CN105881916A - 一种基于大版面的3d快捷成型拼接方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大版面的3D快捷成型拼接方法及装置,应用于3D打印,在DLP设备的两轴运动控制平台上设置基于同一台控制器的至少两台DLP数字光投影设备,在成型工件时,将工件整体图片切分成对应DLP数字光投影设备的位置对应及数量对应的图片,然后分别输出到对应的DLP数字光投影设备进行工件的成型;其可同时输出成倍于传统模式的出图打印,扩大打印幅面、速度、及精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印技术,尤其涉及一种基于大版面的3D快捷成型拼接方法及装置。
背景技术
3D快速成型技术(3D打印)为当今最前沿的科技,在长期从事3D打印研发生产的工作中,3D打印包括:SLA、DLP、SLS、SLM等等。其中SLA为激光扫描成型,效率相对低;SLS为激光烧结成型;SLM为激光熔化成型;DLP为整面曝光成型,速度快效率高。
针对DLP投影面曝光技术进行研究,市面上国内国外由于DLP成本低,速度快,所以由DLP成像原理而应运而生的3D打印技术及设备得到大力推广应用,如在:1.珠宝的精密首版制作;2.人物造型;3.工程建筑;4.汽车模型;5.医学应用;6.国防模型应用;7.白色电器首版应用等等,前景广阔,但是由于DLP为数字光学,形成的图案尺寸为16:9长方形构造。以1920-1080P为例,如要制作96X54的面积,那么分辨率像素为50um,96÷1920=50um,54÷1080=50um,我们也开发了相应技术增加像素密度,可增加为2倍即25um,3倍16.6um,4倍12.5um,5倍10um,但是均在同一面积内更精细,即使人为拉长焦距,如150mmX84mm面积,但是像素变大图像模糊,兼因DLP为16:9图像格式,所以无法在相同工作时间内提高效率,增加打印尺寸及面积,受到了严重的局限,兼因应用广阔,所以如何增加打印面积,提高打印速度,便成为DLP投影面曝光3D打印的一个重要课题。
基于生产需要/市场需求,迫切需要发明一种可以增加打印加工面积的方法与结构及控制系统。即采用多DLP投影叠加的方式,实现增加1倍、2倍、3倍、4倍甚至更多,在同一时间内可同时输出成倍于传统模式的出图打印。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是,提供一种基于大版面的3D快捷成型拼接方法及装置,其可增大打印加工面积。
为解决上述技术问题,本发明提供一种基于大版面的3D快捷成型拼接装置, 包括控制器、两轴运动控制平台、垂直升降平台、斜拉式剥离装置、温度控制器,还包括:与同一台控制器联接的至少两台DLP数字光投影设备,所述DLP数字光投影设备均固定在所述两轴运动控制平台上。
所述控制器包括有:PC主机或嵌入式微控制器、显示器,其具备多路数字图形输出接口,通过数字图形输出接口与所有的所述DLP数字光投影设备联接。
所述数字图形输出接口为HDMI或DVI。
所述控制器包括有电机控制接口,所述两轴运动控制平台,包括起控制作用的两路伺服电机或同步电机,其通过电机控制线与所述控制器的电机控制接口联接。
所述控制器包括有电机控制接口,所述的垂直升降平台,包括起控制作用的一路伺服电机,该伺服电机的电机控制线与所述控制器中的电机控制接口相连。
所述控制器包括有电机控制接口,所述的斜拉式剥离装置,包括起控制作用的一路伺服电机控制,其通过电机控制线与控制器中的电机控制接口相连。
所述DLP数字光投影设备与所述两轴运动控制平台之间还设置有调节支架。
一种基于大版面的3D快捷成型拼接方法,在DLP设备的两轴运动控制平台上设置基于同一台控制器的至少两台DLP数字光投影设备,在成型工件时,将工件整体图片切分成对应DLP数字光投影设备的位置对应及数量对应的图片,然后分别输出到对应的DLP数字光投影设备进行工件的成型。
所述工件整体图片为工件立体图形经过数据切片后的平面图片,在数据切片还对图形进行了数据偏移补偿处理。
在所述分别输出到对应的DLP数字光投影设备进行工件的成型之前,还对图片进行按阵列切分为更小的整列单元图片,工件成型过程中,各DLP数字光投影设备按该整列单元顺序进行输出成型,在输出到对应的DLP数字光投影设备前还对图片进行畸形校正处理。
本发明的有益效果是:一种基于大版面的3D快捷成型拼接方法及装置,在DLP设备的两轴运动控制平台上设置基于同一台控制器的至少两台DLP数字光投影设备,在成型工件时,将工件整体图片切分成对应DLP数字光投影设备的位置对应及数量对应的图片,然后分别输出到对应的DLP数字光投影设备进行工件的成型;其可同时输出成倍于传统模式的出图打印,扩大打印幅面、速度、及精度。
附图说明
图1为本发明一种实施例电气部分的结构示意图;
图2为本发明一种实施的系统总体流程图;
图3为本发明两投影设备的实施例的局部结构示意图;
图4为图3另一角度的结构示意图;
图5为本发明四投影设备的实施例的局部结构示意图;
图6为图5另一角度的结构示意图;
图7为图5方案工件结构形成示意图;
图8为本发明图像投放过程控制流程图;
图9为本发明装置向下打印实施方式的整体结构示意图;
图10为本发明装置向上打印实施方式的整体结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种基于大版面的3D快捷成型拼接方法,参照图1图2、及图8所示,在DLP设备的两轴运动控制平台2上设置基于同一台控制器1的至少两台DLP数字光投影设备7,在成型工件时,将工件整体图片切分成对应DLP数字光投影设备7的位置对应及数量对应的图片,然后分别输出到对应的DLP数字光投影设备7进行工件的成型。
所述工件整体图片为工件立体图形经过数据切片后的平面图片,在数据切片还对图形进行了数据偏移补偿处理。
在所述分别输出到对应的DLP数字光投影设备7进行工件的成型之前,还对图片进行按阵列切分为更小的整列单元图片,工件成型过程中,各DLP数字光投影设备7按该整列单元顺序进行输出成型,在输出到对应的DLP数字光投影设备7前还对图片进行畸形校正处理。
结合附图进一步说明,实现方法与结构及控制系统如下描述:
如图1所示:一种基于DLP增大版面的数字光投影3D快速成型拼接装置,系统结构,其电气结构部分包括一台控制器1、多个DLP数字光投影设备7、两轴运动控制平台2、垂直升降平台3、斜拉式剥离装置4、温度控制器6。
实施时,所描述的控制器1主要由PC主机或嵌入式微控制器、显示器组成,其具备多路数字图形输出接口,可同时接多路DLP数字光投影设备7。
实施时,所描述的多个DLP数字光投影设备7,每台DLP数字光投影设备7都通过1个HDMI或DVI等数字图形接口与控制器1相连。
实施时,所描述的两轴运动控制平台2,主要由2路伺服电机或同步电机控制,通过电机控制线与控制器1中的电机控制接口相连。
实施时,所描述的垂直升降平台,由1路伺服电机控制,通过电机控制线与控制器中1的电机控制接口相连。
实施时,所描述的斜拉式剥离装置,由1路伺服电机控制,通过电机控制线与控制器1中的电机控制接口相连。
实施时,所描述的温度控制器,独立控制。
系统控制流程:如图2所示,控制原理:以图3、图4的 采用2个DLP数字光投影设备7为例,开发一套上位机软件。首先将96X108的图,以CAD及各种绘图方式形成的图,以STL、SLC格式切成薄片,将每一层的图档形成路径,并以96X54的面积图档同一时间送至两台DLP投影系统。此时,DLP投影系统会同时分别投放两张切好的96X54的图片,并以初始调整好的拼图尺寸对应,投放至物料工件台面,形成一张原始的96X108图像。由于是UV光源,所以受到照射的光敏树脂,会快速固化,形成一层96X108的图案,层层堆积而形成三维立体造型工件。同理可增加到如150(长)X168(宽)X200(高)、576(长)X648(宽)X580(高)等等面积,高度可调节。当然本例以2个DLP投影为例以说明描述实现过程,不成为对本发明的限定。
系统总体流程图中所示的图片阵列形式投放过程的方法描述如下:
本权利以图5、图6的采用4个DLP数字光投影设备7为例,结构形成如图7所示,将一张较大版面的图分为①②③④四张图,分别对应4台DLP设备(DLP数字光投影设备7),通过图像拼接的机械结构将4路DLP数字光投影设备7所投放的图像拼接在一起。如图中①象限所示,每张图双可以按2*2的阵列分为1、2、3、4位置的像素点所组成的四张图,结合两轴运动控制平台,依次将图中的1、2、3、4位置对应的像素点取出,组成一张更小像素的图片,投放到对应的DLP数字光投影设备7中,实现图像的阵列拼接。从而即提高了DLP投影的版面,又保证了其精度。当然本例以4个DLP数字光投影设备7为例以说明描述实现过程,不成为对本发明的限定。图像投放过程控制流程,可参照图8所示。
打印方式描述如下:
如图9、图10所示两个实施例,通过改变DLP数字光投影设备7结构摆放形式,实现向上或向下打印工作。通过增加多个DLP数字光投影设备7系统拼接,完成大面积大体积工作打印,打印高度不受限定。图9所示为向上打印方式,图10所示为向下打印方式。
实验证明:本发明方法与结构控制系统切实可行,在以往同样的工作时间内,成倍的提高了生产效率,推动了生产力,扩大了打印面积,同理可进行更多台DLP拼接,本发明不一一描述。本发明为智能制造,工业4.0提供了可行的方案,使DLP投影3D打印技术得到了提高与广阔发展空间。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于大版面的3D快捷成型拼接装置, 包括控制器(1)、两轴运动控制平台(2)、垂直升降平台(3)、斜拉式剥离装置(4)、温度控制器(6),其特征在于还包括:与同一台控制器(1)联接的至少两台DLP数字光投影设备(7),所述DLP数字光投影设备(7)均固定在所述两轴运动控制平台(2)上。
2.如权利要求1所述的基于大版面的3D快捷成型拼接装置,其特征在于,所述控制器(1)包括有:PC主机或嵌入式微控制器、显示器,其具备多路数字图形输出接口,通过数字图形输出接口与所有的所述DLP数字光投影设备(7)联接。
3.如权利要求1所述的基于大版面的3D快捷成型拼接装置,其特征在于,所述数字图形输出接口为HDMI、DVI或VGA。
4.如权利要求1所述的基于大版面的3D快捷成型拼接装置,其特征在于,所述控制器(1)包括有电机控制接口,所述两轴运动控制平台(2),包括起控制作用的两路伺服电机或同步电机,其通过电机控制线与所述控制器(1)的电机控制接口联接。
5.如权利要求1所述的基于大版面的3D快捷成型拼接装置,其特征在于,所述控制器(1)包括有电机控制接口,所述的垂直升降平台,包括起控制作用的一路伺服电机,该伺服电机的电机控制线与所述控制器(1)中的电机控制接口相连。
6.如权利要求1所述的基于大版面的3D快捷成型拼接装置,其特征在于,所述控制器(1)包括有电机控制接口,所述的斜拉式剥离装置,包括起控制作用的一路伺服电机控制,其通过电机控制线与控制器(1)中的电机控制接口相连。
7.如权利要求1所述的基于大版面的3D快捷成型拼接装置,其特征在于,所述DLP数字光投影设备(7)与所述两轴运动控制平台(2)之间还设置有调节支架(9)。
8.一种基于大版面的3D快捷成型拼接方法,其特征在于,在DLP设备的两轴运动控制平台(2)上设置基于同一台控制器(1)的至少两台DLP数字光投影设备(7),在成型工件时,将工件整体图片切分成对应DLP数字光投影设备(7)的位置对应及数量对应的图片,然后分别输出到对应的DLP数字光投影设备(7)进行工件的成型。
9.如权利要求8所述的基于大版面的3D快捷成型拼接方法,其特征在于,所述工件整体图片为工件立体图形经过数据切片后的平面图片,在数据切片还对图形进行了数据偏移补偿处理。
10.如权利要求8所述的基于大版面的3D快捷成型拼接方法,其特征在于,在所述分别输出到对应的DLP数字光投影设备(7)进行工件的成型之前,还对图片进行按阵列切分为更小的整列单元图片,工件成型过程中,各DLP数字光投影设备(7)按该整列单元顺序进行输出成型,在输出到对应的DLP数字光投影设备(7)前还对图片进行畸形校正处理。
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