CN111791477B - 三维打印方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维打印方法，包括以下步骤：获取用于承载三维模型的承载台的平整度参数；根据特定三维模型在所述承载台上的布置位置以及所述平整度参数，确定所述特定三维模型的高度补偿值；以及曝光所述特定三维模型从面向所述承载台的底面起的至少一层，其中根据所述高度补偿值确定所述特定三维模型的增加或减少的层数。根据本发明的三维打印方法，可以使位于承载台上具有不同平整度参数的位置上的特定三维模型都具有相同的高度/厚度，保证同一批打印出来的各个特定三维模型在Z轴(高度方向)上的一致性，提高三维模型的Z轴精度。

Description

三维打印方法和设备

技术领域

本发明涉及三维打印技术，尤其是涉及当用于承载三维模型的承载台不平整时的三维打印方法和设备。

背景技术

三维打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。三维打印技术的成型方式在不断演变，在各种成型方式中，光固化法是较为成熟的方式。光固化法是利用光固化材料被紫外光照射后发生固化的原理，进行材料累加成型，具有成型精度高、表面光洁度好、材料利用率高等特点。

图1是一种光固化型三维打印设备的基本结构示意图。参考图1所示，光固化型三维打印设备100包括用于容纳打印树脂的物料槽110、用于承载成型工件的承载台120、用于铺展打印树脂的涂布刮板130、用于使打印树脂固化的图像曝光系统140以及用于控制承载台120、涂布刮板130和图像曝光系统140动作的控制系统(图未示)。图像曝光系统140位于物料槽110上方，并可照射光束图像使位于承载台120底面121上的一层打印树脂被固化。当完成一层打印树脂固化后，控制系统控制承载台120带动成型的那层固化的打印树脂略微下降，涂布刮板130运动使固化后的工件顶面均匀铺展一层液态的打印树脂，等待下一次照射。如此循环，将会得到逐层累加成型的三维工件。

在打印较小的模型如牙齿模型时，可以同时对多个模型的同一层进行打印，该多个模型可以穿插分布在承载台120上，以提高打印效率。理想情况下，承载台120的底面121应为一平整的水平面。然而，在实际应用中，承载台120的底面121可能由于某些原因变得不平整，例如由于使用中的磨损造成底面121上某些部位不平整，或者由于三维打印设备的地面不平整导致承载台120的倾斜等等。这样，在不使用支撑，模型直接从承载台120的底面开始打印的情况下，由于承载台120的底面121不平整会导致同一批打印出来的模型高度/厚度不一致，而三维模型在Z轴上的精度是由模型的高度/厚度来衡量的，因此，就会降低三维模型的Z轴精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三维打印方法和设备，可以克服由于承载台不平整导致的打印模型高度不一致的问题。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种三维打印方法，包括以下步骤：获取用于承载三维模型的承载台的平整度参数；根据特定三维模型在所述承载台上的布置位置以及所述平整度参数，确定所述特定三维模型的高度补偿值；以及曝光所述特定三维模型从面向所述承载台的底面起的至少一层，其中根据所述高度补偿值确定所述特定三维模型的增加或减少的层数。

可选地，获取用于承载三维模型的承载台的平整度参数的步骤包括：根据一标准数据模型在所述承载台的各个位置打印至少一个三维模型；计算所述至少一个三维模型相对于所述标准数据模型的误差；以及根据各个误差确定所述承载台的各个位置的平整度参数。

可选地，当所述至少一个三维模型的选定区域的高度高于所述标准数据模型对应区域的高度时，对应的平整度参数为正值；当所述至少一个三维模型的高度低于所述标准数据模型的高度时，对应的平整度参数为负值。

可选地，根据特定三维模型在所述承载台上的布置位置以及所述平整度参数，确定所述特定三维模型的高度补偿值的步骤包括：获得所述布置位置的平整度参数；根据所述布置位置的平整度参数确定所述高度补偿值，所述高度补偿值与所述平整度参数符号相反。

可选地，根据所述高度补偿值确定所述特定三维模型的增加或减少的层数的步骤包括：当所述特定三维模型的高度补偿值为正值时，将所述特定三维模型的数据模型的最底层切片图像推迟一层或数层打印；当所述特定三维模型的高度补偿值为负值时，从所述特定三维模型的数据模型的最底层开始去除一层或数层切片图像；当所述特定三维模型的高度补偿值为零时，保持所述特定三维模型的数据模型的切片图像层数。

可选地，所述特定三维模型的每层的厚度为0.05-0.3mm。

可选地，所述数层的数量为2-5层。

可选地，所述方法使用光固化法进行打印。

可选地，所述三维模型为牙齿模型。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案还包括一种三维打印设备，适于打印三维模型，所述三维打印设备包括打印机构和控制器，所述控制器配置为控制所述打印机构执行如上所述的方法。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案还包括一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的方法。

本发明的有益效果在于，提供了一种三维打印方法和设备，根据承载三维模型的承载台的平整度参数以及特定三维模型在承载台上的布置位置，确定特定三维模型的高度补偿值，根据该高度补偿值控制打印过程，从而使位于承载台上具有不同平整度参数的位置上的特定三维模型都具有相同的高度/厚度，保证同一批打印出来的各个特定三维模型在Z轴(高度方向)上的一致性，提高三维模型的Z轴精度。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是一种光固化型三维打印设备的基本结构示意图；

图2是根据本发明一实施例的三维打印方法的示例性流程图；

图3A-3D是根据本发明一实施例的三维打印方法进行三维打印的示例性过程示意图；

图4A-4D是根据本发明一实施例的三维打印方法进行三维打印的另一示例性过程示意图；

图5A-5C是根据本发明一实施例的三维打印方法进行三维打印的另一示例性过程示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

图2是根据本发明一实施例的三维打印方法的示例性流程图。参考图2所示，本发明的三维打印方法包括以下步骤：

步骤210，获取用于承载三维模型的承载台120的平整度参数。

在承载台120的底面121平整的情况下，设承载台120的高度为正常高度。而在承载台120的底面121不平整时，存在两种情况。

其一，承载台120底面121的高度高于正常高度。假设在进行三维模型打印时，物料槽110中容纳有打印树脂，并水平铺展在承载台120底面121上，对应正常高度的承载台120底面121上的厚度假设为d。那么对于底面121高度高于正常高度的位置，打印树脂厚度将小于d。在进行三维打印时，位于该位置的打印树脂固化后的厚度也将小于d，对于整个三维模型来说，相当于会少打印一层或数层模型，从而使三维模型的高度/厚度小于正常高度/厚度。

其二，承载台120底面121的高度低于正常高度。假设在进行三维模型打印时，物料槽110中容纳有打印树脂，并水平铺展在承载台120底面121上，对应正常高度的承载台120底面121上的厚度假设为d，那么对于底面121高度低于正常高度的位置，其上所覆盖的打印树脂的厚度大于d。在进行三维打印时，由于固化光线具有一定穿透能力，仍可使较厚的树脂固化，位于该低于正常高度位置的该层三维模型就具有大于d的高度/厚度，整体三维模型的高度/厚度会大于正常高度/厚度。

将承载台120上某一处位置高于或低于正常高度的误差作为表征该处位置平整度的平整度参数。本步骤就是获取承载台120上每一处位置或几处代表性位置的平整度参数。

关于本步骤中平整度参数的具体获取方法将在后文中进行详细说明。

步骤220，确定特定三维模型的高度补偿值。

在本步骤中，是根据特定三维模型在承载台120上的布置位置以及步骤210中所获得的平整度参数来确定特定三维模型的高度补偿值。所谓特定三维模型是指所要进行三维打印的三维模型。

在一些实施例中，这些特定三维模型为牙齿模型。

在对多个特定三维模型同时进行打印时，每个特定三维模型被布置在承载台120上的某一位置，将该位置称为该特定三维模型在承载台120上的布置位置。在步骤210中，已经获得了承载台120的平整度参数。则在步骤220，可以获知对应于每一个特定三维模型的布置位置的平整度参数。

当某一特定三维模型的布置位置的平整度参数表明该布置位置的高度高于正常高度时，也就是说位于该布置位置的特定三维模型的高度/厚度可能会小于正常高度/厚度，则该特定三维模型的高度补偿值就用于增补其高度/厚度。

当某一特定三维模型的布置位置的平整度参数表明该布置位置的高度低于正常高度时，也就是说位于该布置位置的特定三维模型的高度/厚度可能会大于正常高度/厚度，则该特定三维模型的高度补偿值就用于削减其高度/厚度。

关于本步骤的具体方法将在后文中进行详细说明。

步骤230，根据高度补偿值确定特定三维模型的增加或减少的层数。

如果特定三维模型所对应的高度补偿值表明该特定三维模型的高度/厚度可能会小于正常高度/厚度，则在打印的过程中，将该特定三维模型的数据模型的最底层切片图像推迟一层或数层打印，或者也可以复制最底层的图像进行一层或数层曝光，以达到增加打印层数，由于打印层厚一般是固定的，也就达到了增加打印总高度，平衡承载台120底面121误差的目的。

如果特定三维模型所对应的高度补偿值表明该特定三维模型的高度/厚度可能会大于正常高度/厚度，则在打印的过程中，从该特定三维模型的数据模型的最底层开始去除一层或数层切片图像，以达到较少打印层数，由于打印层厚一般是固定的，也就达到了减少打印总高度，平衡承载台120底面121误差的目的。

当然如果打印较大模型，可以将该模型覆盖的多个承载台120底面121区域的补偿数据平均，决定补偿值，进而确定该三维模型的增加或减少的层数

关于本步骤的具体方法将在后文中进行详细说明。

步骤240，曝光特定三维模型从面向承载台120的底面起的至少一层。

在此步骤中，已经根据特定三维模型所对应的高度补偿值对特定三维模型的数据模型进行了如步骤230中的处理。

下面对上述步骤进行具体地说明。

在步骤210中，获取用于承载三维模型的承载台120的平整度参数的步骤包括：

(1)根据一标准数据模型在承载台120的各个位置打印至少各一个三维模型。

在一些实施例中，该标准数据模型可以是一个具有完整底面的模型，该模型的底面可以完全覆盖承载台120的底面121，从而可以根据由该标准数据模型打印而成的三维模型的高度来判断承载台120底面121每一处的平整度。

在另一些实施例中，该标准数据模型可以只在若干个代表性的位置具有底面数据。这些代表性的位置例如是在承载台120底面121的中心部位、每两个边的夹角部位、每个边的中间部位等等。根据该标准数据模型可以打印出一个具有多个底面的三维模型，例如具有多个支柱的桌子形状的模型，也可以打印出若干个相互独立的三维模型，例如在上述代表性位置上分别打印出若干个方块形状的模型。这些模型的高度可以反映其所处位置的承载台120底面121的平整度。

标准数据模型的高度应该是一致的，但是可能存在打印系统的系统误差，比如所有打印出来的标准模型都比标准高度高一个系统误差值，实际上对这种系统误差值，打印系统有专门的调试手段(这里不做详细讨论)，在这里“标准高度”实际是所有打印模型高度的平均值、最小值或最大值，无论如何，应该至少有一个模型的平整度参数是0或趋近于0，而不应该出现高度的系统误差在这一方法中进行校准的情况。

(2)计算该至少一个三维模型相对于标准数据模型的误差。

由于承载台120底面121的不平整，根据标准数据模型打印出来的三维模型的高度/厚度与标准数据模型中所设定的高度/厚度之间会存在误差。

在一些实施例中，当根据标准数据模型打印出来的是一个具有覆盖整个承载台120底面121的三维模型时，该三维模型每一处的高度可以反映其所对应位置的承载台120的平整度。若该高度与标准数据模型的高度之间存在误差，则表示该位置的承载台120底面121不平整。具体地，根据所要打印的三维模型的尺寸可以将承载台120底面121划分为一些区域。按照用户的实际需要，这些区域可以均匀或不均匀的分布，每个区域的大小可以相同也可以不同。计算该三维模型在某一个区域内的平均高度并与标准数据模型对应区域的标准高度进行比较，若存在误差，则表示该区域的承载台120底面121不平整。

在另一些实施例中，当根据标准数据模型打印出来的是多个三维模型时，由于每一个三维模型的高度可以反映其所处位置的承载台120底面121的平整度，因此，用该三维模型的实际高度与对应区域的标准数据模型的标准高度进行比较。若存在误差，则表示该位置的承载台120底面121不平整。

(3)根据各个误差确定承载台120的各个位置的平整度参数。

在此，可以将各个位置的三维模型的前述误差作为其平整度参数。当一个三维模型的高度高于标准数据模型对应区域的标准高度时，其位置对应的平整度参数为正值。此时，该三维模型所对应位置的承载台120底面121的高度低于正常高度。当一个三维模型的高度低于标准数据模型对应区域的标准高度时，其位置对应的平整度参数为负值。此时，该三维模型所对应位置的承载台120底面121的高度高于正常高度。当一个三维模型的高度等于标准数据模型对应区域的标准高度时，其位置对应的平整度参数为零。在此，平整度参数是与正常高度比较的结果，且具有正值、负值或零。可以理解的是，正值和负值的符号并非唯一限定，而是可以取反。另外，在此使用具有正值和负值的平整度参数可方便后续的高度补偿。在其他实施例中，平整度参数也可以是正值，其表征承载台各位置与最低处的高度差，或者平整度参数也可以是负值，其表征承载台各位置与最高处的高度差。需要说明的是，承载台120的各个位置中，至少有一个位置的平整度参数为零或趋近于0。

在步骤220中，根据特定三维模型在承载台120上的布置位置以及平整度参数，确定该特定三维模型的高度补偿值。本步骤包括：

(1)获得布置位置的平整度参数。

在对特定三维模型进行三维打印之前，该特定三维模型在承载台120上的布置位置是已知的。用户可以按照需要在承载台120上布置一定数量的特定三维模型。在步骤210中已经获得了承载台120上各个位置的平整度参数，因此，在对特定三维模型进行打印时，可以从该平整度参数中获得与该特定三维模型的布置位置相关的平整度参数。

(2)根据布置位置的平整度参数确定高度补偿值，高度补偿值与平整度参数符号相反。

即当特定三维模型的某一布置位置的平整度参数为正值时，则该布置位置所对应的高度补偿值为负值；当特定三维模型的某一布置位置的平整度参数为负值时，则该布置位置所对应的高度补偿值为正值。

在一些实施例中，高度补偿值与平整度参数可以是数值相等，符号相反。

在步骤230中，根据高度补偿值确定特定三维模型的增加或减少的层数的步骤根据高度补偿值的不同而有所不同，具体地包括下列三种情况：

(1)当特定三维模型的高度补偿值为正值时，将特定三维模型的数据模型的最底层切片图像推迟一层或数层打印。可以理解的是，在这种情况下，该特定三维模型对应的布置位置的承载台120的底面121的高度是高于正常高度的。因此对特定三维模型的最底层切片图像的一层或数层进行三维打印时，该布置位置上的打印树脂高度低于正常高度，因此实际的打印模型高度也将低于正常高度。可以理解的是，推迟一层或数层打印也可以是复制最底层的图像曝光在该布置位置进行一层或数层的曝光，以保证模型和承载平台的粘牢度。

(2)当特定三维模型的高度补偿值为负值时，从特定三维模型的数据模型的最底层开始去除一层或数层切片图像；可以理解的是，在这种情况下，该特定三维模型对应的布置位置的承载台120的底面121的高度是低于正常高度的。该布置位置的液态打印树脂的厚度比处于正常高度的布置位置的液态打印树脂的厚度要厚，因此，从特定三维模型的数据模型的最底层开始去除一层或数层切片图像可以使该特定三维模型的高度/厚度等于正常高度/厚度。

(3)当特定三维模型的高度补偿值为零时，保持特定三维模型的数据模型的切片图像层数。

在一些实施例中，上述数层的数量为2-5层，具体的数量取决于该特定三维模型的高度补偿值与每层厚度相除的商。

在步骤240中，曝光特定三维模型从面向承载台的底面起的至少一层。在步骤230中确定了三维模型的数据模型之后，按照光固化型三维打印方法开始对特定三维模型进行逐层曝光，最终打印出完整的三维模型。

以下结合图3A-3D和图4A-4D对特定三维模型的高度补偿值分别为正值和负值时的三维打印过程进行举例说明。

图3A-3D是当特定三维模型的高度补偿值为正值时的情况。在这个示例中，假设三维打印设备同时对三个特定三维模型进行打印，分别为第一特定三维模型310、第二特定三维模型320和第三特定三维模型330。可以理解的是，图3A-3D仅为示例性示意图，不用于限定本发明的特定三维模型的形态和数量。

在一些实施例中，在打印的过程中，这些特定三维模型的每层的厚度为0.05-0.3mm。

参考图3A所示，三维打印设备的承载台120的底面121呈倾斜状，在承载台120的底面121上存在一层打印树脂，该层打印树脂的液面122呈水平状。其中，位于承载台120底面121左边的液面部分低于正常的液面122，位于承载台120底面121右边的液面部分为正常打印树脂的液面122。

参考图3A-3D所示，第一特定三维模型310、第二特定三维模型320和第三特定三维模型330的布置位置分别位于该承载台120底面121的右边、中部和左边。位于承载台120右边的位置的高度等于承载台120的正常高度，则第一特定三维模型310所对应的高度补偿值为零；位于承载台120中部的位置的高度高于承载台120的正常高度，则第二特定三维模型320所对应的高度补偿值为正值；位于承载台120左边的位置的高度高于承载台120的正常高度，并且还高于承载台120中部的高度，则第三特定三维模型330所对应的高度补偿值也为正值。在图3A-3D所示的实施例中，假定第二特定三维模型320所处的布置位置的高度比正常高度高一个层厚，第三特定三维模型330所处的布置位置的高度比正常高度高两个层厚。

可以理解的是，如果同时对第一特定三维模型310、第二特定三维模型320和第三特定三维模型330进行打印，则在进行第一层打印时，先对位于承载台120右边的三维模型的最底层进行打印，并通过推迟打印的方式推迟对第二特定三维模型320和第三特定三维模型330的打印，或者可以复制最底层的图像曝光。

图3B是在图3A所示的情况下进行三维打印的步骤。根据步骤230，由于第一特定三维模型310的高度补偿值为零，可以保持所要打印的第一特定三维模型310的切片图像层数不变。则在图3B所示的步骤，先利用三维打印设备中的图像曝光系统140对第一特定三维模型310的第一层切片图像进行打印。暂时不打印第二特定三维模型320和第三特定三维模型330的数据模型的最底层切片图像，也就是说，先将第二特定三维模型320和第三特定三维模型330的数据模型的最底层切片图像推迟一层打印。或者可以复制第二特定三维模型320和第三特定三维模型330最底层的图像，并在相应的位置根据该复制的图像进行一层曝光

图3C是在3B所示的打印步骤之后的步骤。在图3B所示步骤执行完毕之后，三维打印设备的承载台120带动光固化好的第一层三维模型一起下降，涂布刮板130通过运动在固化后的一层工件顶面均匀铺展一层液态的打印树脂，以用于下一层三维模型的打印。参考图3C所示，此时，对于第一特定三维模型310来说，三维打印设备按照其第二层切片图像进行打印。对于位于承载台底面121中部的第二特定三维模型320来说，按照其高度补偿值，将第二特定三维模型320的数据模型的最底层切片图像推迟一层打印，因此，在此步骤，可以开始对第二特定三维模型320的最底层切片图像开始打印。如图3C所示，第二特定三维模型320的第一层切片图像与第一特定三维模型310的第一层切片图像具有相同的填充图案，表示二者都为各自特定三维模型的第一层。第三特定三维模型330的数据模型的最底层切片图像推迟一层打印，或者可以复制第三特定三维模型330最底层的图像，并在相应的位置根据该复制的图像进行一层曝光。

图3D是在图3C所示的打印步骤之后的步骤。与图3C所示的步骤相同的是，在图3C所示的步骤执行完毕之后，三维打印设备的承载台120带动光固化好的第一特定三维模型310的前两层模型和第二特定三维模型320的第一层模型一起下降，涂布刮板130通过运动在固化后的工件顶面均匀铺展一层液态的打印树脂，以用于下一层三维模型的打印。参考图3D所示，此时，对于第一特定三维模型310来说，三维打印设备按照其第三层切片图像进行打印；对于第二特定三维模型320来说，三维打印设备按照其第二层切片图像进行打印。对于位于承载台底面121左边的第三特定三维模型330来说，按照其高度补偿值，将第三特定三维模型330的数据模型的最底层切片图像推迟两层打印，因此，在此步骤，可以开始对第三特定三维模型330的最底层切片图像开始打印。如图3D所示，第三特定三维模型330的第一层切片图像与第一特定三维模型310的第一层切片图像、第二特定三维模型320的第一层切片图像具有相同的填充图案，表示三者都为各自特定三维模型的第一层。同理，第二特定三维模型320的第二层切片图像和第一特定三维模型310的第二层切片图像具有相同的填充图案，表示二者都为各自特定三维模型的第二层。三层切片图像的填充图案各不相同，以示区别。

参考图3A-3D所示的步骤对特定三维模型进行打印，可以对位于承载台120上位置高于正常高度的特定三维模型进行高度正补偿，将其数据模型的最底层切片图像推迟一层或数层打印，使其最终的高度/厚度与位于正常高度的特定三维模型的高度/厚度相等。

可以理解的是，图3A-3D仅为示例，具体的将最底层切片图像推迟的层数取决于该特定三维模型所处的布置位置的高度与正常高度之间的差值。例如，如果该布置位置的高度比正常高度高n个层厚，就将最底层切片图像推迟n层打印，或者可以复制最底层的图像进行n层曝光。当n不是整数时，对n取整后使用。

图4A-4D是当特定三维模型的高度补偿值为负值时的情况。图4A-4D所示的示例与图3A-3D所示的示例相比，承载台120的底面121同样呈倾斜状，三个作为示例的特定三维模型的形态和数量的设定相同。不同点在于，在图4A-4D所示的示例中，以该承载台120左边的位置的高度为承载台120的正常高度。在进行三维打印时，先对位于承载台120左边的三维模型的最底层进行打印。

参考图4A-4D所示，第四特定三维模型440、第五特定三维模型450和第六特定三维模型460的布置位置分别位于该承载台120底面121的左边、中部和右边。位于承载台120左边的位置的高度等于承载台120的正常高度，则第四特定三维模型440所对应的高度补偿值为零；位于承载台120中部的位置的高度低于承载台120的正常高度，则第五特定三维模型450所对应的高度补偿值为负值；位于承载台120右边的位置的高度低于承载台120的正常高度，并且还低于承载台120中部的高度，则第六特定三维模型460所对应的高度补偿值也为负值。在图4A-4D所示的实施例中，假定第五特定三维模型450所处的布置位置的高度比正常高度低一个层厚，第六特定三维模型460所处的布置位置的高度比正常高度低两个层厚。

假设一层打印树脂的厚度为d。可以理解的是，如果同时对第四特定三维模型440、第五特定三维模型450和第六特定三维模型460进行打印，由于光的透射作用，则在进行第一层打印时，对于第四特定三维模型440来说可以成型一层厚度为d的三维模型。但是，对于第五特定三维模型450和第六特定三维模型460来说，成型的一层三维模型的厚度都是大于d的，并且该层第六特定三维模型460的厚度还要大于该层第五特定三维模型450的厚度。因此，在进行三维打印时，从第五特定三维模型450和第六特定三维模型460的数据模型的最底层开始去除一层或数层切片图像，先打印第四特定三维模型440的最底层。

图4B是在图4A所示的情况下进行三维打印的步骤。根据步骤230，由于第四特定三维模型440的高度补偿值为零，可以保持所要打印的第四特定三维模型440的切片图像层数不变。则在图4B所示的步骤，先利用三维打印设备中的图像曝光系统140对第四特定三维模型440的第一层切片图像进行打印。不打印第五特定三维模型450和第六特定三维模型460的数据模型的最底层切片图像，也就是说，先从第五特定三维模型450和第六特定三维模型460的数据模型的最底层开始去除一层切片图像。

图4C是在4B所示的打印步骤之后的步骤。在图4B所示步骤执行完毕之后，三维打印设备的承载台120带动光固化好的第一层三维模型一起下降，涂布刮板130通过运动在固化后的一层工件顶面均匀铺展一层液态的打印树脂，以用于下一层三维模型的打印。参考图4C所示，此时，对于第四特定三维模型440来说，三维打印设备按照其第二层切片图像进行打印。对于位于承载台120底面121中部的第五特定三维模型450来说，按照其高度补偿值，需要从第五特定三维模型450的数据模型的最底层开始去除一层切片图像，因此，在此步骤，可以开始对第五特定三维模型450开始打印，所打印的是原数据模型中从最底层往上数的第二层切片图像。如图4C所示，第五特定三维模型450的第二层切片图像与第四特定三维模型440的第二层切片图像具有相同的填充图案，表示二者都为各自特定三维模型的第二层。

图4D是在图4C所示的打印步骤之后的步骤。与图4C所示的步骤相同的是，在图4C所示的步骤执行完毕之后，三维打印设备的承载台120带动光固化好的第四特定三维模型440的前两层模型和第五特定三维模型450的第二层模型一起下降，涂布刮板130通过运动在固化后的工件顶面均匀铺展一层液态的打印树脂，以用于下一层三维模型的打印。参考图4D所示，此时，对于第四特定三维模型440来说，三维打印设备按照其第三层切片图像进行打印；对于第五特定三维模型450来说，三维打印设备按照其第三层切片图像进行打印。对于位于承载台120底面121右边的第六特定三维模型460来说，按照其高度补偿值，需要从第六特定三维模型460的数据模型的最底层开始去除两层切片图像，因此，在此步骤，可以开始对第六特定三维模型460开始打印，所打印的是原数据模型中从最底层往上数的第三层切片图像。如图4D所示，第六特定三维模型460的第三层切片图像与第四特定三维模型440的第三层切片图像、第五特定三维模型450的第三层切片图像具有相同的填充图案，表示三者都为各自特定三维模型的第三层。同理，第五特定三维模型450的第二层切片图像和第四特定三维模型440的第二层切片图像具有相同的填充图案，表示二者都为各自特定三维模型的第二层。三层切片图像的填充图案各不相同，以示区别。

参考图4A-4D所示的步骤对特定三维模型进行打印，可以对位于承载台120上位置低于正常高度的特定三维模型进行高度负补偿，从其数据模型的最底层开始去除一层或数层切片图像，使其最终的高度/厚度与位于正常高度的特定三维模型的高度/厚度相等。

图5A-5C是当特定三维模型的高度补偿值为负值时，对特定三维模型进行打印的另一实施例。在此实施例中，图5A中所示的承载台120的底面121与图4A相同。其中的特定三维模型及其布置位置也相同，包括第四特定三维模型440、第五特定三维模型450和第六特定三维模型460。同样，假定第四特定三维模型440所处的布置位置的高度是正常高度，第五特定三维模型450所处的布置位置的高度比正常高度低一个层厚，第六特定三维模型460所处的布置位置的高度比正常高度低两个层厚。

在本实施例中，预先从第五特定三维模型450的最底层开始去除一层切片图像，从第六特定三维模型460的数据模型的最底层开始去除两层切片图像。

参考图5A所示，在打印开始时，利用三维打印设备中的图像曝光系统140同时对三个特定三维模型进行打印。其中，对第四特定三维模型440的第一层切片图像进行打印，对第五特定三维模型450的第二层切片图像进行打印，对第六特定三维模型460的第三层切片图像进行打印。由于固化光线的穿透能力，尽管只是根据一层切片图像进行打印，但是对于各个特定三维模型来说，所获得的打印模型的厚度是不一样的。具体地，若一层打印树脂的厚度为d，则经过本步骤的打印，对应于第四特定三维模型440、第五特定三维模型450和第六特定三维模型460所获得的三维模型的厚度分别是d、2d和3d。

参考图5B所示，经过图5A的打印之后，再对第四特定三维模型440的第二层切片图像、第五特定三维模型450的第三层切片图像、第六特定三维模型460的第四层切片图像进行打印。其中，第四特定三维模型440的第二层切片图像与第五特定三维模型450的第二层切片图像具有相同的填充图案，表示二者都为各自特定三维模型的第二层。

参考图5C所示，经过图5B的打印之后，再对第四特定三维模型440的第三层切片图像、第五特定三维模型450的第四层切片图像、第六特定三维模型460的第五层切片图像进行打印。其中，第四特定三维模型440的第三层切片图像、第五特定三维模型450的第三层切片图像和第六特定三维模型460的第三层切片图像具有相同的填充图案，表示三者都为各自特定三维模型的第三层。

按照图5A-5C所示，依次对第四特定三维模型440、第五特定三维模型450和第六特定三维模型460进行打印，直到打印结束。

可以理解的是，图3A-3D、图4A-4D和图5A-5C所示仅为表示承载台120底面121的不平整的示例。承载台120底面121的不平整还可以是其他任意的情况。在不同的情况下，可以指定承载台120底面121上的某处位置为正常高度，并以该正常高度为基准，对位于高于正常高度位置的特定三维模型确定正的高度补偿值，对位于低于正常高度位置的特定三维模型确定负的高度补偿值，并参照本发明的三维打印方法进行打印，就可以对承载台上的特定三维模型分别进行高度补偿，以获得相同高度/厚度的特定三维模型。

在本发明的各实施例中，打印树脂可以是液态光敏树脂或者是添加了额外成分的液态光敏树脂。

本发明还包括一种适于打印三维模型的三维打印设备，该三维打印设备包括打印机构和控制器。该控制器配置为可以控制该打印机构执行如上文所述的三维打印方法。举例来说，该控制器可为例如个人计算机、嵌入式计算机等计算设备。

本发明还包括一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，该计算机程序代码在由处理器执行时可以实现如上文所述的三维打印方法。

除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，各权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

本申请的方法和系统的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。

计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种三维打印方法，包括以下步骤：

获取用于承载三维模型的承载台的平整度参数，将承载台上某一处位置高于或低于正常高度的误差作为表征该处位置平整度的平整度参数，当所述位置低于所述正常高度时，所述平整度参数为正值，当所述位置高于所述正常高度时，所述平整度参数为负值；

根据特定三维模型在所述承载台上的布置位置以及所述平整度参数，确定所述特定三维模型的高度补偿值；以及

曝光所述特定三维模型从面向所述承载台的底面起的至少一层，其中根据所述高度补偿值确定所述特定三维模型的增加或减少的层数；

其中，根据特定三维模型在所述承载台上的布置位置以及所述平整度参数，确定所述特定三维模型的高度补偿值的步骤包括：

获得所述布置位置的平整度参数；

根据所述布置位置的平整度参数确定所述高度补偿值，所述高度补偿值与所述平整度参数符号相反；

根据所述高度补偿值确定所述特定三维模型的增加或减少的层数的步骤包括：

当所述特定三维模型的高度补偿值为正值时，将所述特定三维模型的数据模型的最底层切片图像推迟一层或数层打印；

当所述特定三维模型的高度补偿值为负值时，从所述特定三维模型的数据模型的最底层开始去除一层或数层切片图像；

当所述特定三维模型的高度补偿值为零时，保持所述特定三维模型的数据模型的切片图像层数。

2.如权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，获取用于承载三维模型的承载台的平整度参数的步骤包括：

根据一标准数据模型在所述承载台的各个位置打印至少一个三维模型；

计算所述至少一个三维模型相对于所述标准数据模型的误差；以及

根据各个误差确定所述承载台的各个位置的平整度参数。

3.如权利要求2所述的三维打印方法，其特征在于，当所述至少一个三维模型的高度高于所述标准数据模型的高度时，其位置对应的平整度参数为正值；当所述至少一个三维模型的高度低于所述标准数据模型的高度时，其位置对应的平整度参数为负值。

4.如权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，所述特定三维模型的每层的厚度为0.05-0.3mm。

5.如权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，所述数层的数量为2-5层。

6.如权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，所述方法使用光固化法进行打印。

7.如权利要求1所述的三维打印方法，其特征在于，所述三维模型为牙齿模型。

8.一种三维打印设备，适于打印三维模型，所述三维打印设备包括打印机构和控制器，所述控制器配置为控制所述打印机构执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

9.一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

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