[发明专利]用于减少三维印刷中的图像质量伪影的方法

说明书

技术领域

本发明涉及印刷三维对象的方法，例如使用喷墨印刷。该方法特别适于三维对象是诸如苯胺印刷底版或套管的凸版印刷底版的情况。该方法由首先计算一组图像层以及通过将这些层印刷在彼此的上方来构建印刷底版构成。

本发明具体地涉及减少诸如聚集成带(banding)和图像拖尾(streaking)的图像质量伪影的方法，这些图像质量伪影(artifact)与打印头的各个喷嘴相关，并且能够在中间层在彼此上方被印刷时出现。这种方法的现有技术示例通常被称作搭叠(shingling)和交错(interlacing)方法。

本发明还涉及用于产生三维对象的相应的印刷装置。

背景技术

三维印刷是用于通过连续地在彼此的上方沉积或形成薄的材料层以构建期望的三维结构而产生三维对象的方法。其有时也称作“快速原型设计与制造”(RP&M)。

已经设计了多种方法来产生薄层。

一种技术使用可聚合液体材料渡液(bath)。该液体的薄的上层以某种方式被交联(cross-link)或硬化，例如经由呈与穿过要形成的对象的截面相同的图案的激光来实现。激光点根据相关截面的数字表现形式被移动穿过表面。在完成一个层之后，液位升高小距离，并且过程被重复。每个聚合层应当足够地形状稳定，以支撑下一个层。

在另一种技术中，粉末被撒到基底上，并且粉末根据要形成的对象的截面通过某种方式被聚结，例如通过选择性地加热或硬化粉末。

在又一种方法中，可交联或可硬化的材料以液滴的形式被沉积，该些液滴以根据要形成的对象的相关截面的图案被沉积。

又一种方法涉及分配在高温下的熔化材料的液滴，该些液滴然后在与较冷的工件的接触中凝固。

更多关于快速原型设计、三维印刷、添加剂制造、加工以及快速制造的信息还能够在Wohlers报告2008中找到，该报告由美国科罗拉大80525的Fort Collins的OakRidge Business Park 1511 River Oak Drive的Wohlers Associates公司编辑和出版。

印刷版(也称作印刷底版或打印表格纸(print form))传统地利用激光或光源成像地曝光与随后的化学或物理显影步骤的组合来被制造。这种印版使用在大量的印刷方法中，如苯胺印刷、活版印刷、平版印刷或凹版印刷。

苯胺印刷(flexographic printing)或苯胺印刷术(flexography)是柱形的柔性印刷底版将快干油墨从网纹传墨辊(anilox roll)转移到可印刷基底的印刷工艺。印刷底版可以是安装在滚筒上的柔性板，或者其可以是柱形套管。

苯胺印刷版具有限定要以凸版形式印刷的图像的特征，这意味着墨印刷区相对于非墨印刷区被升高。苯胺印刷的优点在于，几何任何能够穿过卷筒纸印刷机的材料都能够以这种方式被印刷出来，包括诸如瓦楞纤维板、塑料膜或者甚至金属板的硬表面材料。

Verhoest等人的公开号为EP 1 428 666的欧洲专利申请教导了使用喷墨装置的制造苯胺印刷版。该印版通过由喷墨印刷机在基底上连续施加至少两个图像形式的的可聚合墨层而形成。在第一层和第二层的施加之间，第一层通过利用UV源开始墨的聚合而被固定。

由于制造公差，由喷墨打印头的喷嘴喷出的小墨滴的体积、速度和方向可能在各个喷嘴之间稍微变化。在二维印刷中公知的是，在没有任何补偿措施的情况下，这可能导致与各个喷嘴相关的图像质量伪影，如聚集成带和图像拖尾。

在二维印刷中，这种聚集成带和图像拖尾缺陷能够通过交错和搭叠技术得到有效地抑制。一种这种技术例如公开在转让给Agfa-Graphics NV的美国专利6,679,583中。根据该专利的教导，在图像的单行或单列上的像素通过不同的喷嘴被印刷。结果，各个喷嘴差异的效果在空间上被扩散，使其变得不太引人注目。这有效地抑制了聚集成带和图像拖尾的可见性。

现有技术中公开的搭叠和交错技术还能够用来抑制三维印刷中的聚集成带和图像拖尾。在该情况下，下一个中间层印刷在前一个中间层上方，由此，利用搭叠和交错来印刷每个层。

为了最佳的印刷性能，要求苯胺印刷版或套管具有平坦且光滑的顶层。另外，要求诸如印刷底版的强度、回弹和弹性的机械质量是各向同性的。

已经发现，现有技术的搭叠和交错技术并不始终带来期望的平坦度和光滑度，从而导致利用这种苯胺印刷版印刷的图像的杂色的外观。