CN106064476B - 一种基于3d打印机的调整装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于3D打印机的调整装置及方法，该装置包括：照明模块，用于提供光源和调整光源；投影模块，用于将投影面分成若干个小区域，以及把每个小区域分别投影到打印面上；功率探测模块，用于测试其所述小区域投影到打印面上后对应的功率值，计算得出3D打印机打印面的功率均匀性；如果打印面的功率均匀性不符合预定要求，则调整所述照明模块。该方法包括,打开光源，通过可编程图形发生器把投影面分成若干个等面积的小区域，再把每个小区域分别投影到打印面上，测试其对应的功率值，计算得出3D打印机打印面的功率均匀性。本发明有效改善了打印面图形的质量，提高了打印面图形的线宽一致性。

Description

一种基于3D打印机的调整装置及方法
技术领域
本发明涉及3D打印机的调试技术领域，具体为一种基于3D打印机的调整装置及方法。
背景技术
对于3D打印制造领域，尤其是在打印高精度的实体过程中，打印面图形的质量，尤其是整个打印面图形的线宽的一致性非常重要。
目前比较主流的3D打印技术分为熔融层积成型技术、立体平版印刷技术、选择性激光烧结技术、数字光处理技术等。数字光处理技术3D打印机与其它类型的3D打印机相比，有以下独特的技术优势：
(1)利用3D打印机出厂时配备的软件，可以自动生成支撑结构并打印出完美的3D实体；
(2)打印实体的精度高，X轴和Y轴精度主要由投影镜头分辨率决定，一般可以达到0.05mm，而Z轴精度主要由电机的精度决定，一般可以达到0.02mm；
(3)打印实体的光洁度高，由于打印材料为特殊的液态光敏树脂，这种材料经过光固化后光洁度非常高，基本上不用后期处理；
发明内容
本发明的目的在于，解决现有3D打印机调整打印面功率均匀性时存在的上述问题。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于3D打印机的调整装置，该装置包括：
照明模块，用于提供光源和调整光源；
投影模块，用于将投影面分成若干个小区域，以及把每个小区域分别投影到打印面上；
功率探测模块，用于测试其所述小区域投影到打印面上后对应的功率值，计算得出3D打印机打印面的功率均匀性；如果打印面的功率均匀性不符合预定要求，则调整所述照明模块；
所述投影模块包括可编程的图形发生器(6)，通过所述可编程图形发生器把投影面分成若干个等面积的小区域，再把每个小区域分别投影到打印面上。
优选的，光源为LED或者激光器。
优选的，微透镜阵列用于均匀化光束。
优选的，反光镜可以平移和俯仰调整。
优选的，RTIR棱镜用于转折光路。
优选的，可编程的图形发生器为空间微反射镜阵列。
另一方面，本发明提供了一种基于3D打印机的调整方法，应用于基于3D打印机的调整装置中，包含以下步骤：
打开光源；
通过可编程的图形发生器把投影面分为等面积的x*y个区域，再把每个小区域分别投影到打印面上；
记录每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值；
根据每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值计算得到打印面的功率均匀性，判断其是否符合指标；如果功率均匀性不符合指标，则平移或者俯仰调整反光镜，直到打印面的功率均匀性符合指标。
本发明提供的一种基于3D打印机的调整装置及方法，改善了打印面图形的质量，提高了打印面图形的线宽一致性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于3D打印机的调整装置的模型图；
图2为本发明实施例提供的基于3D打印机的调整装置的为透镜阵列平面图；
图3为本发明实施例提供的基于3D打印机的调整装置的可编程图形发生器的平面；
图4为本发明实施例提供的基于3D打印机的调整装置的方法的流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
图1为本发明实施例提供的基于3D打印机的调整装置的模型图。如图1所示，该装置包括：照明模块、投影模块和功率探测模块；其中，照明模块包括光源1、微透镜阵列2、光学透镜组4、RTIR棱镜5和一个反光镜3；投影模块包括有可编程的图形发生器6和投影镜头7；功率探测模块包括功率探头8和功率显示器9；反光镜3倾斜设置在光源1以及微透镜阵列2的后方光路上，反光镜3的反射光路上依次设置光学透镜组4、RTIR棱镜5和图形发生器6，图形发生器6的后方依次设置投影镜头7、功率探头8，功率探头8的信号输出端与功率显示器9连接。
光源1可以为LED或者激光器，透镜阵列2用于均匀化光束，反光镜3可以平移和俯仰调整，RTIR棱镜5用于转折光路，可编程的图形发生器6为空间微反射镜阵列。
照明模块用于提供光源和调整光源；投影模块通过图形发生器6将投影面分成若干个小区域，以及把每个小区域分别投影到打印面上；功率探测模块用于测试其所述小区域投影到打印面上后对应的功率值，计算得出3D打印机打印面的功率均匀性；如果打印面的功率均匀性不符合预定要求，则调整所述照明模块。
本发明实施例提供的一种基于3D打印机的调整装置能够改善打印面图形的质量，并提高打印面图形的线宽一致性。
图2为本发明实施例提供的基于3D打印机的调整装置的为透镜阵列平面图。在图中，微透镜阵列2的材料为光学玻璃，光学玻璃牌号为B270；所述微透镜阵列由横向的15个微透镜以及纵向的19个微透镜组成，微透镜为球面透镜，其曲率半径为2.8mm，厚度为7.8mm，长度为1.4mm，宽度为1mm，其作用是协同光学透镜组4一起调整光源1发出的光束并在可编程的图形发生器6上投影15.4mmx11mm的均匀矩形光斑。
图3为本发明实施例提供的基于3D打印机的调整装置的可编程图形发生器的平面。可编程的图形发生器6为空间微反射镜阵列，所述空间微反射镜阵列横向有1920个像素，纵向有1080个像素，每个微反射镜大小为7.6um，把它分为等面积的3x3个小区域61，每个小区域61横向有640个像素，纵向有360个像素，在每个小区域依次投影白图61，其中投影白图61为测试区域。
图4为本发明实施例提供的基于3D打印机的调整装置的方法的流程图。如图4和图3所示，该方法包括步骤101-104：
步骤101：打开光源1；
步骤102：通过可编程的图形发生器6把投影面分为等面积的x*y个区域61，分别在可编程的图形发生器6的每个小区域投影白图61，白图即为测试图形；
步骤103：记录每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值；
分别记录每个测试图形对应的功率值记为W1，W2，W3，……Wn，其中，功率的最大值记为Wmax，功率的最小值记为Wmin，打印面的功率均匀性U即为1-(Wmax-Wmin)/(Wmax+Wmin)。
步骤104：根据每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值计算得到打印面的功率均匀性，判断其是否符合指标；如果功率均匀性不符合指标，则平移或者俯仰调整反光镜(3)。
如果打印面的功率均匀性不符合指标(经验值为小于5％)，重复步骤101-104，直到打印面的功率均匀性符合指标。
本发明实施例提供的一种基于3D打印机的调整装置及方法，改善了打印面图形的质量，并提高了打印面图形的线宽一致性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于3D打印机的调整装置，其特征在于，该装置包括:
照明模块，用于提供光源和调整光源；
投影模块，用于将投影面分成若干个小区域，以及把每个小区域分别投影到打印面上；
功率探测模块，用于测试其所述小区域投影到打印面上后对应的功率值，计算得出3D打印机打印面的功率均匀性；如果打印面的功率均匀性不符合预定要求，则调整所述照明模块；
所述投影模块包括可编程的图形发生器(6)，通过所述可编程图形发生器把投影面分成若干个等面积的小区域，再把每个小区域分别投影到打印面上；
所述照明模块包括，光源(1)、微透镜阵列(2)、光学透镜组(4)、RTIR棱镜(5)和反光镜(3)；所述反光镜(3)倾斜设置在所述光源(1)以及微透镜阵列(2)的后方光路上，反光镜(3)的反射光路上依次设置光学透镜组(4)和RTIR棱镜(5)；所述微透镜阵列(2)用于均匀化光束；
所述投影模块还包括，投影镜头(7)；在所述照明模块反光镜(3)的反射光路所述RTIR棱镜(5)后方依次设置图形发生器(6)和投影镜头(7)；
其中，记录每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值包括：分别记录所述每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值记为W1，W2，W3，……Wn，功率的最大值记为Wmax，功率的最小值记为Wmin，所述打印面的功率均匀性U即为1-(Wmax-Wmin)/(Wmax+Wmin)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率探测模块包括，功率探头(8)和功率显示器(9)，所述功率探头(8)设置在所述投影镜头(7)的后方，功率探头(8)的信号输出端与功率显示器(9)连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源(1)为LED或者激光器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反光镜(3)可以平移和俯仰调整。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RTIR棱镜(5)用于转折光路。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可编程的图形发生器(6)为空间微反射镜阵列。
7.一种基于3D打印机的调整方法，应用于如权利要求1所述的调整装置中，其特征在于，包含以下步骤：
打开光源(1)；
通过可编程的图形发生器(6)把投影面分为等面积的x*y个区域，再把每个小区域分别投影到打印面上；
记录每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值；
根据每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值计算得到打印面的功率均匀性，判断其是否符合指标；如果功率均匀性不符合指标，则平移或者俯仰调整反光镜(3)，直到打印面的功率均匀性符合指标；
其中，所述记录每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值的步骤包括：分别记录所述每个小区域分别投影到打印面上后对应的功率值记为W1，W2，W3，……Wn，功率的最大值记为Wmax，功率的最小值记为Wmin，所述打印面的功率均匀性U即为1-(Wmax-Wmin)/(Wmax+Wmin)。
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