[发明专利]用于三维印刷的图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理方法领域。其涉及用于以计算高效的方式近似圆扩展函数的方法。其可以在图像处理中使用以借助于例如喷墨印刷来印刷三维对象。该方法特别适合于其中三维对象是三维凸版印刷母版（master）的情况。此类通过使用本发明的方法计算多个中间图像层并在这些层彼此顶上印刷这些层来产生此类印刷母版。

本发明还涉及相应的设备。此类设备可以用于宽组合应用，例如用于图章、柔版印刷、活版印刷或凹版印刷母版的制造。

背景技术

三维印刷是一种用于通过在彼此顶上连续地沉积或形成薄层材料从而构建期望的三维结构来产生三维对象的方法。有时将其称为“快速成型和制造”（RP&M）。

已经发明了各种方法以产生薄层。

一种技术利用可聚合液体材料浴。液体的薄上层被以某种方式交联或硬化，例如经由与通过要形成的对象的横截面相同的图案的激光。依照相关横截面的数字表示移动激光光斑跨过表面。在完成一个层之后，在小距离内提高液位并重复该过程。每个可聚合层应是足够外形稳定的（form-stable），以支撑下一个层。

在另一技术中，依照要形成的对象的横截面的形状，将粉末撒到衬底上并用某些手段使粉末结合，例如通过加热或通过使用液体硬化剂。

在另一方法中，以被以根据要形成的对象的相关横截面的图案沉积的液滴的外形来沉积可交联或可硬化材料。

另一方法涉及在提高的温度下分撒熔融材料液滴，其随后在与冷却器工件接触时凝固。

存在能够通过三维印刷来重现的许多项目。由于用来形成对象的材料经受到许多限制且通常本质上是聚合体的事实，最终产品不是非常强。因此，通常预留三维印刷以用于成型，例如以产生能够被针对某些性质进行处理或者甚至测试的产品设计。

在由OakRidge Business Park 1511 River Oak Drive in Fort Collins, Colorado 80525 USA的Wohlers Associates公司编辑和出版的Wohlers Report 2008中也找到关于快速成型、三维印刷、添加剂制造、工具作业和快速制造的更多信息。

在传统上使用由激光器或光源的逐个图像曝光、后面是化学或物理显影步骤的组合来制造印刷板（也称为印刷母版或印刷型）。此类板被用于多种印刷方法中，诸如柔版印刷、活版、胶版或凹版印刷。

柔版印刷或柔版印刷术是其中柔性印刷母版将快速干燥流体转印至可印刷衬底上的印刷工艺。印刷母版可以是安装在圆筒或圆筒形套筒上的柔性板。柔版印刷板具有以凸版方式来限定要印刷的图像的特征，这意味着油墨印刷区域被相对于非油墨印刷区域提高。结果是能够将油墨从网纹辊转印到衬底的凸板。柔版印刷的优点是能够以这种方式来印刷能够穿过卷筒纸印刷机的几乎任何材料，包括诸如醋酸盐及其它塑料膜的硬表面材料。柔版印刷术还由于最初在工艺中使用的苯胺染料油墨而已被称为“苯胺”印刷。

活版印刷是其中将图像提高并施加油墨以产生印痕的印刷工艺。

胶版印刷是其中不直接从板印刷图像、而是使其胶印到执行实际印刷操作的圆筒上的印刷方法。印刷板通常在亲水性背景上具有图像选择性憎水区域。

凹版印刷是其中以凹坑或阱的方式将图像蚀刻到板或圆筒中的印刷工艺。这些凹坑或阱填充有油墨且剩余表面被擦掉，因此仅在凹坑或阱中留下油墨。然后能够将图像复印到例如诸如纸的吸收材料上。

存在将图像从印刷板转印到印刷介质上的多种附加方法。例如在移印中，对包括凸版图像（或如在凹版印刷中的负像）的板施加油墨。然后，通过使塞表面与油墨图像接触来将油墨转印到软塞印刷头。然后使用塞来印刷另一对象，例如具有不规则表面的对象。

除了在胶版印刷中之外，使用包括具有凸起部分和凹坑的衬底的凸版印刷母版。在诸如柔版印刷术和活版印刷的某些印刷方法中，使用凸起部分来形成图像，而在凹版印刷中，凹坑形成图像。在移印中，可以使用任一者。

柔版印刷板上的最小的单独凸起部分特别容易受到损坏。损坏的一个形式是欧拉翘曲。欧拉翘曲是细柱翘曲成弓状或波状形状。假设柔版印刷板的凸起部分具有高度为H和直径为d的圆筒形形状，在翘曲开始之前能够施加的临界负荷近似地随下式而变： 

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