阅读说明：本技术 一种测试3d打印树脂最佳曝光时间的方法 (A method of test 3D printing resin optimum exposure time ) 是由 欧阳欣 周承立 邓新桥 王小军 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：一种测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法,包括：将光固化3D打印机的显示设备分成多个显示区域,分别用于显示多个打印物模型的切片图像；设置每个显示区域内切片图像的曝光时间；以及根据所述的曝光时间,通过所述光固化3D打印机的控制设备控制所述显示区域的图像显示。本发明的测试方法,可以通过一次性打印多个打印物的方法,来快速获取3D打印树脂的最佳曝光时间,极大地缩短了测试时间,提升了用户体验。(A method of test 3D printing resin optimum exposure time, comprising: the display equipment of photocuring 3D printer is divided into multiple display areas, is respectively used to show the sectioning image of multiple printed matter models；The time for exposure of sectioning image in each display area is set；And it according to the time for exposure, is shown by the image that the control equipment of the photocuring 3D printer controls the display area.Test method of the invention, can method by disposably printing multiple printed matters, carry out the optimum exposure time of quick obtaining 3D printing resin, highly shortened the testing time, the user experience is improved.)

一种测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法

技术领域

本发明涉及光固化3D打印技术领域，尤其涉及一种测试光固化3D打印树脂最佳曝光时间的方法。

背景技术

光固化3D打印技术，主要是使用光敏树脂为材料，通过紫外光或者其他光源照射使光敏树脂逐层固化成型，最终得到完整的产品。其具体成型精度高，成型后表面效果好的优点，满足航空航天、建筑、医疗、模具制造等众多领域的应用。

对于不同厂家设计的光固化3D打印机，或者对于不同的光敏树脂，光敏树脂的最佳曝光时间均不同。树脂的最佳曝光时间是光固化3D打印机的重要参数之一，其影响着成型件的打印精度以及机械性能。因此，在进行光固化3D打印前，测试并确定光敏树脂的最佳曝光时间极为重要。

在现有技术中，光敏树脂的最佳曝光时间主要是通过不断地修改曝光时间，打印同一个模型，直到找到合适的曝光时间为止。

如中国专利申请CN 107283846 A公开了3D打印树脂曝光时间的测试方法。在同一曝光时间下打印一组测试模型和匹配模型，并对打印出的测试模型和匹配模型进行匹配。相应地，如此循环，在不同的曝光时间下，打印多组测试模型和匹配模型，并对同一组的测试模型和匹配模型进行匹配，并根据匹配度确定树脂的曝光时间范围。

上述专利也是通过循环的方式不断修改曝光时间，打印出多组测试模型和匹配模型，从而确定最佳曝光时间。

上述的最佳曝光时间测试方法，通常需要耗费很长的时间才能确定某一个光固化3D打印机中某一种树脂的最佳曝光时间。如果更换树脂，则又需要耗费很长的时间来确定新更换的树脂的最佳曝光时间。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例涉及一种测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法，包括：将光固化3D打印机的显示设备分成多个显示区域，分别用于显示多个打印物模型的切片图像；设置每个显示区域内切片图像的曝光时间；以及在打印过程中，根据所设置的曝光时间，通过所述光固化3D打印机的控制设备控制所述显示区域的图像显示。

优选地，所述的方法还包括：建立一个打印物模型，并复制多个，从而得到所述多个打印物模型；以及排布所述多个打印物模型的位置以使其分别对应所述多个显示区域。

优选地，所述的方法还包括：建立一个打印物模型，并复制多个，从而得到所述多个打印物模型；在所述多个打印物模型设置编号；以及排布所述多个打印物模型的位置以使其分别对应所述多个显示区域。

优选地，所述的方法还包括：通过所述控制设备将所述编号与所述曝光时间一一关联。

优选地，所述的方法还包括：将所述多个打印物模型作为一个整体，进行切片。

优选地，所述设置每个显示区域内切片图像的曝光时间包括：随机选择第一个打印物模型，并将其曝光时间设为最低曝光时间；以及随机选择下一个打印物模型，并将其曝光时间设为上一个打印物模型的曝光时间与预设时间间隔之和，直至全部打印物模型的曝光时间设置完毕。

优选地，所述最低曝光时间为0.1-10s，所述预设时间间隔为0.1-2s。

优选地，所述在打印过程中，根据所设置的曝光时间，通过所述光固化3D打印机的控制设备控制所述显示区域的图像显示包括：当该显示区域内的切片图像的当前曝光时间小于或等于设置的曝光时间时，所述控制设备控制该显示区域透光；以及当该显示区域内的切片图像的当前曝光时间大于设置的曝光时间时，所述控制设备控制该显示区域不透光。

另一方面，本发明还涉及一种光固化3D打印机，包括光源组件、用于允许所述光源透过的显示设备、树脂池组件、打印物支撑组件以及控制设备，所述光固化3D打印机执行上述任一项方法。

本发明涉及的方法及设备具有如下有益效果：

1.通过将显示设备分成多个显示区域，然后通过控制器来控制每个显示区域的透光时间，可以在一个光固化3D打印机上打印多个打印物。并且每个打印物的曝光时间不同，根据各个打印物的打印质量，可以通过一次打印来确定树脂的最佳曝光时间。

2.通过将多个打印物作为一个整体进行切片，无需更改打印机的原始切片方式，该测试最佳曝光时间的方法可以适用于任何切片方式、任何机型的光固化3D打印机。

3.通过对多个打印物模型进行编号，打印出来的3D物体上也带有编号，并建立了编号与曝光时间的关系，可以通过打印的3D物体上的编号直观地获取到每个模型的曝光时间以及最佳曝光时间。

附图说明

图1是第一实施例测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法流程图；

图2是第二实施例光固化3D打印机结构示意图；

图3是第三实施例显示设备结构示意图；

图4A-4H是显示设备显示的某层切片图像随时间的变化示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

通常来说，本专利中使用的术语具有本领域的常规含义。除非明确说明，本专利中所有的科学和技术术语具有所属领域技术人员所理解的常规含义。应理解，同一个事物可能用不同的方式或语言来描述，因此本专利中可能会使用近义词或变换语言来描述同一个事物，这并不影响本专利的保护范围。

通常来说，“第一个”、“下一个”、“上一个”等序数词是用来将多个各种元件、部件、模块、单元或区域等彼此区分开来。因此，“第一个”、“下一个”、“上一个”等序数词并不是用来限制元件、部件、模块、单元或区域等的数量。而且，举例来说，序数词“第一”可以用序数词“第二”、“第三”或其他类似的序数词来代替。

在本专利中，可能会使用“包括”、“包含”、“具有”、“带有”、“设有”等词语，这些词应该理解为开放式的范围，即包括但是不限于。

通常来说，“多个”是指两个及以上。

测试最佳曝光时间的方法

图1示出了一种测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法，可应用于图2所示的光固化3D打印机。应理解，该方法可应用于所有的利用光固化原理对3D打印树脂进行固化成型的3D打印机。

在现有的3D打印技术中，对显示设备的控制都是采用整体控制的方式。而本方法的核心思路是对显示设备进行分区域控制，实现在一次打印过程中打印多个曝光时间不同的模型。该方法打破了3D打印技术中的常规技术理念，能快速获取树脂的最佳曝光时间。

为了便于理解，下面将以光固化3D打印机为例，详细介绍该测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法。

如图2所示，光固化3D打印机通常包括：用于产生照射树脂31的光源的光源组件10，用于允许光源透过的显示设备20，用于盛装树脂31的树脂池组件30，用于支撑打印物60的支撑组件40以及用于控制光源组件10、显示设备20、支撑组件40的控制设备50。

控制设备50可控制光源组件10的光功率、光照时间、LED的亮灭。控制设备50还可以控制支撑组件40沿着图2所示的箭头A的方向上下移动。控制设备50还可以显示设备20的亮灭以允许或阻止光源组件10产生的光透过。

结合图2，上述测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法具体包括：

步骤S01，将光固化3D打印机的显示设备分成多个显示区域，分别用于显示多个打印物模型的切片图像。

如图3所示，根据单个打印物模型和显示设备的尺寸，可以将显示设备20分成多个显示区域，例如2个，3个，4个，5个，6个，7个，8个，9个，10个，甚至更多个，在此并不限制。在本实施例中，显示设备20被分成8个显示区域，分别显示8个打印物模型60的切片图像。

进一步地，在本发明的一些实施例中，上述测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法还包括：建立一个打印物模型，并复制成多个，从而得到所述多个打印物模型；以及排布所述多个打印物模型的位置以使其分别对应所述多个显示区域。

在本发明的另一些实施例中，所述多个打印物模型也可以不完全一样，在此并不限制。打印物模型的建立、复制和排布可以由软件或控制设备自动完成，也可以由用户根据实际需要手动完成。

进一步地，在本发明的另一些实施例中，上述测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法还包括：建立一个打印物模型，并复制多个，从而得到所述多个打印物模型；在所述多个打印物模型设置编号；以及排布所述多个打印物模型的位置以使其分别对应所述多个显示区域。

如图3所示，可以在8个打印物模型60上分别设置编号01-08，当这8个打印物模型60打印出来的时候，打印物模型60上就自带了编号。这样，用户就可以非常直观地区分各个打印物模型60。应理解，所述多个打印物模型也可以不完全一样，在此并不限制。打印物模型的建立、复制和排布可以由软件或控制设备自动完成，也可以由用户根据实际需要手动完成。

进一步地，在本发明的一些实施例中，上述测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法还包括：通过所述控制设备将所述编号与所述曝光时间一一关联。例如，可以将编号为01的打印物模型60的曝光时间设为最低，随着编号的递增，按照预设规则逐渐增加曝光时间。这样用户在看到打印物模型60的编号时就知道该打印物模型的曝光时间。

进一步地，在本发明的一些实施例中，上述测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法还包括：将所述多个打印物模型作为一个整体，进行切片，得到打印文件。当所述多个打印物模型60建立好后，切片软件将这些打印物模型视为一个整体进行切片，获得打印文件，然后在打印过程中将这个整体的各层切片图像显示在所述显示设备20上。

步骤S02，设置每个显示区域内切片图像的曝光时间。

具体地，为了快速获取3D打印树脂的最佳曝光时间，将每个显示区域内切片图像的曝光时间设为不同的时间。

在本发明的一些实施例中，所述设置每个显示区域内切片图像的曝光时间包括：随机选择第一个打印物模型，并将其曝光时间设为最低曝光时间；以及随机选择下一个打印物模型，并将其曝光时间设为上一个打印物模型的曝光时间与预设时间间隔之和，直至全部打印物模型的曝光时间设置完毕。例如，结合图3所示，可以选择编号01的打印物模型60作为第一个打印物模型，并将其曝光时间设为最低曝光时间T0。然后选择第二个打印物模型，例如编号02的打印物模型，将其曝光时间设为T0+t，其中t为预设时间间隔。接来下选择第三个打印物模型，例如编号03的打印物模型，将其曝光时间设为T0+2t。依次类推，选择第n个打印物模型，其中n为正整数，其曝光时间为T0+(n-1)*t。例如，第8个，也就是最后一个打印物模型的曝光时间为T0+7t。应理解，本领域技术人员还可以采用其他规则来设置各个打印物模型的曝光时间，只要确保各个打印物模型的曝光时间不完全相同即可，在此并不限制。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述最低曝光时间为0.1-10s，所述预设时间间隔为0.1-2s。例如，所述最低曝光时间T0可以为0.1s，0.2s，0.3s，0.4s，0.5s，0.6s，0.7s，0.8s，0.9s，1s，2s，3s，4s，5s，6s，7s，8s，9s或10s，也可以为0.1-10s内的任意数值，在此并不限制。所述预设时间间隔t可以为0.1s，0.2s，0.3s，0.4s，0.5s，0.6s，0.7s，0.8s，0.9s，1s，1.1s，1.2s，1.3s，1.4s，1.5s，1.6s，1.7s，1.8s，1.9s或2s，也可以为0.1-2s内的任意数值，在此并不限制。另外不同特性的3D打印树脂需要的曝光时间会有所不同，在实际操作中会根据不同特性的3D打印树脂来设定不同的最低曝光时间和预设时间间隔，比如有些3D打印树脂本身就是需要较短的曝光时间来固化成型，那么就选择较小的数值，而需要较长时间固化成型的3D打印树脂就选择稍大一点的数值。此处结合前述的建立一个打印物模型，并复制成多个，从而得到多个打印物模型，当同时得到更多的打印物模型时，比如10个或者20个，就可以根据需要对其中的时间间隔选择更小的数值，这样在进行打印物模型效果比对的时候就更精细，从而可以更好的确定打印效果更好的曝光时间。

步骤S03，在打印过程中，根据所设置的曝光时间，通过所述光固化3D打印机的控制设备控制所述显示区域的图像显示。

具体地，所述在打印过程中，根据所设置的曝光时间，通过所述3D打印机的控制设备控制所述显示区域的图像显示包括：

当该显示区域内的切片图像的当前曝光时间小于或等于设置的曝光时间时，所述控制设备控制该显示区域透光；以及

当该显示区域内的切片图像的当前曝光时间大于设置的曝光时间时，所述控制设备控制该显示区域不透光。

例如，结合图4A-4H，假设所述最低曝光时间T0为4s，所述预设时间间隔t为0.5s，那么第1个显示区域上的切片图像的曝光时间为4s，第2个显示区域上的切片图像的曝光时间为4.5s，第3个显示区域上的切片图像的曝光时间为5s，第4个显示区域上的切片图像的曝光时间为5.5s，第5个显示区域上的切片图像的曝光时间为6s，第6个显示区域上的切片图像的曝光时间为6.5s，第7个显示区域上的切片图像的曝光时间为7s，第8个显示区域上的切片图像的曝光时间为7.5s。

图4A表示第0-4s显示设备20上显示的切片图像，在该时间段内，8个打印物模型均曝光。图4B表示第4-4.5s显示设备20上显示的切片图像，在该时间段内，控制设备50控制第1个显示区域不透光，不显示任何切片图像。图4C表示第4.5-5s显示设备20上显示的切片图像，在该时间段内，控制设备50控制第1和第2个显示区域不透光，不显示任何切片图像。图4D表示第5-5.5s显示设备20上显示的切片图像，在该时间段内，控制设备50控制第1-3个显示区域不透光，不显示任何切片图像。图4E表示第5.5-6s显示设备20上显示的切片图像，在该时间段内，控制设备50控制第1-4个显示区域不透光，不显示任何切片图像。图4F表示第6-6.5s显示设备20上显示的切片图像，在该时间段内，控制设备50控制第1-5个显示区域不透光，不显示任何切片图像。图4G表示第6.5-7s显示设备20上显示的切片图像，在该时间段内，控制设备50控制第1-6个显示区域不透光，不显示任何切片图像。图4H表示第7-7.5s显示设备20上显示的切片图像，在该时间段内，控制设备50控制第1-7个显示区域不透光，不显示任何切片图像。接下来在7.5s以后，显示设备20开始显示下一层切片图像。

在完成全部打印程序之后，用户可以对比这一版多个打印物模型的打印质量，选出其中打印质量最好的打印物模型，然后将其曝光时间确定为3D打印树脂的最佳曝光时间。

本发明通过将显示设备分成多个显示区域，然后通过控制器来控制每个显示区域的透光时间，就可以在一个光固化3D打印机上打印多个打印物。并且每个打印物的曝光时间不同，根据各个打印物的打印质量，就可以通过一次打印来确定树脂的最佳曝光时间。

本发明通过将多个打印物作为一个整体进行切片，无需更改打印机的原始切片方式，因此该测试最佳曝光时间的方法可以适用于任何切片方式、任何机型的光固化3D打印机。

本发明通过对多个打印物模型进行编号，打印出来的3D物体上也带有编号，并建立了编号与曝光时间的关系，这样就可以通过观看打印出来的3D物体上的编号非常直观地获取到每个模型的曝光时间以及最佳曝光时间。

光固化3D打印机

如图2所示，本发明还提供了一种3D打印机，用于执行上面所阐述的测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法。

本光固化3D打印机的核心设计思路是对显示设备进行分区域控制，实现在一次打印过程中打印多个曝光时间不同的模型。该设计思路打破了3D打印技术中的常规技术理念，能快速获取树脂的最佳曝光时间。

光固化3D打印机包括：用于产生照射树脂31的光源的光源组件10，用于允许光源透过的显示设备20，用于盛装树脂31的树脂池组件30，用于支撑打印物60的支撑组件40以及用于控制光源组件10、显示设备20、支撑组件40的控制设备50。

控制设备50可控制光源组件10的光功率、光照时间、LED的亮灭。控制设备50还可以控制支撑组件40沿着图2所示的箭头A的方向上下移动。控制设备50还可以显示设备20的亮灭以允许或阻止光源组件10产生的光透过。

该光固化3D打印机测试3D打印树脂最佳曝光时间的具体方法如图1所示，其具体步骤已经在上面的内容中进行了详细阐述，在此不再累述。

本光固化3D打印机的具体测试3D打印树脂最佳曝光时间的方法及所取得的有益效果，在上面的内容中已经详细进行了描述，在此不再赘述。本领域技术人员根据以上描述，可以非常清楚地掌握本光固化3D打印机的工作原理及实施方式。

上述描述涉及各种模块。这些模块通常包括硬件和/或硬件与软件的组合(例如固化软件)。这些模块还可以包括包含指令(例如，软件指令)的计算机可读介质(例如，永久性介质)，当处理器执行这些指令时，就可以执行本发明的各种功能性特点。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受实施例中明确提到的模块中的特定硬件和/或软件特性的限制。作为非限制性例子，本发明在实施例中可以由一种或多种处理器(例如微处理器、数字信号处理器、基带处理器、微控制器)执行软件指令(例如存储在非永久性存储器和/或永久性存储器)。另外，本发明还可以用专用集成电路(ASIC)和/或其他硬件元件执行。需要指出的是，上文对各种模块的描述中，分割成这些模块，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种模块的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性模块可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所有功能模块可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。另外，由一个或多个处理器执行的各种软件子模块可以在各种软件模块间共享。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。