CN107121088A - 一种用于面曝光dlp3d打印的三维扫描方法和装置 - Google Patents

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张永志
刘富荣
陈继民
窦阳
樊婷
李沛然
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing

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Abstract

本发明公开了一种用于面曝光DLP3D打印的三维扫描方法和装置，特别涉及一种将待扫描物体进行翻模后通过减材的方法逆向建模的设计方案。主要目的在于：通过将翻模后的物体进行层层切除并进行拍照的方法获得每一层截面的图片，将截面图片传入到DLP中进行曝光成型，提高扫描精度，降低扫描成本。与现有扫描设备相比，该扫描方式只进行拍照操作，无需后期复杂的软件处理。操作简单，更适用与DLP技术。

Description

一种用于面曝光DLP3D打印的三维扫描方法和装置
技术领域
本发明是一种专用于面曝光光固化DLP(Digital Lighting Processing)设备的新型三维扫描方法和装置，特别涉及分层切片装置、扫描装置和数据处理、传输装置，有望减少数据冗余，提高扫描速率、精度，并且大大降低设备的成本。
背景技术
面曝光光固化立体成型技术(Digital light printing,DLP)是一种3D成型技术，采用数码影像投影，用紫外光替代投影仪中的普通光源，利用光敏树脂在紫外光照射下固化的原理进行成型。材料利用率高，成型速度快，无活动喷头，免去其他技术常见的阻塞和失准。目前，数据文件的获取主要通过三维软件设计和三维扫描仪扫描。前者的数据文件格式只有STL可以实现切片获得分层信息；后者基于光学三角测量原理，通过特有的算法获取点云数据的三坐标位置。然后对点云实体化，采用三角面片趋近，最后获得切片信息。
STL文件格式利用的是三角面片趋近原理，能够很好的解决线扫描工艺中扫描路径设计问题，但是三角面片的趋近不仅使数据大量冗余，而且大大降低了零件轮廓的尺寸精度，限制了其在高精度打印领域的应用。此外，扫描过程常常出现错误信息，需要后期对扫描数据文件进行修复，时间成本高。三维扫描对软件、硬件要求非常高，较好的扫描设备价格昂贵且对操作人员的技术水平要求高。DLP技术采用数码影像投影技术，既可以使用STL切片文件，也可以使用JPG、BMP等图片格式进行曝光。本发明使用的DLP成型设备为自主研发，能够将图片以PPT的形式进行连续曝光成型，大大缩短了数据处理和成型的时间。如果能够直接获得待扫描物体每层截面的图片信息，然后直接使用DLP曝光，这样就可以大大地避免数据冗余、精度低的问题，从而降低时间和成本。
本发明针对以上问题提出了一种新的专门用于面曝光DLP的扫描方式。该技术充分使用了逆向建模的思想，先对待扫描物体进行翻模，取出实体后用刮刀层层切片，在切片过程中用高精度相机进行拍照，获得每层的图片信息，然后将照片传递到DLP中进行曝光，如此反复进行，最终获得要打印的实体。
发明内容
本发明提出了一种专用于面曝光DLP的扫描技术，目的在于提高扫描精度、减少数据冗余，提高成型速度。
用于面曝光DLP 3D打印的扫描装置，其特征在于，包括切片装置、扫描装置和DLP的控制系统；切片装置包括升降部分和切片部分。升降部分上端用来固定样品，下端连接升降平台。切片部分包括刮刀与水平平移台，刮刀与水平平移台连接。扫描装置包括升降台以及固定在升降台上方的相机，相机焦平面位于扫描平面。相机和DLP的控制系统连接。
应用如所述扫描装置的方法，其特征在于，
将待扫描物体固定，使其上表面位于扫描平面。待扫描物体能够上下移动，当上表面被切除一个层厚之后能够上升一个层厚，进行下一层的切除。
切片装置位于扫描平面，切片装置包括升降部分和切片部分。升降部分上端用来固定样品，下端连接升降平台。切片部分包括刮刀与水平平移台，刮刀与水平平移台连接。切片装置能够在水平方向移动。当待扫描物体上升一个层厚之后，刮刀水平移动，将这一层材料去除。
相机焦平面位于扫描平面，即切除平面。相机与DLP设备的控制系统连接，能够将照片传输到DLP的曝光系统，把照片投影到成型平面上。
相机的焦平面、刮刀的切除平面和物体待切除平面位于同一平面内，将物体固定在升降台上，并升高至切除平面，使物体上端高出切除平面一个层厚的距离。刮刀移动切除一个平面，相机拍照并将照片传入DLP控制系统里。DLP将照片投影到成型平面上，树脂固化。如此反复直至形成实体。
进一步，将待扫描物体表面喷一层不同颜色的颜料，同时保持升降板的颜色与待扫描物体颜色不同，避免产生干扰。
与现有扫描技术和装置相比，该发明操作简单，容易实现。于此同时能够大大降低数据冗余，提高扫描精度，提高成型速度。专用于面曝光DLP技术，充分发挥其技术特点。
附图说明
图1：整体结构示意图，1：相机；2：刮刀；3：扫描平面；4：待扫描物体；5：升降平台；6：投影系统；7：成型平面；8：升降平台(DLP)；9：成型实体；10：数据传输控制系统
具体实施方式
将图中各部分组件如图进行连接，使相机的焦平面、刮刀的切除平面和物体待切除平面位于同一平面内，并保证系统的垂直度、水平度以及整体的稳定性。为了提高待拍照平面和物体其他部分的对比度，在物体表面喷一层不同颜色的颜料，同时也要保持升降板的颜色与物体颜色不同，避免产生干扰。
将物体固定在升降台上，并升高至切除平面，使物体上端高出切除平面一个层厚的距离。刮刀移动切除一个平面，相机拍照并将照片传入DLP控制系统里。DLP将照片投影到成型平面上，树脂固化。如此反复直至形成实体。

Claims (3)

1.用于面曝光DLP 3D打印的扫描装置，其特征在于，包括切片装置、扫描装置和DLP的控制系统；切片装置包括升降部分和切片部分。升降部分上端用来固定样品，下端连接升降平台。切片部分包括刮刀与水平平移台，刮刀与水平平移台连接。扫描装置包括升降台以及固定在升降台上方的相机，相机焦平面位于扫描平面。相机和DLP的控制系统连接。
2.应用如权利要求1所述扫描装置的方法，其特征在于，
将待扫描物体固定，使其上表面位于扫描平面。待扫描物体能够上下移动，当上表面被切除一个层厚之后能够上升一个层厚，进行下一层的切除。
切片装置位于扫描平面，切片装置包括升降部分和切片部分。升降部分上端用来固定样品，下端连接升降平台。切片部分包括刮刀与水平平移台，刮刀与水平平移台连接。切片装置能够在水平方向移动。当待扫描物体上升一个层厚之后，刮刀水平移动，将这一层材料去除。
相机焦平面位于扫描平面，即切除平面。相机与DLP设备的控制系统连接，能够将照片传输到DLP的曝光系统，把照片投影到成型平面上。
相机的焦平面、刮刀的切除平面和物体待切除平面位于同一平面内，将物体固定在升降台上，并升高至切除平面，使物体上端高出切除平面一个层厚的距离。刮刀移动切除一个平面，相机拍照并将照片传入DLP控制系统里。DLP将照片投影到成型平面上，树脂固化。如此反复直至形成实体。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，
将待扫描物体表面喷一层不同颜色的颜料，同时保持升降板的颜色与待扫描物体颜色不同，避免产生干扰。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019148998A1 (zh) * 2018-02-05 2019-08-08 中山新诺科技股份有限公司 一种dmd扫描成像的3d成型装置及方法
CN111516263A (zh) * 2020-07-06 2020-08-11 苏州博理新材料科技有限公司 用于dlp型3d打印机的高效打印方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104890242A (zh) * 2015-06-05 2015-09-09 陈继民 涂覆式光固化3d打印机及其打印方法
CN105172146A (zh) * 2015-10-10 2015-12-23 中国石油大学(华东) 一种应用于高粘度树脂的面成型3d打印装置及方法
CN105216318A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 北京工业大学 3d立体复印机
CN205238580U (zh) * 2015-12-01 2016-05-18 西安科技大学 一种基于dlp投影技术的面曝光3d打印拼接成形系统
CN105946237A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 西安科技大学 一种用于制备三维光弹性模型的紫外面曝光快速成型装置
US20160288439A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Zero Gravity Inside Inc. System and method for reproducing molded insole
CN106042388A (zh) * 2016-07-25 2016-10-26 东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心 3d打印装置及其系统控制方法与其工作方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160288439A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Zero Gravity Inside Inc. System and method for reproducing molded insole
CN104890242A (zh) * 2015-06-05 2015-09-09 陈继民 涂覆式光固化3d打印机及其打印方法
CN105172146A (zh) * 2015-10-10 2015-12-23 中国石油大学(华东) 一种应用于高粘度树脂的面成型3d打印装置及方法
CN105216318A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 北京工业大学 3d立体复印机
CN205238580U (zh) * 2015-12-01 2016-05-18 西安科技大学 一种基于dlp投影技术的面曝光3d打印拼接成形系统
CN105946237A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 西安科技大学 一种用于制备三维光弹性模型的紫外面曝光快速成型装置
CN106042388A (zh) * 2016-07-25 2016-10-26 东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心 3d打印装置及其系统控制方法与其工作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李东方等: "光固化快速成型技术的进展及应用", 《北京工业大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019148998A1 (zh) * 2018-02-05 2019-08-08 中山新诺科技股份有限公司 一种dmd扫描成像的3d成型装置及方法
CN111516263A (zh) * 2020-07-06 2020-08-11 苏州博理新材料科技有限公司 用于dlp型3d打印机的高效打印方法

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