基于dmd的光固化成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光固化成型領(lǐng)域，尤其涉及一種基于DMD的光固化成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)由于具有節(jié)約原材料、降低生產(chǎn)成本和可以按需求進(jìn)行個性化定制等優(yōu)點(diǎn)，近年來逐漸走進(jìn)公眾的視野，從工業(yè)界逐步走進(jìn)了各大中小學(xué)以及部分家庭，得到眾多設(shè)計愛好者的好評，因此，為3D打印技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造良好的平臺。
[0003]其中，在3D打印技術(shù)中，有一種光固化的成型技術(shù)，采用德州儀器的DMD (DMD英名全稱為Digital Micro-mirror Device，中文名稱為數(shù)字微鏡，俗稱為DLP光固化3D打印機(jī))進(jìn)行快速成型，其主要采用投影儀或者單個激光光源照射到料盒槽表面或底面以使得被照射的光固化溶液(如液態(tài)樹脂)被固化，然后通過逐層固化而達(dá)到最終完成3D打印的目的。
[0004]而在上述的光固化3D打印技術(shù)中，當(dāng)每層樹脂被固化后，由于液態(tài)樹脂粘度較高，所以樹脂槽需要移動一下以防止液態(tài)的樹脂與剛被固化的模型表層粘連而影響打印。
[0005]目前的主要移動方式有兩種，一種是驅(qū)使樹脂槽沿左右移動，但這種左右移動的方式不僅會使液態(tài)樹脂在與被固化的模型表層進(jìn)行剝離時產(chǎn)生較大的摩擦；正由于摩擦較大，從而對對模型產(chǎn)生較大的損害而影響到模型的精度；與此同時，還使打印機(jī)多增加一個軸方向，相應(yīng)地增加了制作成本及打印機(jī)的體積。另一種移動方式是樹脂槽的一側(cè)作為旋轉(zhuǎn)軸，樹脂槽的另一側(cè)繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)5?10度，以使樹脂槽向下傾斜而達(dá)到剝離效果；雖然這種方式與前一種方式相比能減少了對模型的損害，但是對于左右非對稱的模型來說，連續(xù)同一個方向的旋轉(zhuǎn)剝離會使向下傾斜的一端造成較大的磨損。
[0006]因此，急需要一種能有效地減少液態(tài)樹脂在與固化模型的表面剝離過程中對模型的損害的光固化成型方法來克服上述的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種基于DMD的光固化成型方法，該光固化成型方法能有效地減少液態(tài)樹脂在與固化模型的表面剝離過程中對模型的損害而確保模型的精度。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的基于DMD的光固化成型方法包括步驟有:(I)計算機(jī)中的模型處理模塊對三維數(shù)字模型進(jìn)行處切片處理，同時模型處理模塊還識別和計算三維數(shù)字模型中每個片層的左右面積大小和分布，并生成傳輸?shù)?D打印機(jī)處的數(shù)字信息；(2)計算機(jī)控制3D打印機(jī)的投影儀或激光束，使投影儀或激光束產(chǎn)生的光線在3D打印機(jī)的反射鏡的反射下照射到3D打印機(jī)的樹脂槽的底部，照射到樹脂槽之底部的光線穿過樹脂槽之底部處的石英玻璃后照射到樹脂槽內(nèi)的液態(tài)樹脂上，使樹脂槽被照射區(qū)域內(nèi)的液態(tài)樹脂固化，從而形成與三維數(shù)字模型的截面輪廓一致的樹脂薄層，該樹脂薄層粘貼于貼平樹脂槽之底部的吊臺上；(3)每固化完一層樹脂薄層，計算機(jī)根據(jù)三維數(shù)字模型中與該樹脂薄層對應(yīng)的片層信息去控制3D打印機(jī)的左電機(jī)及右電機(jī)工作，工作的左電機(jī)帶動樹脂槽的左端由上往下移動的同時，右電機(jī)還同時帶動樹脂槽的右端由上往下移動，且左電機(jī)帶動樹脂槽的左端移動行程與右電機(jī)帶動樹脂槽的右端移動行程不同，從而使剛被固化的樹脂薄層與樹脂槽內(nèi)的液態(tài)樹脂相剝離；(4)計算機(jī)控制上下驅(qū)動電機(jī)工作，工作的上下驅(qū)動電機(jī)帶動吊臺沿豎直方向往上上升一個三維數(shù)字模型中的片層高度，則剛被固化的樹脂薄層被新的一層液態(tài)樹脂所覆蓋；以及(5)不斷重復(fù)步驟(2)至(4)，直到整個產(chǎn)品打印完畢為上。
[0009]較佳地，所述步驟(I)前還包括將三維數(shù)字模型載入模型處理模塊內(nèi)的載入步驟。
[0010]較佳地，在所述步驟(3)中，當(dāng)剛被固化的樹脂薄層的左右面積呈對稱的布置時，計算機(jī)使左電機(jī)及右電機(jī)中的一者轉(zhuǎn)速尚過另一者，從而使樹脂槽的左右兩端呈一尚一低的傾斜移動。
[0011]較佳地，所述左電機(jī)的轉(zhuǎn)速慢于所述右電機(jī)的轉(zhuǎn)速而使所述樹脂槽向右側(cè)向下傾斜剝離。
[0012]較佳地，在所述步驟(3)中，當(dāng)剛被固化的樹脂薄層的左右面積呈不對稱布置時，計算機(jī)控制位于面積小那一側(cè)的左電機(jī)或右電機(jī)的轉(zhuǎn)速快過位于面積大那一側(cè)的右電機(jī)或左電機(jī)，從而使所述樹脂槽向面積小的一側(cè)向下傾斜。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于計算機(jī)根據(jù)三維數(shù)字模型中與該樹脂薄層對應(yīng)的片層信息去控制3D打印機(jī)的左電機(jī)及右電機(jī)工作，工作的左電機(jī)帶動樹脂槽的左端由上往下移動的同時，右電機(jī)還同時帶動樹脂槽的右端由上往下移動，且左電機(jī)帶動樹脂槽的左端移動行程與右電機(jī)帶動樹脂槽的右端移動行程不同，從而使剛被固化的樹脂薄層與樹脂槽內(nèi)的液態(tài)樹脂相剝離，即，在剛被固化的樹脂薄層中，根據(jù)剛被固化的樹脂薄層的左面積和右面積大小對比，使樹脂槽正對面積大的那一端(如左端或右端)滑動行程大一些，使樹脂槽正對面積小的那一端(如左端或右端)滑動行程小一些，若樹脂薄層的左右面積對稱時，此時樹脂槽的左端和右端的滑動行程也呈一大一小的布置，因此，使得剛被固化的樹脂薄層很好地與樹脂槽內(nèi)的液態(tài)樹脂相剝離，有效地減少液態(tài)樹脂對剛被固化的樹脂薄層的損害，從而提高了固化模型的精度。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的基于DMD的光固化成型方法的流程圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的光固化成型方法所使用到的3D打印機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖作進(jìn)一步說明。
[0017]請參閱圖2，本發(fā)明的光固化成型方法所使用到的3D打印機(jī)100的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該3D打印機(jī)100包括機(jī)架10、樹脂槽20、彈簧30、左絲桿41、右絲桿42、左電機(jī)51、右電機(jī)52、反射鏡60、光源發(fā)生器70、吊臺80、上下驅(qū)動絲桿91及上下驅(qū)動電機(jī)92。機(jī)架10具有沿水平方向布置的底板11和頂板12，具體地，在本實(shí)施例中，機(jī)架10還具有位于底板11和頂板12之間的側(cè)板13，該側(cè)板13呈四周分布地連接于底板11和頂板12之間，且底板11、頂板12及側(cè)板13三者共同圍出一與外界隔開的封閉空間14，以簡化機(jī)架10的結(jié)構(gòu)；較優(yōu)的是，底板11、頂板12及側(cè)板13三者圍出矩形框體，以使得機(jī)架10的布局緊湊合理。
[0018]樹脂槽20的頂端開口并承裝液態(tài)樹脂，且樹脂槽20懸置于頂板12對應(yīng)的上方，較優(yōu)的是，樹脂槽20是懸空于頂板12的正上方，以便于樹脂槽20相對頂板12做相對的滑動；具體地，樹脂槽20包含槽底平板22、前側(cè)平板23、后側(cè)平板24、左側(cè)平板25及右側(cè)平板26，槽底平板22與頂板12相平行，左側(cè)平板25安裝在槽底平板22的左側(cè)，右側(cè)平板26安裝在槽底平板22的右側(cè)，前側(cè)平板23安裝在槽底平板22的前側(cè)，后側(cè)平板24安裝在槽底平板22的后側(cè)，且左側(cè)平板25、右側(cè)平板26、前側(cè)平板23、后側(cè)平板24及槽底平板22五者共同圍出一供液態(tài)樹脂承裝用的承裝空間27，以簡化樹脂槽20的結(jié)構(gòu)。
[0019]彈簧30彈性地連接于樹脂槽20和頂板12之間，樹脂槽20通過彈簧30懸置于頂板12對應(yīng)的上方；具體地，彈簧30是連接于槽底平板22與頂板12之間，以由彈簧30將樹脂槽20支撐于頂板12的上方，從而達(dá)到使樹脂槽20懸空于頂板12的上方；較優(yōu)的是，彈簧30分布于樹脂槽20的底部的四周，即是彈簧30分布于樹脂槽20的槽底平板22的四個角落處，以使彈簧30更可靠地將樹脂槽20支撐于頂板12的上方處。
[0020]左絲桿41沿豎直方向布置，且左絲桿41的頂端呈嚙合傳動地穿置于樹脂槽20的左端，具體是左絲桿41的頂端呈嚙合傳動地穿置于樹脂槽20的槽底平板22的左端，并在左絲桿41的轉(zhuǎn)動下，帶動樹脂槽20的左端相對頂板12做上下移動。右絲桿42沿豎直方向布置，且右絲桿42的頂端呈嚙合傳動地穿置于樹脂槽20的右端，具體是右絲桿42的頂端呈嚙合傳動地穿置于樹脂槽20的槽底平板22的右端，并在右絲桿42的轉(zhuǎn)動下，帶動樹脂槽20的右端相對頂板12做上下移動。
[0021]左電機(jī)51安裝在底板11上，且左電機(jī)51與左絲桿41的底端固定連接，由左電機(jī)51帶動左絲桿41轉(zhuǎn)動。右電機(jī)52安裝在底板11上，且右電機(jī)52與右絲桿42的底端固定連接，由右電機(jī)52帶動右絲桿42轉(zhuǎn)動。反射鏡60安裝在底板11上，且反射鏡60與樹脂槽20相對應(yīng)，目的是將光線反射到樹脂槽20處。光源發(fā)生器70安裝在底板11上，且光源發(fā)生器70與反射鏡60相對應(yīng)，目的是使光源發(fā)生器70產(chǎn)生的光線直接地照射于反射鏡60上，再由反射鏡60進(jìn)行反射處理而得到反射光線，使光源發(fā)生器70發(fā)出的光線在反射鏡60的反射下