[发明专利]一种DMD扫描成像的3D成型装置及方法

说明书

本发明提出一种DMD扫描成像的3D成型装置及方法，所述3D成型装置包括光学引擎系统、位移平台以及同步控制系统，所述光学引擎系统固定于位移平台之上实现XY平面上的位移，其包括光源、反射镜、DMD阵列和扫描镜头；所述位移平台和光学引擎系统由所述同步控制系统联动控制。所述方法是将光学引擎系统由位移平台控制沿X、Y、Z三轴移动，Z轴为打印高度方向，沿图形高度方向进行图形切片分层处理处理，将分层出来的图形在X方向按照DMD的有效宽度d进行图形分割，得到每条图形宽度d，分割好的图形在DMD高度方向进逐条扫描。本发明克服了现有基于DMD投影技术的3D打印技术无法同时实现大尺寸、高精度打印的缺陷，具有较佳技术性和实用性，适合推广使用。

技术领域

本发明属于3D打印领域，具体涉及一种DMD扫描成像的3D成型装置及方法。

背景技术

现有基于DMD（数字微镜芯片Digital Micromirror Device）的光固化3D成型机都是基于静态图形投影，其基本原理是投影仪技术，在追求高精度的情况下成型尺寸受到较大限制，而如果要实现大尺寸成型，就需扩大投影光斑面积，这样成型精度又会受到严重影响。

发明内容

为解决3D打印领域精度与尺寸受限的问题，本发明提出DMD扫描成像的3D成型装置，其具体技术内容如下：

一种DMD扫描成像的3D成型装置，其包括光学引擎系统、位移平台以及同步控制系统，所述位移平台具有X、Y和Z三轴运动方向，所述光学引擎系统固定于位移平台之上实现XY平面上的位移，其包括光源、反射镜、DMD阵列和扫描镜头；所述位移平台和光学引擎系统由所述同步控制系统联动控制。

于本发明的一个或多个实施例中，所述DMD阵列与扫描镜头正对，所述光源通过反射镜建立至所述DMD阵列的光路。

于本发明的一个或多个实施例中，所述光源为匀光光源。

于本发明的一个或多个实施例中，所述扫描镜头包括至少两种倍率的扫描镜头。

于本发明的一个或多个实施例中，所述同步控制系统具有连接至上位设备的通讯端口，以获取获取动作指令并执行。

在相同构思下，本发明还提出一种DMD扫描成像的3D成型方法，其包含如下步骤：

步骤一，将光学引擎系统安装于位移平台之上，由位移平台控制沿X、Y、Z三轴移动，Z轴为打印高度方向，沿图形高度方向进行图形切片分层处理处理，即沿着Z方向切片的若干幅二维图形依次在X、Y方向上扫描打印；

步骤二，将分层出来的图形在X方向按照DMD的有效宽度d进行图形分割，得到每条图形宽度d；

步骤三，分割好的图形在DMD高度方向进逐条扫描，扫描过程中，保持图形移动速度与位移平台的Y方向同步，每扫描一条，平台X轴也相应移动距离d后进行下一条扫描； 通过平台的精确走位和图形同步，实现图形的无缝拼接。

于本发明的一个或多个实施例中，Y方向垂直于DMD的长度方向，为图形的扫描方向，在扫描过程中，保持图形与平台Y方向的移动同步；X方向为图形拼接方向，二维图形在X方向上根据DMD的宽度d进行分条，分条的图形在Y方向上进行扫描，当图形扫描完第一条后，平台的X轴移动相应的步距d，进行下一条的扫描，逐条扫描，直至整个二维图形完成，再进行Z方向切片的下一层图形的扫描。

本发明的有益效果是：克服了现有基于DMD投影技术的3D打印技术无法同时实现大尺寸、高精度打印的缺陷，可以在物件的长、宽、高三个方向同时实现高精度、大尺寸（超大尺寸）3D打印或成型，具有较佳技术性和实用性，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明的DMD扫描成像的3D成型装置的组成框图。