[发明专利]一种步进拼接3D打印系统及打印方法

说明书

本发明提供了一种步进拼接3D打印系统及打印方法，包括控制系统及3D打印机，所述控制系统通讯连接所述3D打印机，所述3D打印机包括固定平台及设于所述固定平台上端的镜头固定柱和打印机构，所述镜头固定柱设有与所述打印机构位置相对应的光刻镜头，所述打印机构与所述固定平台之间设有XY轴运动平台，所述XY轴运动平台包括X轴运动机构及Y轴运动机构。设置XY轴运动平台，能够在保证高的打印精度的同时，通过步进拼接的方式加大打印幅面，而且能够有效的解决拼接过程中的拼接误差。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种步进拼接3D打印系统及打印方法。

背景技术

目前基于面投影微立体光刻（DLP）3D打印技术中，通常都采用数字微镜装置(Digital Micromirror Devices，简称DMD)。DMD微镜片矩阵的方式来提供曝光的图像。DMD微镜片矩阵的每个微镜片大小一般是7-10um，打印的精度取决于微镜片的大小。在于面投影微立体光刻（DLP）3D打印技术中，为了进一步高精度至亚微米级别，目前一般是通过光学设计的方式将DMD图像进行缩小，也就是利用投影物镜对DMD反射出的图像进行缩小，以达到提高打印精度的目的。因为图像总体进行缩小后，精度虽然得到了提高，但是单次打印幅面也随之缩小，即打印精度和幅面无法得到同时实现。

通过光路设计，经过投影物镜进行微缩以后，打印的幅面将降低，例如1280*800像素的DMD，DMD微镜片大小为7.6*7.6um，DMD整体尺寸约为9.6*6cm，利用横向放大率β=0.1的投影物镜进行微缩，单像素大小可以提升到0.76 um，但是打印幅面将缩小至0.96*0.6cm。也就是打印精度提高之后，打印幅面从9.6*6cm减小到0.96*0.6cm。

为了在满足精度的前提下，提高打印幅面，现有技术CN201520983708.3提出，利用多个DLP光机进行组合的方式实现，但是该方法成本高，各光机之间相对位置需要精确装调并固定，使用灵活性不好。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种步进拼接3D打印系统及打印方法。

本发明提供了一种步进拼接3D打印系统，包括控制系统及3D打印机，所述控制系统通讯连接所述3D打印机，所述3D打印机包括固定平台及设于所述固定平台上端的镜头固定柱和打印机构，所述镜头固定柱设有与所述打印机构位置相对应的光刻镜头，所述打印机构与所述固定平台之间设有XY轴运动平台，所述XY轴运动平台包括X轴运动机构及Y轴运动机构。

作为本发明的进一步改进，所述X轴运动机构及Y轴运动机构均为丝杆运动机构。

作为本发明的进一步改进，所述打印机构包括连接板及设于所述连接板上的打印平台、打印平台升降机构和液槽，所述打印平台置于所述液槽内，所述连接板与所述XY轴运动平台连接。

作为本发明的进一步改进，所述液槽还设有液槽升降机构。

作为本发明的进一步改进，所述打印平台升降机构设于所述液槽一侧、且固定在所述连接板上。

本发明还公开了一种基于上述步进拼接3D打印系统的打印方法，包括以下步骤：

S1：控制系统根据每层打印的图片大小将其分割成若干个子图片；

S2：判断子图片的像素大小是否小于DMD镜片像素，如是，则进行反向填充使子图片位于DMD镜片像素图片中心并执行步骤S5，如否，则执行下一步；

S3：将大于DMD镜片像素子图片在X轴或Y轴方向增加拼接次数并将其切割成新子图片；

S4：判断新子图片的像素大小是否小于DMD镜片像素，如是，则进行反向填充使子图片位于DMD镜片像素图片中心并执行步骤S5，如否，则执行步骤S3；

S5：将符合DMD镜片像素子图片的边缘进行灰度处理并调整拼接的大小；