CN103213282B - 用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法 - Google Patents

用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103213282B
CN103213282B CN201310124051.0A CN201310124051A CN103213282B CN 103213282 B CN103213282 B CN 103213282B CN 201310124051 A CN201310124051 A CN 201310124051A CN 103213282 B CN103213282 B CN 103213282B
Authority
CN
China
Prior art keywords
exposure
grid
resin
section
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310124051.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103213282A (zh
Inventor
胥光申
宫静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Jinzhili Electronic Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Xian Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Polytechnic University filed Critical Xian Polytechnic University
Priority to CN201310124051.0A priority Critical patent/CN103213282B/zh
Publication of CN103213282A publication Critical patent/CN103213282A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103213282B publication Critical patent/CN103213282B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开的用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法，具体按照以下步骤实施：1）先由计算机将零件3D模型进行分层处理，得到零件模型的各截面数据；2）由图形发生器根据计算机提供的零件模型的各截面数据，生成零件各截面的光学数字视图掩模；3）利用计算机将生成的零件各截面的光学数字视图掩模划分成若干个水平方向栅格样式视图掩模或若干个垂直方向栅格样式视图掩模，上一层零件截面采用水平方向的栅格样式视图掩模，则当前层零件截面采用垂直方向的栅格样式视图掩模；4）采用二次交错曝光固化的方法制作零件原型。本发明的面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法在制作零件原型时，可减小固化变形，提高了制作精度。

Description

用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法
技术领域
本发明属于制造方法技术领域，涉及一种用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法。
背景技术
快速成型技术是一种先进制造技术，它采用材料累加成型的原理，并根据零件的三维CAD模型，可直接制作出三维实体零件，是一种极富生命力的新技术。
面曝光快速成形技术是近年来发展起来的一种快速成形技术，其原理是：零件的三维模型经切层后，切层数据存储为能生成零件截面形状的视图文件，由该文件驱动视图发生器，在树脂表面形成相应的视图，以该视图为掩模，实现对树脂的选择性固化。其优点是：整层曝光时间短，成型速度快，成型效率高，可使用非激光光源及系统造价低。已授权的国家发明专利，其专利号为ZL200810150338.X，发明名称为“基于反射型液晶光阀的光固化快速成型装置及成型方法”就公开了一种典型的面曝光快速成形技术。
由于面曝光快速成形技术在制作零件原型的过程中，对整个光敏树脂通过一次曝光实现零件截面的选择性固化，整层树脂在由液态向固态转化过程中会产生明显的变形，当截面尺寸较大时，变形尤为明显，这会严重影响到制件的精度。迄今为止，尚未见到有关通过改变曝光模式减小变形的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法，利用该曝光方法在制作零件原型时，可减小固化变形，提高了制作精度。
本发明所采用的技术方案是，用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、先由计算机将零件3D模型进行分层处理，得到零件模型的各截面数据；
步骤2、经步骤1处理后，由图形发生器根据计算机提供的零件模型的各截面数据，生成零件各截面的光学数字视图掩模；
步骤3、利用计算机将步骤2中生成的零件各截面的光学数字视图掩模划分成若干个水平方向栅格样式视图掩模或若干个垂直方向栅格样式视图掩模，相邻两层零件截面采用不同的方向的栅格样式视图掩模，即上一层零件截面采用水平方向的栅格样式视图掩模，则当前层零件截面采用垂直方向的栅格样式视图掩模；
步骤4、采用二次交错曝光固化的方法制作零件原型。
本发明的特点还在于，
步骤3中划分的栅格的宽度范围为0.01mm～20mm。
步骤4具体按照以下步骤实施：
步骤4.1、利用经步骤3划分好栅格样式的视图掩模对液态光敏树脂进行曝光固化，形成零件当前截面的光固化树脂层；
步骤4.2、经步骤4.1，液态光敏树脂供给装置在零件已经固化的光固化树脂层上附着一层液态树脂，接着由树脂槽中的升降工作台带动正在制作的零件下降到下一层，为下一层光固化树脂层附着液态树脂，直到所有零件截面的光固化树脂层都附着了液态树脂；
步骤4.3、从第一层树脂层开始起，对同一层树脂层进行两次曝光固化，两次曝光固化之间有时间间隔，再对不同树脂层进行曝光固化：
第一次曝光固化时：只对不相邻且只间隔一个栅格的所有栅格进行曝光；
第二次曝光固化时：只对第一次曝光时未曝光的所有栅格进行曝光；
对不同树脂层进行曝光时，相邻两层树脂层采用不同方向的划分栅格样式进行曝光：
若上一层树脂层采用水平方向的栅格曝光时，当前树脂层采用垂直方向的栅格曝光；
相反，若上一层树脂层采用垂直方向的栅格曝光时，当前树脂层采用水平方向的栅格曝光；
从第一层开始起，按照以上要求，完成所有树脂层的曝光固化，即完成对整个零件的光固化快速成型。
步骤4.3中两次曝光固化之间的时间间隔范围为：0.01秒～200秒。
本发明的有益效果在于：
本发明的用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法将面曝光快速成形技术用在零件制作过程中，采用二次交错曝光固化一层光敏树脂时，分两次曝光，由于两次曝光之间具有一定的时间间隔，使首次曝光固化后的树脂有收缩过程，减小了整层固化树脂的内应力；采用本发明的方法可显著提高面曝光快速成形技术的制作精度。
附图说明
图1是在树脂表面形成的视图掩模被划分成水平方向栅格样式的示意图；
图2是在树脂表面形成的视图掩模被划分成垂直方向栅格样式的示意图；
图3采用本发明的用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法制作零件原型时，相邻截面层采用不同方向的划分栅格样式进行曝光的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、先由计算机将零件3D模型进行分层处理，得到零件模型的各截面数据；
步骤2、经步骤1处理后，由图形发生器根据计算机提供的零件模型的各截面数据，生成零件各截面的光学数字视图掩模；
步骤3、利用计算机将步骤2中生成的零件各截面的光学数字视图掩模划分成若干个水平方向（行）栅格样式视图掩模或若干个垂直方向（列）栅格样式视图掩模，如图1及图2所示，相邻两层零件截面采用不同的方向的栅格样式视图掩模，如图3所示，即若上一层零件截面采用水平方向的栅格样式视图掩模，则当前层零件截面采用垂直方向的栅格样式视图掩模；
其中栅格的宽度可相同，也可不同，栅格的宽度范围为0.01mm～20mm；
步骤4、采用二次交错曝光固化的方法制作零件原型：
步骤4.1、利用经步骤3划分好栅格样式的视图掩模对液态光敏树脂进行曝光固化，形成零件当前截面的光固化树脂层；
步骤4.2、经步骤4.1，液态光敏树脂供给装置在零件已经固化的光固化树脂层上附着一层液态树脂，接着由树脂槽中的升降工作台带动正在制作的零件下降到下一层，为下一层光固化树脂层附着液态树脂，直到所有零件截面的光固化树脂层都附着了液态树脂；
步骤4.3、从第一层树脂层开始起，对同一层树脂层进行两次曝光固化，两次曝光固化之间有时间间隔，时间间隔范围为：0.01秒～200秒；
第一次曝光固化时：只对不相邻且只间隔一个栅格的所有栅格进行曝光；如图1所示，若对垂直方向栅格曝光时，仅对图1中所有标注“1”的区域进行曝光，或仅对图1中所有标注“2”的区域进行曝光，但每次曝光时只能出现以上两种区域中的一种区域；如图2所示，若对水平方向的栅格曝光时，仅对图2中所有标注“3”的区域进行曝光，或仅对图2中所有标注“4”的区域进行曝光，但每次曝光时只能出现以上两种区域中的一种区域；
第二次曝光固化时：只对第一次曝光时未曝光的所有栅格进行曝光；即：若第一次曝光时采用垂直方向的栅格时，如图1所示，仅对第一次曝光时图1中未曝光区域进行曝光；若第一次曝光采用水平方向栅格时，如图2所示，仅对第一次曝光时图2中为曝光的区域进行曝光；
对不同树脂层进行曝光时，相邻两层树脂层采用不同方向的划分栅格样式进行曝光，如图3所示：具体曝光方式为：
若上一层树脂层采用水平方向的栅格曝光时，当前树脂层采用垂直方向的栅格曝光；
相反，若上一层树脂层采用垂直方向的栅格曝光时，当前树脂层采用水平方向的栅格曝光；
从第一层开始起，按照以上要求，完成所有树脂层的曝光固化，即完成对整个零件的光固化快速成型。
本发明的用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法采用行列交错曝光的方法制作零件原型，可以较小之间的变形，提高制作精度。

Claims (2)

1.用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、先由计算机将零件3D模型进行分层处理，得到零件模型的各截面数据；
步骤2、经步骤1处理后，由图形发生器根据计算机提供的零件模型的各截面数据，生成零件各截面的光学数字视图掩模；
步骤3、利用计算机将步骤2中生成的零件各截面的光学数字视图掩模划分成若干个水平方向栅格样式视图掩模或若干个垂直方向栅格样式视图掩模，相邻两层零件截面采用不同的方向的栅格样式视图掩模，即上一层零件截面采用水平方向的栅格样式视图掩模，则当前层零件截面采用垂直方向的栅格样式视图掩模；
其中，划分的栅格的宽度范围为0.01mm～20mm；
步骤4、采用二次交错曝光固化的方法制作零件原型，具体按照以下步骤实施：
步骤4.1、利用经步骤3划分好栅格样式的视图掩模对液态光敏树脂进行曝光固化，形成零件当前截面的光固化树脂层；
步骤4.2、经步骤4.1，液态光敏树脂供给装置在零件已经固化的光固化树脂层上附着一层液态树脂，接着由树脂槽中的升降工作台带动正在制作的零件下降到下一层，为下一层光固化树脂层附着液态树脂，直到所有零件截面的光固化树脂层都附着了液态树脂；
步骤4.3、从第一层树脂层开始起，对同一层树脂层进行两次曝光固化，两次曝光固化之间有时间间隔，再对不同树脂层进行曝光固化：
第一次曝光固化时：只对不相邻且只间隔一个栅格的所有栅格进行曝光；
第二次曝光固化时：只对第一次曝光时未曝光的所有栅格进行曝光；
对不同树脂层进行曝光时，相邻两层树脂层采用不同方向的划分栅格样式进行曝光，具体曝光方式为：
若上一层树脂层采用水平方向的栅格曝光时，当前树脂层采用垂直方向的栅格曝光；
相反，若上一层树脂层采用垂直方向的栅格曝光时，当前树脂层采用水平方向的栅格曝光；
从第一层开始起，按照以上要求，完成所有树脂层的曝光固化，即完成对整个零件的光固化快速成型。
2.根据权利要求1所述的用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法，其特征在于，所述步骤4.3中两次曝光固化之间的时间间隔范围为：0.01秒～200秒。
CN201310124051.0A 2013-04-11 2013-04-11 用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法 Active CN103213282B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310124051.0A CN103213282B (zh) 2013-04-11 2013-04-11 用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310124051.0A CN103213282B (zh) 2013-04-11 2013-04-11 用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103213282A CN103213282A (zh) 2013-07-24
CN103213282B true CN103213282B (zh) 2015-08-26

Family

ID=48811597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310124051.0A Active CN103213282B (zh) 2013-04-11 2013-04-11 用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103213282B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105216320B (zh) * 2015-10-19 2017-04-26 西安交通大学 一种双光路投影曝光3d打印装置及方法
CN107877844B (zh) * 2016-09-28 2021-05-04 上海普利生机电科技有限公司 光固化型三维打印方法和设备
CN107877852B (zh) * 2016-09-28 2021-05-11 上海普利生机电科技有限公司 光固化型三维打印方法
CN108327253B (zh) * 2017-01-19 2021-08-06 上海普利生机电科技有限公司 光固化型三维打印方法和设备
CN106965423B (zh) * 2017-02-28 2023-04-07 浙江迅实科技有限公司 移动式3d打印机盛液机构
CN106863778B (zh) * 2017-02-28 2023-04-07 浙江迅实科技有限公司 移动式3d打印机及其打印方法
CN106808688B (zh) * 2017-02-28 2022-11-29 浙江迅实科技有限公司 区域投射式3d打印方法、装置
CN109485436A (zh) * 2018-01-15 2019-03-19 杭州创屹机电科技有限公司 一种3d打印陶瓷材料两步光固化成型方法
CN114570943B (zh) * 2022-03-02 2024-01-12 西安国宏玖合科技有限公司 一种选区激光固化、熔化跃层扫描成形方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493228A (ja) * 1990-08-08 1992-03-26 Fujitsu Ltd 立体形状物の形成方法
WO1992020505A1 (en) * 1991-05-17 1992-11-26 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for making a three-dimensional object by stereolithography
JPH05329941A (ja) * 1992-05-29 1993-12-14 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 立体モデル造形装置
CN101309766A (zh) * 2005-11-15 2008-11-19 松下电工株式会社 制造三维物体的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493228A (ja) * 1990-08-08 1992-03-26 Fujitsu Ltd 立体形状物の形成方法
WO1992020505A1 (en) * 1991-05-17 1992-11-26 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for making a three-dimensional object by stereolithography
JPH05329941A (ja) * 1992-05-29 1993-12-14 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 立体モデル造形装置
CN101309766A (zh) * 2005-11-15 2008-11-19 松下电工株式会社 制造三维物体的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103213282A (zh) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103213282B (zh) 用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法
JP4346021B2 (ja) Ｖ−ｃａｄデータを用いたラピッドプロトタイピング方法と装置
CN103935035B (zh) 一种光源移动式面成型三维打印成型系统
CN101320207B (zh) 一种全息-离子束刻蚀制备光栅的方法
CN103692654B (zh) 立体打印技术制作三维周期结构超材料的方法
RU2010150897A (ru) Способ производства трехмерных объектов и применяющее его устройство
CN103434137B (zh) 一种基于快速成型技术的玩具制作方法
CN106994483B (zh) 一种汽车覆盖件拉延模具精确型面加工的方法
ATE528124T1 (de) Verfahren und system zur herstellung von ophthalmischen vorrichtungen mit stereolithographie und einer einzigen formoberfläche
CN105643921A (zh) 立体打印装置与立体打印方法
JP2020505252A (ja) 光硬化型三次元印刷方法及び装置
HRP20161741T1 (hr) Postupak oblikovanja unutarnjih i vanjskih dijelova vozila
CN105082535B (zh) 光控制装置及其制作方法、3d打印系统
US20130147096A1 (en) Imprinting Stamp And Nano-Imprinting Method Using The Same
JP2015133416A (ja) 電磁波吸収体及びその製造方法
CN109657290A (zh) 基于CATIA与Excel的心墙坝设计方法
CN108704993A (zh) 一种汽车覆盖件拉延模具研配压料面设计的方法
CN103258082A (zh) 用于面曝光快速成形系统的制作参数优化方法
CN102073768A (zh) 拱坝浇筑块自动出图装置及出图方法
RU2014123565A (ru) Проектирование детали, изготавливаемой из трехмерного тканого композитного материала
CN105798228B (zh) 砂模线成型铺敷方法
CN103235488B (zh) 用于面曝光快速成形系统的曝光能量均匀化方法
CN101673416B (zh) 一种划分内燃机活塞六面体网格的方法
CN108971437A (zh) 柴油机气缸体和气缸盖变型机的铸造砂芯制作方法
EP3418034B1 (en) Three-dimensional object forming device and method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210728

Address after: 721000 qianheqiao East, high tech Development Zone, Baoji City, Shaanxi Province (former yellow phosphorus plant)

Patentee after: Shaanxi Jinzhili Electronic Technology Co.,Ltd.

Address before: 710048 Shaanxi province Xi'an Beilin District Jinhua Road No. 19

Patentee before: XI'AN POLYTECHNIC University

TR01 Transfer of patent right