模块，用于实现信息的双向传递；

分析模块，用于对待打印3D物体进行分析并生成三维模型，以及对其它数据进行分析处理；

进料控制模块，用于控制3D打印原料进入打印头的速度；

第一位置控制模块，用于对打印头的位置进行控制；

打印台高度控制模块，用于对打印台的高度进行控制，已实现逐层打印；

第二位置控制模块，用于对光源模块的位置进行控制；

光固化控制模块，用于控制光源模块的激光频率。

本发明中，首先接入3D打印机，并识别对应于该3D打印机的打印技术类型以及该3D打印机的具体型号；然后根据识别出的打印技术类型和具体型号生成对应于该3D打印机的设计打印模式；之后对原材料和粘结剂进行熔融混炼，制备3D打印原料，并将熔融状态的3D打印原料输送至3D打印头；然后获取待3D打印物体的信息并建立待3D打印物体的三维模型；之后组根据三维模型数据，对待3D打印物体进行分层处理，得到每层截面的轮廓信息；然后根据待3D打印物体每层截面的轮廓信息确定激光器的扫描轨迹及相应的固化深度；之后根据固化深度确定激光频率，并依据激光频率得到激光扫描器的电脉冲扫描信号数据；然后打印头喷出3D打印原料进行3D打印操作，控制多个光源模块进行水平轴向移动并调整各光源模块的照射范围，通过照射使打印层固化；当每层打印完成后，控制打印工作台下降一个打印层的距离，实现逐层光固化3D打印操作；

并且还会对三维模型进行编辑，并根据编辑后的三维模型生成打印文件；以及根据用户需求判断是否添加支撑结构，若添加支撑结构，则根据编辑后的三维模型添加支撑结构，并在根据编辑后的三维模型和支撑结构生成打印文件；若不添加支撑结构，则根据编辑后的三维模型生成打印文件；而且在光固化3D打印前，还需检测3D打印机状态是否满足打印条件，若3D打印机状态满足打印条件，则进行3D打印操作，否则继续检测直至3D打印机状态满足打印条件，在3D打印过程中，也会实时监测3D打印机状态；

本发明优化了光固化3D打印方法，改善了光固化3D打印系统，使3D打印操作更加简单，方便进行控制，省时省力。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。