[发明专利]生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度评定方法及其装置

说明书

本发明公开了一种生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度评定方法及评价装置，方法为：S1、将生物墨水3D打印得到平面实心矩形并设置直尺作为尺寸参考，采集包含有用平面实心矩形和直尺的照片；S2、在照片中的平面实心矩形上以相同的间距Δl，沿矩形长边方向和短边方向分别设定均匀分布的多个采样点；S3、测量各采样点处对应的平面实心矩形实际宽度和实际长度；S4、计算出平面实心矩形上各采样点处实际尺寸与设计尺寸之间的偏差值；S5、将偏差值代入信噪比计算公式中到得到面实心矩形精度评价指标；装置包括3D打印模块、拍摄模块、测量和计算模块和评定模块；该评定方法及装置实现从整体上对平面实心矩形的尺寸波动特性进行描述，稳定可靠性强。

技术领域

本发明涉及生物墨水3D打印尺寸精度分析技术领域，特别涉及一种生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度评定方法及其装置。

背景技术

生物墨水被定义为包含生物组分或生物材料的混合物凝胶，一般采用3D打印进行加工。近年来，由植物组分(纤维素，木质素等)制备的生物墨水得益于价低、无毒无害、可持续性、来源充足以及机械性能良好等优点受到了学术界、生物界和工业界的广泛关注被成功应用于组织培养、康复工程等医学领域以及电池、传感器、记忆材料等工业领域。生物墨水的广泛应用对生物墨水的3D打印质量评定、工艺参数优化提出了高要求。在利用生物墨水通过3D打印成型为零件的过程中，生物墨水3D打印的平面形状是一个重要的结构，最终的三维零件通过平面形状的一层一层的堆积而成，高精度的平面形状是最终成型零件精度和质量的保证。因此，在生物墨水3D打印过程中，平面形状的尺寸精度评定是质量评定、工艺参数优化的重要指标。在实际应用中，通常采用生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度分析作为代表应用于生物墨水3D打印的平面形状的质量评定和工艺参数优化。传统的3D打印的平面实心矩形尺寸精度评定方法主要针对塑料、金属等材料，这些材料能在打印过程中快速成型，尺寸波动小，因此采用实际尺寸与设计尺寸的最大偏差值来评定平面实心矩形的尺寸精度。

然而，生物墨水在打印过程中一直属于凝胶状态，在打印过后需要一定时间的蒸发过程才能最终成型，使其与塑料、金属等传统3D打印材料的尺寸特征具有较大的区别，主要区别在于出现尺寸波动的缺陷。生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度是质量评定、工艺参数优化的重要指标，传统的基于实际尺寸和设计尺寸最大偏差值的尺寸精度评定方法已经无法全面有效评定生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度。由于生物墨水3D打印的平面实心矩形的尺寸不稳定性，在实际工程应用中，尚缺乏一种稳定有效地反映生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度的评定方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效对生物墨水3D实际打印的平面实心矩形与设计图案的尺寸精度进行评价的一种生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度评定方法。

本发明的另一目的是提供一种实现上述生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度评定方法的装置。

为此，本发明技术方案如下：

一种生物墨水3D打印的平面实心矩形尺寸精度评定方法，步骤如下：

S1、按照设计长度L_x和设计宽度L_y，将生物墨水以3D打印的方式打印得到平面实心矩形，并将直尺放在生物墨水3D打印的平面实心矩形一侧作为任一边长的尺寸参考，采集包含有用平面实心矩形和直尺的照片；

S2、设定平面实心矩形6的长边方向为X轴方向、短边方向为Y轴方向，在照片中的平面实心矩形上以相同的间距Δl，沿X轴方向设定呈均匀分布的N₁个采样点，沿Y轴方向设定呈均匀分布的N₂个采样点；