CN110920056A - 提升3d打印表面平整度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提升3D打印表面平整度的方法，用于光固化3D打印机。方法是使成型平台的成型面接触成型槽中的光固化材料，经由摇动模块摇动成型槽以使光固化材料发生流动，并依据打印数据控制光源模块照射成型平台以于成型面打印一层切层实体模型。本发明可有效减少实体模型的表面缺陷，并提升实体模型的打印品质。

Description

提升3D打印表面平整度的方法
技术领域
本发明涉及3D打印，特别涉及提升3D打印表面平整度的方法。
背景技术
现有的光固化3D打印机可经由施加光照来使光固化材料固化为3D实体模型。具体而言，光固化3D打印机包括成型平台、成型槽及光源模块。成型槽用来装载流体的光固化材料，并于底部铺设有韧性层。前述韧性层的表面甚为平滑，而可使固化后的光固化材料(即3D实体模型)不会因沾黏成型槽导致打印失败。
然而，韧性层受到压力时会发生形变。举例来说，成型平台没入成型槽中的光固化材料时，光固化材料会将成型平台的下压力传递至韧性层而使韧性层的表面发生暂时性的形变(如凹陷或间隙)。上述情况会使光固化材料的表面于固化后(即固化后的光固化材料即为3D实体模型)产生缺陷(如凹陷或间隙)，而降低3D实体模型的打印品质。
所以，现有的光固化3D打印技术存在上述问题，而亟待更有效的方案被提出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升3D打印表面平整度的方法，可于照光前减少或消除韧性层的形变。
于一实施例中，一种提升3D打印表面平整度的方法，用于一光固化3D打印机，该光固化3D打印机包括一光源模块、一成型平台、一成型槽及一摇动模块，该成型槽的底部铺设有透光的一韧性层，该提升3D列印打印表面平整度的方法包括以下步骤：
a)使该成型平台的一成型面接触该成型槽所装载的光固化材料；
b)控制该摇动模块开始摇动该成型槽以使该成型平台与该韧性层之间的该光固化材料发生流动；及
c)停止摇动该成型槽，并依据一层打印数据控制该光源模块朝该成型平台进行照射以于该成型面打印一层切层实体模型。
于一实施例中，该提升3D打印表面平整度的方法更包括以下步骤：
d1)使该成型面脱离该光固化材料；及
d2)重复执行该步骤a)至该步骤d1)直到所有该切层实体模型打印完成并堆叠为一3D实体模型。
于一实施例中，该步骤a)是于一打印条件满足后使该成型面接触该光固化材料。
于一实施例中，该韧性层的材质为透光硅胶。
于一实施例中，该步骤a)是使该成型面接触该光固化材料并使该成型面与该韧性层距离一预设层高；该成型面为该成型平台的一台面或已打印的该切层实体模型的最顶层。
于一实施例中，于该步骤a)之前更包括以下步骤：
e1)于一补充条件满足时，控制该光固化3D打印机的一供料模块注入新的该光固化材料至该成型槽；及
e2)于注入新的该光固化材料期间，控制该摇动模块摇动该成型槽以使该成型槽中的该光固化材料发生流动。
于一实施例中，该步骤b)是以一第一速度摇动该成型槽，该步骤e2)是以一第二速度摇动该成型槽，该第一速度小于该第二速度。
于一实施例中，该步骤b)是控制该摇动模块沿水平方向往复移动该成型槽或水平旋转该成型槽。
于一实施例中，该步骤b)是控制该摇动模块沿水平方向往复移动该成型槽及水平旋转该成型槽。
于一实施例中，该步骤c)是于一停止摇动条件满足时停止摇动该成型槽。
于一实施例中，该停止摇动条件为摇动一预设次数、摇动一预设时间或旋转一预设角度。
于一实施例中，各层的该打印数据为二维影像，该步骤c)是依据各层的该打印数据的多个像素的像素值控制该光源模块分别朝该多个像素于该成型平台所对应的多个位置进行照射以打印一层该切层实体模型。
于一实施例中，该步骤c)是于停止摇动该成型槽后计时一预设等待时间，并于该预设等待时间经过后控制该光源模块朝该成型平台进行照射以打印一层该切层实体模型。
本发明可有效减少实体模型的表面缺陷，并提升实体模型的打印品质。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为现有的光固化3D打印的第一示意图；
图1B为现有的光固化3D打印的第二示意图；
图1C为现有的光固化3D打印的第三示意图；
图2为本发明一实施例的光固化3D打印机的架构图；
图3A为本发明一实施例的摇动成型槽的俯视图；
图3B为本发明另一实施例的摇动成型槽的俯视图；
图4A为本发明一实施例的光固化3D打印的第一示意图；
图4B为本发明一实施例的光固化3D打印的第二示意图；
图4C为本发明一实施例的光固化3D打印的第三示意图；
图4D为本发明一实施例的光固化3D打印的第四示意图；
图5为本发明一实施例的3D打印机的外观示意图；
图6为本发明第一实施例的提升3D打印表面平整度的方法的流程图；及
图7为本发明第二实施例的提升3D打印表面平整度的方法的流程图。
其中，附图标记：
1…光固化3D打印机
10…成型槽
11…光源模块
12…成型平台
13…韧性层
14…光固化材料
15…切层实体模型
16…形变区域
2…光固化3D打印机
20…控制模块
21…光源模块
22…摇动模块
23…成型槽
24…成型平台
25…连接模块
26…供料模块
27…升降模块
28…人机界面
29…记忆模块
290…打印软件
3…计算机装置
30…切层软件
40…韧性层
41…光固化材料
42…切层实体模型
50…形变区域
h1、h2…预设层高
S10-S14…第一摇动打印步骤
S20-S29…第二摇动打印步骤
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求的保护范围的限制。
请参阅图1A至图1C，图1A为现有的光固化3D打印的第一示意图，图1B为现有的光固化3D打印的第二示意图，图1C为现有的光固化3D打印的第三示意图。图1A至图1C是用以更清楚地说明本发明所解决的技术问题。
如图1A所示，一般而言，现有的光固化3D打印机1(以上照式光固化3D打印机为例)包括成型槽10、光源模块11、成型平台12。成型槽10底部铺设有透光的韧性层13，并装载有流体的光固化材料14(如光敏树脂)。
如图1B所示，光固化3D打印机1是控制成型平台12下降以接触光固化材料14，并使成型平台12的台面与韧性层13间隔预设层高h1。
值得一提的是，当成型面接触光固化材料14时，成型平台12下降所带来的下压力会经由光固化材料14传递至韧性层13，而使韧性层13发生形变，如形变区域16。更进一步地，一般而言，光固化材料14具有较差的流变性(即物体被施加外力后的流动与形变速度)，一旦成型平台12的下降时间小于光固化材料14的流动时间(即光固化材料14自成型平台12覆盖区域流动至成型平台12未覆盖区域所需的时间)时，被施加下压力外力的光固化材料14会来不及朝四周流动扩散(即来不及将下压力分散至整个韧性层13)而直接压迫韧性层13的特定区域(如成型平台12所覆盖区域)，并造成韧性层13的形变。
接着，光固化3D打印机1控制光源模块11对成型平台12与韧性层13之间的光固化材料14进行照射，使其固化为第一层切层实体模型15。并且，韧性层13的形变区域16中的光固化材料14于照光后会成为切层实体模型15上的瑕疵(于本例子中为突起)，而降低实体模型的打印品质。
接着，如图1C所示，光固化3D打印机1控制成型平台12上升以使所打印的第一层切层实体模型15脱离光固化材料14，以完成一层切层实体模型15的打印。
接着，光固化3D打印机1可使第一层切层实体模型15的表面与韧性层13再次间隔预设层高h1，并进行照光以打印第二层切层实体模型。经由不断重复上述步骤，光固化3D打印机1可制造出由多层切层实体模型堆叠而成的3D实体模型。
现有的光固化3D打印技术由于所打印的各层切层实体模型具有瑕疵，这使得堆叠而成的3D实体模型具有同样瑕疵，而打印品质不佳。
请参阅图2，为本发明一实施例的光固化3D打印机的架构图。如图所示，本实施例揭露了一种光固化3D打印机2。
光固化3D打印机2主要包括光源模块21、摇动模块22、成型槽23、成型平台24及电性连接上述装置的控制模块20。
控制模块20用以控制光固化3D打印机2执行光固化3D打印。光源模块21用以朝向成型平台24发射光束(光源模块21可为点光源、线光源或面光源)，并藉由使光束照射至成型槽23与成型平台24中指定的打印位置来固化光径中光固化材料(如图4A至图4D所示的位于打印位置，即成型平台24与韧性层40之间)的光固化材料41)。
成型槽23用以装载流体的光固化材料41，如光敏树脂(UV curable resin)。于一实施例中，当光固化3D打印机2为上照式光固化3D打印机(如图5所示)时，成型槽23的底壳为可透光材质，且槽体内侧的底部铺设有一层透光的韧性层(如图3A及图3B所示的韧性层40，韧性层40的材质可为透光硅胶)。藉此，光源模块21所发射的光束21可穿透成型槽23的底壳及韧性层40来照射成型槽23内的光固化材料41。
摇动模块22连接成型槽23，并可受控制模块20控制来摇动(如水平移动或旋转或两种方式皆使用)成型槽23以使成型槽23所装载光固化材料41因摇晃发生流动。成型平台24用以承载所打印的3D实体模型。
请参阅图3A，为本发明一实施例的摇动成型槽的俯视图。如图所示，于本例子中，成型槽23为方形(亦可变更为其他形状)且其内侧底部铺设有韧性层40。并且，摇动模块22是沿水平方向(如X-Y平面的任一方向)往复移动成型槽23，如沿X轴来回移动15厘米。
请参阅图3B，为本发明另一实施例的摇动成型槽的俯视图。如图所示，于本例子中，成型槽23为圆形(亦可变更为其他形状)且其内侧底部铺设有韧性层40。并且，摇动模块22是沿水平方向(如X-Y平面的任一方向)旋转成型槽23，如顺时针旋转180度、逆时针旋转或者顺时针旋转与逆时针旋转皆使用。
值得一提的是，非圆形(如方型、矩形或正六角形)的成型槽23虽具有制作容易及可打印区域大等优点，但不适合旋转的摇动方式(需较大的空间)。因此，本发明采用水平复返移动的摇动方式可大幅减少摇动所需空间。
此外，对于圆型的成型槽23，本发明采用旋转成型槽23的摇动方式可具有(经由原地旋转)不须额外规划成型槽23的移动空间及(经由调整旋转速度)容易调整光固化材料41的流动速度的优点。
复请参阅图2，于一实施例中，光固化3D打印机2更包括电性连接控制模块20的连接模块25(如USB模块、PCI bus模块、Wi-Fi模块或蓝牙模块)。连接模块25用以连接计算机装置3，并自计算机装置3接收打印数据。于一实施例中，计算机装置3储存有切层软件30，计算机装置3可执行切层软件30来对3D模型数据执行切层处理以获得多层的打印数据(如多张2D影像)，并将打印数据传送至连接模块25以进行3D打印。
于一实施例中，光固化3D打印机2更包括电性连接控制模块20的供料模块26。供料模块26储藏有流体的光固化材料41，并可受控制模块20控制来将特定体积的光固化材料41(以特定流速)注入至成型槽23。
于一实施例中，光固化3D打印机2更包括电性连接控制模块20并连接成型平台24的升降模块27。升降模块27可受控制模块20控制来使成型平台24沿预设轴向(如Z轴)移动。
于一实施例中，光固化3D打印机2更包括电性连接控制模块20的人机界面28(如按键、显示器、指示灯、蜂鸣器或上述任意组合)。人机界面28用以接受使用者操作并输出打印相关信息。
于一实施例中，光固化3D打印机2更包括电性连接控制模块20的记忆模块29。记忆模块29用以储存数据，如打印数据。
于一实施例中，记忆模块29包括非暂态计算机可读取储存媒体，前述非暂态计算机可读取储存媒体储存有打印软件290，如光固化3D打印机2的固件(firmware)或操作系统，前述打印软件290记录有计算机可执行的程序码。当控制模块20执行打印软件290后，可控制光固化3D打印机2执行本发明各实施例的提升3D打印表面平整度的方法的各步骤。
续请同时参阅图4A至图6，图4A为本发明一实施例的光固化3D打印的第一示意图，图4B为本发明一实施例的光固化3D打印的第二示意图，图4C为本发明一实施例的光固化3D打印的第三示意图，图4D为本发明一实施例的光固化3D打印的第四示意图，图5为本发明一实施例的3D打印机的外观示意图，图6为本发明第一实施例的提升3D打印表面平整度的方法的流程图。
图4A至图4D所示的光固化3D打印机2是以水平移动方式来摇动成型槽23，图5所示的光固化3D打印机2是以旋转方式来摇动成型槽23。
本发明各实施例的提升3D打印表面平整度的方法可由图2至图5所示的任一光固化3D打印机2来加以实现(后续将以图4A至图4D所示的水平移动的摇动方式进行说明)。本实施例的提升3D打印表面平整度的方法包括以下步骤。
步骤S10：光固化3D打印机2的控制模块20使成型平台24的成型面接触成型槽23所装载的光固化材料41。
具体而言，如图4A所示，控制模块20经由升降模块27移动成型平台24，来使成型平台24的成型面(如成型平台24的台面)自光固化材料41的液面上全部或部分没入光固化材料41中，并与成型槽23的底部(如韧性层40)距离预设层高h2(如0.3厘米)。
并且，当成型平台24的成型面开始没入光固化材料41后，成型面可能会经由光固化材料41施加下压力至韧性层40，而使得韧性层40发生形变(如形变区域50)。
值得一提的是，当尚未打印任何切层实体模型42时，前述成型面可为成型平台24的台面。当已打印任一层切层实体模型42(如已打印三层切层实体模型42)时，前述成型面可为所打印的多层切层实体模型42的最顶层的平面(如第三层切层实体模型42的顶平面)。具体而言，于3D打印过程中是逐层堆叠打印切层实体模型42，仅需最顶层的切层实体模型42(若有的话)接触光固化材料41即可进行下一层切层实体模型42的打印，未必需使整个成型平台24没入光固化材料41。
于一实施例中，控制模块20于步骤S10是依据已打印的切层实体模型42的层数调整成型平台24的台面与韧性层40之间的距离。举例来说，若未打印任一层切层实体模型42，则成型平台24的台面与韧性层40之间的距离为一层预设层高；若已打印一层切层实体模型42，则成型平台24的台面与韧性层40之间的距离为两层预设层高；若已打印两层切层实体模型42，则成型平台24的台面与韧性层40之间的距离为三层预设层高，以此类推。
步骤S11：控制模块20控制摇动模块22开始摇动成型槽23以使成型平台24与韧性层40之间的光固化材料41发生流动，以经由流动释放造成韧性层40的形变区域50的下压力，并使韧性层40恢复平整(即形变区域50趋缓或消失)。
如图4A所示，控制模块20可控制摇动模块22沿水平方向往复移动成型槽22，藉以释放下压力。
步骤S12：控制模块20判断预设的停止摇动条件是否满足。具体而言，前述停止摇动条件式由使用者或开发人员事先设定，并储存于记忆模块29中。
于一实施例中，停止摇动条件可为摇动预设次数(如往复三次)、摇动预设时间(如3秒)或旋转预设角度(若以旋转方式进行摇动，如旋转180度)。
若停止摇动条件满足，则控制模块20执行步骤S13。否则，控制模块20继续控制摇动模块22摇动成型槽23，并持续判断停止摇动条件是否满足。
步骤S13：控制模块20控制遥控模块22停止摇动成型槽23。
于一实施例中，控制模块20于停止摇动成型槽23后可等待预设等待时间(如3秒)以使流动的光固化材料41恢复静止以避免打印失败。
步骤S14：控制模块20依据多层的打印数据的其中之一(如第一层打印数据)控制光源模块21朝成型平台24进行照射以固化光径中的光固化材料41并于成型面打印一层切层实体模型42(如图4B所示)。
于一实施例中，各层的打印数据为二维影像，控制模块20可依据各层的打印数据的多个像素的像素值控制光源模块21分别朝多个像素于成型平台24所对应的多个位置进行照射以打印一层切层实体模型42。
本发明可有效减少实体模型的表面缺陷，并提升实体模型的打印品质。
本发明经由使成型平台与韧性层之间的光固化材料发生流动来分散韧性层所承受压力，可大幅降低韧性层的形变，进而大幅减少所打印的切层实体模型的表面间隙。
值得一提的是，于打印一层切层实体模型42后，控制模块20可控制升降平台24升起以使成型面脱离光固化材料41(如图4C所示)。并且，控制模块20可进一步等待预设时间(如3秒)以使光固化材料41经由流动而填补成型面先前占用空间并使液面恢复水平。
接着，控制模块20可再次执行步骤S10至步骤S14以打印下一层切层实体模型42。具体而言，控制模块20可使成型平台24的成型面(如图4D所示，第一层切层实体模型42的顶表面)没入光固化材料41中，并与韧性层40距离预设层高h2(此时韧性层40可能发生形变，如图4D所示的形变区域50)。接着，控制模块20摇动成型槽23直到摇动条件满足，并依据下一层的打印数据(如第二层打印数据)于成型面打印下一层切层实体模型42。
续请同时参阅图7，为本发明第二实施例的提升3D打印表面平整度的方法的流程图。于本实施例是采用图3B所示的旋转摇动方式，但亦可更换为图3A及图4A所示的水平移动的摇动方式，不加以限定。并且，本实施例是以图2与图5的光固化3D打印机2来进行说明。具体而言，于收到3D打印指令(如自计算机装置3收到打印数据与3D打印指令)后，光固化3D打印机2可执行以下步骤以制造前述打印数据所对应的3D实体模型。
步骤S20：光固化3D打印机2的控制模块20判断预设的补充条件是否满足。具体而言，前述补充条件是由使用者或开发人员事先设定，并储存于记忆模块29中。
于一实施例中，补充条件可为打印第一层切层实体模型42前、已打印特定层数(如十层)的切层实体模型42、已打印特定体积的切层实体模型42或成型槽23中的光固化材料41的液面高度低于预设高度等等。
若补充条件满足，则控制模块20执行步骤S21。否则，控制模块20执行步骤S22。
步骤S21：控制模块20控制供料模块26注入新的光固化材料41至成型槽23。
于一实施例中，供料模块26是经由输送管(如图5所示)将所储藏的光固化材料41注入至成型槽23。
于一实施例中，于供料模块26注入光固化材料41期间，控制模块20可控制摇动模块22以第二速度(如720度/分钟)旋转成型槽23以使成型槽23中的光固化材料41与新的光固化材料41混匀并均匀填满成型槽23。
步骤S22：控制模块20判断预设的打印条件是否满足。具体而言，前述打印条件是由使用者或开发人员事先设定，并储存于记忆模块29中。
于一实施例中，打印条件可为成型面离开光固化材料41达预设时间(即液面成为水平)、载入下一层的打印数据或新的光固化材料41注入完成等等。
若打印条件满足，则控制模块20执行步骤S23。否则，控制模块20再次执行步骤S22以持续判断。
步骤S23：控制模块20使成型平台24的成型面接触成型槽23所装载的光固化材料41。
步骤S24：控制模块20控制摇动模块22(如图5所示，摇动模块22可为包括马达、齿轮、轮盘等元件的旋转装置)开始水平旋转成型槽23以使成型平台24与韧性层40之间的光固化材料41因离心力发生流动，藉以释放造成韧性层40的形变区域50的下压力，并使韧性层40恢复平整。
于一实施例中，摇动模块22是以第一速度(如360度/分钟)旋转成型槽23。
于一实施例中，步骤S24中转动成型槽23的第一速度是小于步骤S21中转动成型槽23的第二速度。具体而言，于步骤S21的转动过程中，由于成型面已脱离光固化材料41(即已打印的多层切层实体模型42已脱离光固化材料41)，旋转所产生的离心力不会破坏已打印的多层切层实体模型42(如使已打印的多层切层实体模型42自成型平台24上脱离)，而可采用较高速旋转来快速混匀注入的光固化材料41与成型槽23中的光固化材料41。于步骤S24的转动过程中，由于成型面已接触光固化材料41(即已打印的多层切层实体模型42全部或部分没入光固化材料41)，旋转所产生的离心力可能破坏已打印的多层切层实体模型42，而可采用较低速旋转来避免破坏已打印的多层切层实体模型42。
步骤S25：控制模块20判断预设的停止摇动条件是否满足。若停止摇动条件满足，则控制模块20执行步骤S26。否则，控制模块20继续控制摇动模块22摇动成型槽23，并持续判断停止摇动条件是否满足。
步骤S26：控制模块20控制遥控模块22停止旋转成型槽23。
步骤S27：控制模块20选择多层的打印数据的其中一层(如第一层打印数据)，并依据所选择的一层打印数据控制光源模块21朝成型平台24进行照射以固化光径中的光固化材料41并于成型面打印一层切层实体模型42。
步骤S28：控制模块20控制升降平台24移动(如升起)以使成型面脱离光固化材料41。
步骤S29：控制模块20判断是否完成3D打印，如判断是否所有切层实体模型42皆已完成打印。
若任一层切层实体模型42尚未打印，则再次执行步骤S20至步骤S28以打印下一层的切层实体模型42(如第二层切层实体模型42)，以此类推，直到所有切层实体模型42打印完成并堆叠为3D实体模型。
本发明可有效减少实体模型的表面缺陷，并提升实体模型的打印品质。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求书的保护范围。

Claims (13)

1.一种提升3D打印表面平整度的方法，用于一光固化3D打印机，其特征在于，该光固化3D打印机包括一光源模块、一成型平台、一成型槽及一摇动模块，该成型槽的底部铺设有透光的一韧性层，该提升3D打印表面平整度的方法包括以下步骤：
a)使该成型平台的一成型面接触该成型槽所装载的光固化材料；
b)控制该摇动模块开始摇动该成型槽以使该成型平台与该韧性层之间的该光固化材料发生流动；及
c)停止摇动该成型槽，并依据一层打印数据控制该光源模块朝该成型平台进行照射以于该成型面打印一层切层实体模型。
2.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，更包括以下步骤：
d1)使该成型面脱离该光固化材料；及
d2)重复执行该步骤a)至该步骤d1)直到所有该切层实体模型打印完成并堆叠为一3D实体模型。
3.如权利要求2所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该步骤a)是于一打印条件满足后使该成型面接触该光固化材料。
4.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该韧性层的材质为透光硅胶。
5.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该步骤a)是使该成型面接触该光固化材料并使该成型面与该韧性层距离一预设层高；该成型面为该成型平台的一台面或已打印的该切层实体模型的最顶层。
6.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，于该步骤a)之前更包括以下步骤：
e1)于一补充条件满足时，控制该光固化3D打印机的一供料模块注入新的该光固化材料至该成型槽；及
e2)于注入新的该光固化材料期间，控制该摇动模块摇动该成型槽以使该成型槽中的该光固化材料发生流动。
7.如权利要求6所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该步骤b)是以一第一速度摇动该成型槽，该步骤e2)是以一第二速度摇动该成型槽，该第一速度小于该第二速度。
8.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该步骤b)是控制该摇动模块沿水平方向往复移动该成型槽或水平旋转该成型槽。
9.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该步骤b)是控制该摇动模块沿水平方向往复移动该成型槽及水平旋转该成型槽。
10.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该步骤c)是于一停止摇动条件满足时停止摇动该成型槽。
11.如权利要求10所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该停止摇动条件为摇动一预设次数、摇动一预设时间或旋转一预设角度。
12.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，各层的该打印数据为二维影像，该步骤c)是依据各层的该打印数据的多个像素的像素值控制该光源模块分别朝该多个像素于该成型平台所对应的多个位置进行照射以打印一层该切层实体模型。
13.如权利要求1所述的提升3D打印表面平整度的方法，其特征在于，该步骤c)是于停止摇动该成型槽后计时一预设等待时间，并于该预设等待时间经过后控制该光源模块朝该成型平台进行照射以打印一层该切层实体模型。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115214146A (zh) * 2022-06-23 2022-10-21 先临三维科技股份有限公司 3d打印控制方法、装置、电子设备及介质
CN115284609A (zh) * 2022-08-01 2022-11-04 深圳市金石三维打印科技有限公司 光固化3d打印机的构件表面平滑打印方法、装置及设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11919228B2 (en) * 2020-12-23 2024-03-05 Formlabs, Inc. Techniques for improved additive fabrication on a film surface and related systems and methods
CN112761584B (zh) * 2021-01-14 2022-03-18 中国矿业大学 用于碎软煤层水力压裂测试的模拟试样制作方法及装置
CN113878878A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 杭州正向增材制造技术有限公司 3d打印模型表面处理方法
CN115107279B (zh) * 2022-06-23 2024-02-23 先临三维科技股份有限公司 上拉式面成型3d打印曝光前等待时间预测方法及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107073815A (zh) * 2014-10-05 2017-08-18 X开发有限责任公司 在3d打印期间移位固化位置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0379068A3 (en) * 1989-01-18 1990-11-28 Mitsui Engineering and Shipbuilding Co, Ltd. Optical molding method and apparatus
JPH08150662A (ja) * 1994-11-30 1996-06-11 Olympus Optical Co Ltd 粉末混合光硬化性樹脂を用いた光造形装置及び光造形方法
US10363710B2 (en) * 2016-01-22 2019-07-30 Indizen Optical Technologies of America, LLC Creating homogeneous optical elements by additive manufacturing
JP2019142197A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 キヤノン株式会社 造形装置、容器、および造形物の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107073815A (zh) * 2014-10-05 2017-08-18 X开发有限责任公司 在3d打印期间移位固化位置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115214146A (zh) * 2022-06-23 2022-10-21 先临三维科技股份有限公司 3d打印控制方法、装置、电子设备及介质
CN115284609A (zh) * 2022-08-01 2022-11-04 深圳市金石三维打印科技有限公司 光固化3d打印机的构件表面平滑打印方法、装置及设备

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