[发明专利]基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造方法和装置

权利要求书

1.一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据已有理论或试验确定成形基座的运动速度和辐照度之间的关系；

基于模型数据确定模型每层切片对应的确定成形基座的运动速度并对速度进行规划；

通过试验获取掩膜图像灰度和辐照度之间的关系；

根据所述确定成形基座的运动速度和辐照度之间的关系、每层切片对应的确定成形基座的运动速度，以及掩膜图像灰度和辐照度之间的关系，得到每层切片加工时所需预加灰度值和曝光时间；

根据每层切片加工时的成形基座运动速度、预加灰度值和曝光时间，生成模型加工文件；

其中，根据试验确定成形基座的运动速度和辐照度之间的关系的方法为：

通过试验确定不同运动速度下实现树脂最佳固化精度所需的光辐照度，得到运动速度和辐照度之间的函数关系；

基于模型数据确定模型每层切片对应的运动速度的方法为：

通过试验标定速度与所能填充的最大面积/直径的关系；

基于模型数据确定每层切片中所有轮廓中的最大轮廓；

根据运动速度和所能填充最大轮廓面积/直径的关系，结合所建造部件的复杂程度，确定各层对应的运动速度；

掩膜图像灰度和辐照度之间的关系的确定方法为：

将投影机的光辐照度调整到打印过程中所需的最大值；

从最大的灰度值开始递减，并采用紫外辐照计测量不同灰度值对应的光辐照度值，拟合得到二者的函数关系。

2.如权利要求1所述的一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，其特征在于，生成的加工文件可以是以文件的形式存在，也可以是对模型进行预处理后，得到的一组存储于计算机内存的直接用于后续加工的参数。

3.如权利要求1所述的一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，其特征在于，所述确定速度和所能填充的最大面积/直径的试验方法为：

设计包含一系列的直径梯度的标定测试件，由最小的速度开始，逐步增加速度，每次将投影机光强调整到该速度对应的光辐照度值；

根据打印出的标定的情况，确定该速度下没有由于流动性造成缺陷的最大面积/直径，从而得到该速度下树脂能充分填充的最大面积或者直径。

4.如权利要求1所述的一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，其特征在于，所述速度规划包括：根据启发式算法、通过排列组合或最小面积差算法得到最优速度规划方案。

5.一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置，其特征在于，包括：上位机、控制器、线性滑台、成形基座、投影机和电机；其中，上位机连接控制器和投影机，控制器控制投影机和电机；电机和线性滑台通过联轴器直接相连，根据控制指令驱动丝杠运动从而带动成形基座上下运动；在加工过程中，所述控制指令是上位机基于如权利要求1-4任一项所述的加工文件生成的。

6.如权利要求5所述的一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置，其特征在于，还包括水平桌面和双层树脂盘；双层树脂盘设于所述水平桌面上，上层是盛放树脂的树脂槽，下层是密闭的氧气室；两者通过高透氧性和高透UV光的半透性元件进行连通。

7.如权利要求6所述的一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置，其特征在于，还包括供氧装置，向树脂盘下层氧气室通入氧气，保持微正压环境。

8.一种基于如权利要求6–7任一项所述装置的连续液面制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)加载包括成形基座运动速度、预加灰度值和曝光时间的加工文件，零件成形基座回零，开始加工；

(2)按顺序加载切片掩膜图像，根据所述加工文件对当前层切片掩膜图像的灰度值进行调节；判断当前层切片对应的运动速度是否与上一层相同，若相同，保持速度不变，若不同，改变该层速度；

(3)根据所述加工文件中的曝光时间投影当前层切片掩膜图像；

(4)判断是否达到最后一层掩膜图像，若是，结束打印，否则，返回步骤(2)。