CN108381910B

CN108381910B - 基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造方法和装置

Info

Publication number: CN108381910B
Application number: CN201810135012.3A
Authority: CN
Inventors: 张承瑞; 李仕浩; 王鹏; 胡天亮; 潘鹏鹏
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: CN108381910A

Abstract

本发明公开了一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造方法和装置，所述方法和装置基于加工文件，所述加工文件生成方法为：根据已有理论或试验确定成形基座的运动速度和辐照度之间的关系；基于模型数据确定模型每层切片对应的运动速度；通过试验获取掩膜图像灰度和辐照度之间的关系；根据所述运动速度和辐照度之间的关系、每层切片对应的运动速度，以及掩膜图像灰度和辐照度之间的关系，得到每层切片加工时所需预加灰度值和曝光时间；根据每层切片加工时的成形基座运动速度、预加灰度值和曝光时间，生成模型加工文件。本发明基于掩膜图像灰度处理实现光强的改变，以解决树脂流动和树脂固化性能之间的矛盾，在保证精度的情况下，最大的保证了加工效率。

Description

基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造方法和装置

技术领域

本发明属于增材制造和3D打印技术领域，具体涉及一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造方法和装置。

背景技术

基于层层累加的MIP-SLA面曝光打印技术存在两个重要缺陷，建造速率和建造的工件不具有各向同性。针对MIP-SLA面曝光成形工艺，同一建造零件的层厚和零件垂直分辨率之间的存在着矛盾，层被切得越薄，台阶效应就越小，表面质量越高，但加工时间大大增加。MIP-SLA面曝光成形的工件在Z轴方向，是通过树脂的不完全固化层层粘结的，不良的胶合导致其Z轴机械性能远远低于XY平面。

在2015年3月，John R.Tumbleston等人，在Science期刊发表的文章中提出了一种连续液面建造技术(CLIP)，该技术利用光敏树脂的氧阻聚效应，在树脂槽底部形成不固化液态死区，从而实现连续的光固化，完美的解决了上面提出的层层累积的传统MIP-SLA面曝光成形中的两个问题。该技术可以说是MIP-SLA面曝光成形技术的延伸与变种。

在连续液面制造技术(CLIP)中树脂的填充是通过由于氧阻效应在透气半透性薄膜和已固化工件之间形成的液态死区来实现树脂的填充。因此，该技术加工大横截面面积工件的速度严格受到树脂填充速度的受到限制，而在加工横截面积比较小的零件，树脂的固化速率是限制速度的主要因素。从上面的分析可以看出，在加工同一工件的过程中不同的区域对速度要求是不一样的，对于横截面积较大的区域可以利用较小的速度，而横截面面积较小的区域可以利用较大的速度。

中国专利文件(申请号201480008364)公开了连续液体中间相打印装置与设备，里面对连续液面打印的所需装置和方法进行了详细的阐述。但是在这篇论文中大多是实施例都是基于某一速度匀速提升的。

基于上面的分析可以看出，在打印过程中，成形基座以恒定的速度向上抬起实际上是以所有区域中最小速度决定的，如果整个打印过程都是以这个最小速度进行提升，会浪费大量时间。如何根据待打印件的模型特征来确定不同区域不同的打印速度；并且在不同的速度下，所需要的投影机光强是不同的，成形基座向上的爬升速度和所需的光强之间的关系如何确定。如何对光强进行调节，在中国专利文件(申请号201480008364)是通过PWM(脉冲宽度调制)来调节电流从而达到对光强的调节的目的，这里增加的额外的硬件投影机成本，并且不能达到电流实时调节的目的。

综上所述，树脂的流动性能和固化性能，共同影响某层零件抬升速度。如何确定加工件每一层切片的加工速度，在保证精度的情况下，如何对得到的速度进行规划，如何确定抬升速度和光强之间关系，并提出一套有效的光强调节方案，对该工艺的推广和产业化很有必要。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造方法和装置，并且提供了所述方法和装置所需要的加工文件生成方法，根据模型信息得到零件的加工速度，并基于掩膜图像灰度处理实现光强的改变，以解决树脂流动和树脂固化性能之间的矛盾，在保证精度的情况下，最大的保证了加工效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，包括以下步骤：

根据已有理论或试验确定成形基座的运动速度和辐照度之间的关系；

基于模型数据确定模型每层切片对应的运动速度并对速度进行规划；

通过试验获取掩膜图像灰度和辐照度之间的关系；

根据所述运动速度和辐照度之间的关系、每层切片对应的运动速度，以及掩膜图像灰度和辐照度之间的关系，得到每层切片加工时掩膜图像所需预加灰度值和曝光时间；

根据每层切片加工时的成形基座运动速度、预加灰度值和曝光时间，生成模型加工文件。

进一步地，生成的加工文件可以是以文件的形式存在，如包含加工参数的txt文件，或者dat文件等形式，也可以是对模型进行预处理后，得到的一组直接存储于计算机内存的用于后续加工的参数。

进一步地，根据试验确定成形基座的运动速度和辐照度之间的关系的方法为：

通过试验确定不同运动速度下实现树脂最佳固化精度所需的光辐照度，得到运动速度和辐照度之间的函数关系。

进一步地，所述基于模型数据确定模型每层切片对应的运动速度的方法为：

通过试验标定速度与所能填充的最大面积/直径的关系；

基于模型数据确定每层切片中的最大轮廓；

根据运动速度和所能填充最大轮廓面积/直径的关系，结合所建造部件的复杂程度，确定各层对应的运动速度。

进一步地，所述确定速度和所能填充的最大面积/直径的试验方法为：

设计包含一系列的直径梯度的标定测试件，由最小的速度开始，逐步增加速度，每次将投影机光强调整到前面测定的该速度对应的光辐照度值；

根据打印出的标定的情况，确定该速度下没有由于流动性造成缺陷的最大面积/直径，从而得到该速度下树脂能充分填充的最大面积或者直径。

进一步地，所述速度规划包括：根据启发式算法、通过排列组合或最小面积差算法得到最优速度规划方案。

进一步地，掩膜图像灰度和辐照度之间的关系的确定方法为：

将投影机的光辐照度调整到打印过程中所需的最大值；

从最大的灰度值开始递减，并采用紫外辐照计测量不同灰度值对应的光辐照度值，拟合得到二者的函数关系。

根据本发明的第二目的，本发明还提供了一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置，包括：上位机、控制器、线性滑台、成形基座、投影机和电机；其中，上位机连接控制器和投影机，控制器控制投影机和电机；电机和线性滑台通过联轴器直接相连，根据控制指令驱动丝杠运动从而带动成形基座上下运动；在零件加工过程中，所述控制指令是上位机基于上文所述的加工文件生成的。

进一步地，还包括水平桌面和双层树脂盘；双层树脂盘设于所述水平桌面上，上层是盛放树脂的树脂槽，下层是密闭的氧气室；两者通过高透氧性和高透UV光的半透性元件进行连通。

进一步地，还包括供氧装置，向树脂盘下层氧气室通入氧气，保持微正压环境。

根据本发明的第三目的，本发明还提供了一种基于所述装置的连续液面制造方法，包括以下步骤：

(1)加载包括成形基座运动速度、预加灰度值和曝光时间的加工文件，零件成形基座回零，开始加工；

(2)按顺序加载切片掩膜图像，根据所述加工文件对当前层切片掩膜图像的灰度值进行调节；判断当前层切片对应的运动速度是否与上一层相同，若相同，保持速度不变，若不同，改变该层速度；

(3)根据所述加工文件中的曝光时间投影当前层切片掩膜图像；

(4)判断是否达到最后一层掩膜图像，若是，结束打印，否则，返回步骤(2)。

进一步地，执行所述步骤(1)之前，还包括以下准备步骤：

将氧气调整到设定压力，供氧气到树脂盘下层一段时间，排净树脂盘下部的空气；

将投影的光辐照度调整到打印过程中所需的最大光强值。

进一步地，所述步骤(1)中成形基座回零方法为：成形基座向上运动碰到限位开关，停止运动，然后在向下运动指定的距离，直至紧贴半透性元件。

本发明的有益效果

1、本发明提供了一种解决树脂流动和树脂固化性能之间的矛盾基于掩膜图像灰度处理的变速方案，能最大程度的利用树脂的流动性能和固化性能来实现最大的加工效率。

2、本发明提出了一种标定成形基座的提升速度和光辐照度关系的方法，使加工件在不同速度下都能达到最佳固化效果，保证尺寸精度。

3、为了兼顾Z轴方向的加工精度，本发明提出了一种速度规划算法，能最大程度兼顾效率和精度的问题。

4、基于辐照度和掩膜图像灰度的关系，本发明在软件层面上通过对掩膜图像灰度处理实现光强的改变，相比于传统的PWM控制电流来控制光强，一方面能实时改变掩膜图像的灰度，另一方面不用额外定制投影机，大大降低设备成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造加工文件生成方法的流程图；

图2是本发明实施例一种单位面积上树脂固化能量模型示意图；

图3是本发明实施例一种标定成形基座爬升速度和辐照度的标准测试件的工程图；

图4是本发明实施例一种标定的速度和辐照度的关系曲线；

图5是本发明实施例一种树脂填充半径和成形基座爬升速度的标准测试件的工程图；

图6是本发明实施例一种已标定的树脂在不同速度下对应不同最大的填充面积(直径)；

图7是本发明实施例基于排列组合的面积差法的速度规划算法规划前后的速度比较示意图；

图8是本发明实施一种灰度和辐照度的关系；

图9是本发明实施例一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置示意图；

图10是本发明实施例的实施过程中具体工艺流程图。

图中，1——上位机；2——控制器、3——线性滑台、4——双层的树脂盘、5——电机、6——横梁、7——成形基座、8——待加工零件、9——供氧装置、10——氧气减压阀、11——电磁控制阀、12——DLP投影机、13——水平桌面、14——限位开关、15——液态死区。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本说明书中所提到的“速度”不作特殊说明指的是“零件成形基座上升的速度”。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例公开了一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造加工文件生成方法，如附图1所示，包括以下步骤：

步骤1)确定成形基座爬升速度和辐照度之间的关系；

所述确定成形基座爬升速度和辐照度关系可以通过现有的理论近似得到树脂基座的爬升速度和辐照度之间的关系；或者通过试验进行测定来得到二者之间的关系。

理论推导：为了更直观了解各变量关系，如附图2所示。

辐照度(E_k)是指单位面积上投射的辐射通量，其单位也是瓦特每平方米[W/m²]。

如附图2所示，成形基座的爬升速度为ν_climb，辐照度为E_k为，对单位时间内，单位面积上的树脂进行分析，其体积

V_resin＝ν_climb×1×1＝ν_climb

如果建造基座的速度ν_climb提升n倍，那么树脂的固化量为：

V”_resin＝N×ν_climb＝N×V_resin

假设Vresin树脂固化的能量是Ev，那么速度提升n倍后，所需能量也需要提升至n倍

E”_v＝N×E_v

基于以上的分析可知，速度提升的倍数，等于所需能量增加的倍数，最终等于光辐照度增大的倍数：

E”_k＝N×E_k

试验测定的方法为：由于不同的固化程度对光敏树脂的固化精度有不同的影响，光强太弱，固化不足，造成加工件的尺寸偏小，光强过大，周围树脂产生固化，造成加工件尺寸偏大。所以，可以通过试验测定方式得到不同速度对应的所需辐照度值。设计一个标准件(圆形和方形直径或边长等于5，一般树脂流动性不会造成加工缺陷，正方形和圆形分别测量得到其得到精度)，如附图3所示，根据其最佳固化尺寸，来确定树脂在某一速度下所需的辐照度的大小，然后形成一个表格或者通过曲线进行拟合。得到如图一个成形基座提升速度和所需光强之间关系的曲线，如附图4所示。

步骤2)对模型进行分析，根据模型信息确定模型中每层切片的基座爬升速度。

在步骤2中对模型进行分析，包括下面具体的步骤：

步骤2.1)标定不同速度下所能填充的最大轮廓面积或者直径。对于最大轮廓是小截面的层，其运动速度取决于树脂的固化速率；对于大截面的层，其运动速度主要取决于树脂的填充速度。

可以通过试验标定不同速度下所能填充的最大面积。例如可以设计的包含一系列的直径梯度的标定测试件，如附图5所示(这里的标定件的直径梯度只是一部分，可以依次向后类推)，由最小的速度开始，逐步增加速度，并每次将投影机辐照度调整到步骤1得到的对应速度下的值。根据打印出的标定测试件的成形情况，确定该速度下没有由于流动性造成缺陷的最大面积或直径，从而得到该速度下树脂能充分填充的最大面积或者直径。

例如得到一种树脂的基座提升速度和最大填充面积的关系，如表1所示。

表1

也可以通过理论推导的方式近似得到不同速度下所能的填充的最大轮廓面积或直径。

假设建造物体下表面线性尺寸为L，在Z轴方向以恒定速度Vclimb被clip工艺进行制造，光敏树脂不断流进在半透性元件和已建造工件下方的形成的空隙Dc0(即死区的厚度)中。光敏树脂粘度为η，树脂上层气压是P，在此速度下，树脂所能填充的的最大线性尺寸是：

步骤2.2)确定每层切片中的最大轮廓面积，确定每层切片最大轮廓方法可以通过计算得到的掩膜图像得到，也可以计算模型信息每层切片中所有轮廓的点，进而得到该层切片中最大轮廓的面积。

步骤2.3)根据前面确定的每层切片最大轮廓面积和步骤2.1得到的该面积下所能达到的最大速度，综合考虑所建造部件的复杂程度，例如通过分析二维图中的轮廓数目，以及轮廓的面积和周长的比值等，得到不同层的建造复杂度，最终，综合考虑最大轮廓面积和该层的复杂度，确定该层的速度。

步骤3)根据上面得到的各层切片的运动速度，根据相关算法进行优化，得到优化的变速度的运动方案。

通过步骤2)得到的各层速度，最理想的状态是根据得到的每层的速度实时进行加减速，但是由于所使用的电机达不到这种要求，并且频繁进行加减速还会造成z轴方向不准确，因此需要进行速度的规划。(例如，如果待加工工件前后都是大截面对应的速度较慢，只有中间几层是小截面对应的速度较快，综合考虑Z轴建造方向的精度，中间可以规划为小速度)。

这里提供一种基于排列组合速度规划的方案。

因为在对于大多数加工件来说，其横截面积和复杂度的情况都是连续变化的，一般连续几层或者几十层都有着相同的速度，对于速度相同的相邻层是不需要变速的，对于速度发生变化相邻层，其速度需要变化。

为了便于说明原理，如附图6所示，从步骤2)得到了每层掩膜图像的速度如图中实际情况所示，以速度发生变化的层为分界点，得到原始的速度共有n个速度阶段，共有(n-1)分界点，如附图6中速度n＝6；

如果根据z轴方向的精度要求只能有进行m次加减速，所以需要对该速度进行规划。因为每次发生速度变化的点都是分界点，因此，得到速度变化的点也需要取分界点，要得到m次加减速，需要从(n-1)个分界点中取m-1个点。根据排列组合的知识可知，共有N种取法。

例如，附图6中速度n＝6；取m＝3，共有10中分法，其中一种方法分为(1,2)、(3,4,5)、(6)三组。主要包含一下步骤：

1、计算每一组的面积差，并将各组面积差累加，得到这种情况下的总的面积差。

2、利用步骤1的方法，计算出所有情况下的面积差。

3、比较每种情况下的面积差，得到总面积差最小的情况。

A_{sum_min}＝min{A_{sum_0},A_{sum_1}...A_{sum_n-1}}

4、以这种情况下A_{sum_min}分组为最优分组方案，将速度重新进行规划，得到规划后的每层的速度。

图7是以一个戒指为例利用上述的排列组合的面积差法算法得到的原始速度，和规划后的速度对比图。

步骤4)具体包括首先将投影机的光辐照度调整到打印过程中所需的最大值，也就是最大速度下对应的辐照度值，然后从灰度值255递减，使用紫外辐照计，测量得到不同灰度值下的光辐照度值。

实现步骤4可以通过使用紫外辐照计分别测量不同灰度值掩膜图像对应的辐照度值，可以得到光辐照度与灰度值的关系。可以将二者对应关系放入表格或者将得到的二者的关系进行拟合得到辐照度和灰度关系的曲线，如附图8所示。

根据得到的辐照度和灰度之间的关系可以近似看成线性关系，或者用更高层次多项式进行拟合。辐照度值随着灰度值的减小而减小。因此，将投影的光辐照度调整到打印过程中所需的最大光强值，通过改变掩膜图像的灰度值大小来改变投影平面内的光辐照度值大小。

步骤5)利用步骤3)所规划的每层掩膜图像的速度，得到每层掩膜图像的所需预加灰度值和曝光时间。

步骤5.1)利用步骤1中的速度和辐照度关系，并根据每层掩膜图像所规划的速度，得到所需辐照度值。

步骤5.2)根据步骤5.1中得到的各层切片所需辐照度大小，并利用步骤4中已标定的辐照度和掩膜图像灰度值的关系，得到掩膜图像所需的灰度值。

步骤5.3)根据切片的厚度和电机转速得到，该层掩膜图像曝光时间

ExpoTime＝Thickness/v_climb

其中，v_climb是某层的厚度，Thickness是该层对应的规划好的速度。

步骤6)输出包含各层运动速度，曝光时间，预加灰度值的加工文件。

步骤6中输出的加工文件可以是以文件的形式存在，如包含加工参数的txt文件，或者dat文件等形式，也可以是对模型进行预处理后，得到的一组存储于计算机内存的直接用于后续加工的参数。

步骤7)加载步骤6中得到的加工文件，等待连续液面成形工艺进行加工。

实施例二

本实施例的目的是提供一种采用实施例一中加工文件进行加工的装置。

为了实现上述目的，本实施例提出了一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置，如附图9，包括：上位机1、机电控制板2、线性滑台3、双层的树脂盘4、电机5、横梁6、成形基座7、正在加工零件8、供氧装置9、氧气减压阀10、电磁控制阀11，DLP投影机12、水平桌面13、电机等结构和部件。

各部分组合关系为，电机5和线性滑台3通过联轴器直接相连，驱动线性滑台3运动从而带动零件成形基座7上下运动。工控机或者PC作为上位机1，与机电控制板卡2相连；投影机12和减速电机5与机电控制板卡2相连，上位机1的指令通过机电控制板卡2来控制电机5的各种运动和投影机12的开关。

水平桌面13上有双层树脂盘4，双层树脂盘4的底部作为密封的气室，通过供养装置9通过氧气减压阀10和电磁控制阀11通入纯氧，并保持微正压的环境。双层树脂盘上下两层是高透UV光和高透氧的半渗透性膜进行连通，上面是装有光敏树脂液体树脂槽，树脂液体上方设置零件成形基座7，零件成形基座7底端通过横梁6与线性滑台3相连，通过电机驱动线性滑台3带动零件成形基座7上下运动。投影机12和上位机1通过HDMI或者VGA相连，进行传输掩膜图像数据。

实施例三

本实施例的目的是提供采用实施例二中所述连续液面制造装置实现打印的方法。

为了实现上述目的，本实施例提供了一种如实施例二所述的连续液面制造装置实现方法，如附图10所示，包括以下步骤：

步骤1)：准备工作

步骤1.1将氧气调整到设定压力，供气到树脂盘下部，通气一段时间，排净树脂盘下部的空气。

步骤1.2将投影的光辐照度调整到打印过程中所需的最大光强值。(在投影灰度是255的全白掩膜图像时得到的值)

步骤2)：加载上面包含规划好的速度、预加灰度值和曝光时间的加工文件，开始进行加工，零件成形基座回零。

步骤2.1将前面产生的加工文件读入计算机内存，或者在对需要打印的模型进行预处理，得到一组数据直接存于计算机内存，在打印过程中调用该内存。

步骤2.2成形基座回零步骤，包括成形基座向上运动碰到限位开关14，停止运动，然后在向下运动指定的距离，直至紧贴高透氧高透UV光的半透性元件，开始加工。

步骤3)：按顺序加载掩膜图像，并对该层掩膜图像根据实施例一中步骤1中得到的灰度值进行处理。

步骤3.1)加载掩膜图像，这里的掩膜图像可以是本来就已经存在于外存的图片，也可以是通过对三维模型信息切片处理直接产生的图片。

步骤3.2掩膜图像处理，这里对掩膜图像的处理是，按照实施例一中步骤1得到的该层掩膜图像的灰度值，对该层掩膜图像中的白素像素点赋该灰度值。从而改变照射到树脂盘底部的光辐照度值，使其符合前面标定的成形基座爬升速度和所需辐照度的关系。

步骤4)：根据步骤二中的加载的该层规划后的速度若是与上一层不同，改变该层速度，若是速度与上一层相同，保持速度不变。

步骤5)：投影经过步骤3处理的该层掩膜图像，该层掩膜图像的照射时间为实施例一中步骤2中所得到曝光时间。

步骤6)：判断是否达到最后一层掩膜图像，是，则结束打印，否，则返回到步骤3。

步骤7)：结束打印，关闭投影机。

本发明的有益效果

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于模型数据确定模型每层切片对应的确定成形基座的运动速度并对速度进行规划；

通过试验获取掩膜图像灰度和辐照度之间的关系；

根据所述确定成形基座的运动速度和辐照度之间的关系、每层切片对应的确定成形基座的运动速度，以及掩膜图像灰度和辐照度之间的关系，得到每层切片加工时所需预加灰度值和曝光时间；

根据每层切片加工时的成形基座运动速度、预加灰度值和曝光时间，生成模型加工文件；

其中，根据试验确定成形基座的运动速度和辐照度之间的关系的方法为：

通过试验确定不同运动速度下实现树脂最佳固化精度所需的光辐照度，得到运动速度和辐照度之间的函数关系；

基于模型数据确定模型每层切片对应的运动速度的方法为：

通过试验标定速度与所能填充的最大面积/直径的关系；

基于模型数据确定每层切片中所有轮廓中的最大轮廓；

根据运动速度和所能填充最大轮廓面积/直径的关系，结合所建造部件的复杂程度，确定各层对应的运动速度；

掩膜图像灰度和辐照度之间的关系的确定方法为：

将投影机的光辐照度调整到打印过程中所需的最大值；

2.如权利要求1所述的一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，其特征在于，生成的加工文件可以是以文件的形式存在，也可以是对模型进行预处理后，得到的一组存储于计算机内存的直接用于后续加工的参数。

3.如权利要求1所述的一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，其特征在于，所述确定速度和所能填充的最大面积/直径的试验方法为：

设计包含一系列的直径梯度的标定测试件，由最小的速度开始，逐步增加速度，每次将投影机光强调整到该速度对应的光辐照度值；

4.如权利要求1所述的一种基于掩膜图像灰度调节的连续液面制造加工文件生成方法，其特征在于，所述速度规划包括：根据启发式算法、通过排列组合或最小面积差算法得到最优速度规划方案。

5.一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置，其特征在于，包括：上位机、控制器、线性滑台、成形基座、投影机和电机；其中，上位机连接控制器和投影机，控制器控制投影机和电机；电机和线性滑台通过联轴器直接相连，根据控制指令驱动丝杠运动从而带动成形基座上下运动；在加工过程中，所述控制指令是上位机基于如权利要求1-4任一项所述的加工文件生成的。

6.如权利要求5所述的一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置，其特征在于，还包括水平桌面和双层树脂盘；双层树脂盘设于所述水平桌面上，上层是盛放树脂的树脂槽，下层是密闭的氧气室；两者通过高透氧性和高透UV光的半透性元件进行连通。

7.如权利要求6所述的一种基于掩膜图像灰度调节的变速连续液面制造装置，其特征在于，还包括供氧装置，向树脂盘下层氧气室通入氧气，保持微正压环境。

8.一种基于如权利要求6–7任一项所述装置的连续液面制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的连续液面制造方法，其特征在于，执行所述步骤(1)之前，还包括以下准备步骤：

将氧气调整到设定压力，供气到树脂盘下层一段时间，排净树脂盘下部的空气；

将投影的光辐照度调整到打印过程中所需的最大光强值。

10.如权利要求8所述的连续液面制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中成形基座回零方法为：成形基座向上运动碰到限位开关，停止运动，然后在向下运动指定的距离，直至紧贴半透性元件。