[发明专利]渐变拼接的多次曝光大画幅3D打印系统及使用方法

说明书

一种渐变拼接的多次曝光大画幅3D打印系统包括光栅尺、样品池、样品台、计算机、移动平台、若干相同的DLP光机。其打印步骤为：对三维图像的Z轴进行分层，将三维图像转换为多层的二维图像，逐层打印；相邻两台DLP光机在打印轴方向具有重合部分，拼接处采用亮度渐变方式进行拼接，并沿光栅尺方向将光机最大曝光区域平均划分为i个子曝光区，每个子曝光区曝光i次，每次打印完成，移动平台沿光栅尺方向移动前进一个子曝光区距离；直至该层平面打印完成；将样品池中样品台向下移动一层的距离，进行上一层平面的曝光；直至样品打印完成。本发明消除了拼接处的亮度突变，通过细化曝光区域和多次曝光，从而消除产品的脆弱点，提高打印画幅和精度。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种渐变拼接的多次曝光大画幅3D打印系统及使用方法。

背景技术

现如今3D打印技术已经运用在多个领域，其中光固化3D打印技术因为其打印速度较快、尺寸精度高等优点，更是被广泛的运用在小尺寸高精度的产品生产。DLP光机中其核心显示器件为DMD（Digital Micromirror Device——数字微镜），目前的最高分辨点数为2560*1600，可以实现高精度的3D打印，但是打印尺寸与精度要求有关，单台光机的打印尺寸为精度乘上最高分辨率即精度越高打印尺寸越小，一般单台DLP光机单边最大打印距离为200mm，因此在保证微米级精度的同时扩大打印面积仍是亟需解决的难题。

中国专利CN205238580U中公开了一种基于 DLP 投影技术的面曝光 3D 打印拼接成形系统；该系统以两台DLP光机为基础进行拼接，在拼接处两光机投影重叠，该系统通过使用边缘融合处理器对重叠部分的图像进行处理，使得投影图像无缝衔接，该系统解决了拼接处图像畸变产生的误差，但是没有考虑两个光机之间由于光照强度不一致所产生的不均匀性，较大的光照强度差将会导致打印出的产品产生脆弱点，极大的影响了打印效果。

中国专利CN99822891A中公开了一种高精度大幅面立体投影3D打印系统及其打印方法；该系统采用了计算机控制树脂槽和样品台在水平的XY平面移动的方式进行大画幅的拼接，通过整体的移动加大打印的画幅，但是这种方法在移动过程中会产生较大的误差，误差来源包括图像畸变所产生的边缘处拼接精度差，分区域曝光所导致的拼接处打印产品出现脆弱点。

中国专利CN109732909A中公开了一种打印方法及结构；通过打印样品的面积确定曝光范围并通过移动光机进行打印，光机的移动采取无拼接两维移动的方式，将会降低大画幅样品的打印效率。

中国专利CN208789091U中公开了一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统；通过XY轴模组控制移动曝光，在该系统中缺少对于移动过程的精准控制和光机图像的处理，会降低打印样品的精度。

中国专利CN109968663A中公开了一种投影拼合式3D打印方法和3D打印装置；该装置通过电机控制光机进行两维移动，同时每次的曝光范围为边缘拼接的方式，缺少拼接处图像处理，会影响打印精度。

目前，如何在保证产品尺寸的基础上提高打印精度，消除打印产品脆弱点，提高产品质量是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有大画幅3D打印精度低的缺陷，提供一种能提高打印精度的渐变拼接的多次曝光大画幅3D打印系统及使用方法。