9]承載平臺(tái)8每次上升的距離和絲杠的螺距以及步進(jìn)電機(jī)的最小旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)。例如，絲杠的螺距為2mm，步進(jìn)電機(jī)最小旋轉(zhuǎn)角度為1.8°，那么打印平臺(tái)每次上升或者下降的距離為0.01mm。因此，每次流入承載平臺(tái)9或薄層與液態(tài)光敏樹(shù)脂池3的底部距離為
0.0lmm,固化后的薄層厚度即為0.01mm。這樣能夠具有較高的光固化精度。
[0030]每固化完一個(gè)薄層，IXD液晶顯示單元5即切換待打印物體的下一個(gè)橫截面圖案，采用光源10照射IXD液晶顯示單元5，后一薄層固化于前一薄層的下表面。重復(fù)這一過(guò)程，直至打印形成完整物體。
[0031]下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式3D打印方法。圖2顯示了一個(gè)待打印物體，以其如圖3所示的不規(guī)則的橫截面為例，使橫截面數(shù)據(jù)被輸入(橫截面圖案以及橫截面厚度)到控制單元9中。參照?qǐng)D4，以橫截面所示的圖案的中心為圓心，以圓心至所示圖案的最遠(yuǎn)處為半徑劃定圓形掃描區(qū)域，即設(shè)定能夠覆蓋橫截面圖案的最小圓，以使橫截面圖案完全處于該圓形區(qū)域內(nèi)。
[0032]參照?qǐng)D5和圖6a?6g所示，設(shè)定一個(gè)頂角為90°且半徑與上述的圓形區(qū)域的半徑相同的白色透光的扇形區(qū)域，將上述扇形區(qū)域的頂點(diǎn)與圓形區(qū)域的圓心重合，并使扇形區(qū)域逆時(shí)針或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)?？刂茊卧?對(duì)扇形區(qū)域和橫截面圖案進(jìn)行疊加處理，判定兩者均顯示為白色透光區(qū)域的部分仍為白色區(qū)域，兩者之一為黑色遮光區(qū)域即為黑色區(qū)域，最終使白色區(qū)域和黑色區(qū)域所組成的圖案顯示在IXD液晶顯示單元5上。如圖6b所示，扇形區(qū)域旋轉(zhuǎn)45°，則此時(shí)顯示的是疊加之后的45°?135°圓形區(qū)域內(nèi)的橫截面圖案。在該范圍之外的部分都顯示為不透光的黑色區(qū)域。本實(shí)施例中采用了 90°的扇形為例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠理解，可以通過(guò)改變扇形頂角的角度以控制扇形區(qū)域的面積。
[0033]參照?qǐng)D6a?6g以及圖7，本發(fā)明的實(shí)施例提供了如下3D打印方法:
[0034]第一步，控制單元9獲取待打印物體的第一橫截面數(shù)據(jù)(圖案以及厚度)，所述橫截面圖案由白色透光區(qū)域和黑色遮光區(qū)域組成。
[0035]第二步，設(shè)定一圓形區(qū)域，使第一橫截面圖案完全置于圓形區(qū)域內(nèi)；設(shè)定一頂點(diǎn)與圓形區(qū)域的圓心重合并且與圓形區(qū)域半徑相同的白色透光扇形區(qū)域，使扇形區(qū)域順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
[0036]第三步，控制單元9對(duì)第一橫截面圖案和扇形區(qū)域進(jìn)行疊加，將二者均顯示為白色的部分以一 IXD液晶顯示單元5隨著扇形區(qū)域的旋轉(zhuǎn)逐步顯示。
[0037]第四步，以光束照射IXD液晶顯示單元，光束透過(guò)IXD液晶顯示單元所顯示的白色透光區(qū)域照射液態(tài)光敏樹(shù)脂，使其成型于承載平臺(tái)8上，液態(tài)光敏樹(shù)脂固化成與扇形區(qū)域內(nèi)所顯示的截面圖案相應(yīng)的形狀，并且最終形成與第一橫截面圖案形狀相應(yīng)且厚度相同的完整的第一薄層。
[0038]設(shè)定扇形區(qū)域旋轉(zhuǎn)45°所需的時(shí)間為T(mén)秒，以從0°逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°的過(guò)程為例，IXD液晶顯示單元5先顯示O?90°區(qū)域內(nèi)的橫截面圖案，之后扇形區(qū)域逐步旋轉(zhuǎn)，IXD顯示單元逐步顯示45°?135°的區(qū)域。那么初始顯示的O?90°的區(qū)域則被光束照射了 T秒，如若設(shè)定其固化程度為1，那么45°?135°區(qū)域的固化程度會(huì)逐漸的變小，且均小于1因此，在承載平臺(tái)8之上形成的薄層的不同區(qū)域就具有不同的固化程度，并且按照逆時(shí)針具有梯度。
[0039]第五步，控制單元9獲取待打印物體的第二橫截面的數(shù)據(jù)(圖案和厚度)，重復(fù)上述步驟，在第一薄層下表面固化成型第二薄層，直至形成完整的打印物體。
[0040]在此過(guò)程中承載平臺(tái)9連續(xù)地緩慢上升。
[0041]需要說(shuō)明的是，在光束照射液晶顯示單元5的過(guò)程中，當(dāng)承載平臺(tái)8連續(xù)運(yùn)動(dòng)且上升了一個(gè)薄層的厚度(例如0.01mm)時(shí)，扇形區(qū)域不斷旋轉(zhuǎn)，可以使橫截面圖案被完整的顯示了一次或者多次。這樣設(shè)置，使得先被顯示的區(qū)域固化時(shí)間長(zhǎng)，后被顯示的區(qū)域固化時(shí)間略短。
[0042]以上對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可在不偏離本發(fā)明范圍(由所附的權(quán)利要求書(shū)限定)的情況下，對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行各種修改、改變和變化。對(duì)權(quán)利要求范圍的解釋?xiě)?yīng)從整體解釋且符合與說(shuō)明一致的最寬范圍，并不限于示例或詳細(xì)說(shuō)明中的實(shí)施范例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用光固化3D打印機(jī)的打印方法，包括單層打印步驟: 設(shè)定橫截面圖案:確定待打印物體的橫截面圖案以及橫截面厚度； 設(shè)定掃描區(qū)域:設(shè)定能夠覆蓋所述打印物體的橫截面圖案的圓，并以所述圓的一部分為扇形單位掃描區(qū)域； 旋轉(zhuǎn)顯示:使所述單位掃描區(qū)域沿所述圓的圓心順時(shí)針或逆時(shí)針地轉(zhuǎn)動(dòng)，直至其軌跡遍布整個(gè)所述橫截面圖案；以LCD顯示單元同步顯示處于所述單位掃描區(qū)域內(nèi)的圖案； 照射固化:執(zhí)行旋轉(zhuǎn)顯示步驟的同時(shí)，以光束透過(guò)所述LCD顯示單元照射液態(tài)光敏樹(shù)月旨，使得所述液態(tài)光敏樹(shù)脂以與所述單位掃描區(qū)域內(nèi)的圖案相同的形狀且以所述橫截面厚度固化于承載單元上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印方法，包括: 重復(fù)所述單層打印步驟，以形成多個(gè)具有所述橫截面厚度的疊加的薄層，直至形成完整的打印物體；在此過(guò)程中，所述承載單元連續(xù)移動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光固化3D打印方法，在所述旋轉(zhuǎn)顯示步驟和所述照射固化步驟中，所述承載單元移動(dòng)一個(gè)所述橫截面厚度時(shí)，所述單位掃描區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡至少一次遍布所述待打印物體的橫截面圖案。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光固化3D打印方法，所述扇形的面積為1/4所述圓的面積。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光固化3D打印方法，所述LCD顯示單元以透光部分和遮光部分組成所述圖案。6.一種光固化3D打印系統(tǒng)，包括: 用于根據(jù)待打印物體的橫截面圖案設(shè)定能夠覆蓋所述打印物體的橫截面圖案的圓，并以所述圓的一部分為扇形單位掃描區(qū)域的控制單元； 用于根據(jù)所述控制單元設(shè)定的所述單位掃描區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，同步顯示處于所述單位掃描區(qū)域內(nèi)的圖案的LCD顯示單元。
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N利用光固化3D打印機(jī)的打印方法，包括單層打印步驟：設(shè)定橫截面圖案；設(shè)定掃描區(qū)域；旋轉(zhuǎn)顯示；照射固化步驟。本發(fā)明提供的一種利用光固化3D打印機(jī)的打印方法，由于液態(tài)光敏樹(shù)脂具有一定粘度，因此局部固化部分會(huì)對(duì)液體形態(tài)的光敏樹(shù)脂存在較強(qiáng)的分子間作用力，使得液體形態(tài)的光敏樹(shù)脂被牽拽到形成的薄層和光敏樹(shù)脂池底部的間隙中，以利于隨后的光固化。因此，本發(fā)明具有很高的成型精度以及相對(duì)于現(xiàn)有打印方法20～100倍的成型速度。
【IPC分類(lèi)】B29C67/00, B33Y10/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104890246
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510341890
【發(fā)明人】許蓓蓓, 李厚民, 葉山頂, 朱凱強(qiáng), 劉振亮, 王翊坤
【申請(qǐng)人】北京金達(dá)雷科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日