CN112026389A - 一种3d印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D印刷方法，包括多个步骤，先依据图案的色彩分布以及各点色彩所处的高度，对承载板和覆盖板进行加工，然后将图案立体地印刷在承载板上，同时进行上色，接着在承载板上铺设透明树脂以保护色彩，最后将覆盖板覆盖其上。本发明一种3D印刷方法，采用自动化流水线式工作，能够印刷出具有3D立体效果的印刷物，并且能够自动上色，而且色彩鲜艳，能够长久保存。

Description

一种3D印刷方法

技术领域

本发明涉及一种3D印刷方法。

背景技术

3D印刷，又叫立体印刷，通常是指立体光栅印刷。它采用的是一种模拟人眼间距可产生空间差的原理，将不同角度、不同层次的像素记录在感光材料上，再借助光栅材料的复合，于二维的平面图像上呈现三维的立体效果乃至虚拟实境通过这种途径，人们无需借助任何工具，直接通过眼睛观察即可清晰明确地感受立体画面的奇妙乐趣。3D立体印刷品和三维立体图一样在电脑上看不到立体效果，但是立体印刷品印刷出来的之后，由于光栅材料的特殊性，无需佩戴立体眼镜，便可以看到立体效果。

近年来，随着生活水平不断提高，人们对家电、电子产品的外观个性化需求越来越高，具有特殊外观装饰效果的一些产品越来越受到大家的青睐，其中3D立体的外观装饰效果，具备很强的视觉冲击感，正在成为人们追求的一个热点。因此，3D印刷新技术的应用如雨后春笋般出现，在婚纱摄影、广告招贴、艺术装饰、鼠标垫、手机保护套等产品上均出现了3D印刷效果及产品。

目前的3D印刷，工序较为繁杂，并且没有自带涂色功能。若想要产品具有色彩，一种方法是先在板上图上色彩，再进行3D印刷；第二种，就是完成3D印刷后，再喷涂色彩。无论是哪种方式，均存在效率低下的问题，并且色彩均无法长时间保存，会随时间变化而逐渐淡去。最后，两种方式，均无法实现色彩的渐变效果。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种3D印刷方法，采用自动化流水线式工作，能够印刷出具有3D立体效果的印刷物，并且能够自动上色，而且色彩鲜艳，能够长久保存。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种3D印刷方法，包括：步骤a，将需要印刷的原始图案输入计算机，计算机根据图像的色彩深度变化，计算出图像在Z轴上的高度变化，接着计算机再根据印刷用图案的尺寸和需要印刷的大小，从而计算出所需的覆盖板和承载板的尺寸，覆盖板尺寸和印刷用图案的尺寸大小吻合，承载板尺寸各边均比覆盖板尺寸大2-5mm；步骤b，根据上一步骤获得的覆盖板和承载板的尺寸，在母版上规划出两者大小，并且规划的尺寸比需求的尺寸盈余2mm，然后利用激光切割将覆盖板和承载板切割出来；步骤c，将切割下来的覆盖板和承载板进行第二次测量，检测出边缘多余出来的实际部分，再利用细磨将多余部分磨去，然后在承载板的边缘粘帖挡条，挡条围城的空间能够放入覆盖板；步骤d，计算机内将承载板和印刷用图案叠合，计算机扫描了印刷用图案后，能够在承载板上对应部位记录需要使用的色彩，再利用在步骤a中获得的高度数值，结合上述的色彩值，从而完成承载板上的虚拟建模，建模数据包括打印的高度，以及各个点位的色彩变化；步骤e，将承载板放在印刷台上，打印头将物料射在承载板，按照高度的变化喷射足够的物料，同时喷雾头朝向完成打印的物料表面喷射色料，色料附着在其上，完成上色工作；完成全部的印刷、上色工作后，进行静置，待完全冷却后，进入下一步骤；步骤f，在承载板上涂一层透明的液态的树脂，树脂顶面高图像在Z轴上的最高点0.5至1mm，再将顶面抹平后，待树脂硬化后进行测量，确保顶面平整后进入下一步骤；步骤g，将覆盖板放在加热台上，进行升温加热，使其底面温度升高，并且控制温度在90-110度之间，加热3-5分钟，且控制覆盖板底面无软化现象，然后将升温后的覆盖板，压在所述承载板上，施加足够的压力并静置5分后，最后进行降温处理；步骤h，将完成降温处理的产品取出，从顶面和四侧的侧面拍摄检测照，检测照传入计算机进行校验；步骤i，先将顶面照片和原始图案进行比较，比对色彩的色差，若色差不高于3%，则产品进入下一步骤进行后续检验，若色差高于3%，则产品不合格，将其输送至回收设备进行资源回收；步骤j，对产品四侧的侧面照片进行光照检验，若无检测到气泡，则产品合格，将成品输送出去进行包装，若检测到气泡，则产品不合格，将其放入回收设备中进行资源回收。

步骤a中，需要印刷的原始图案输入计算机后，操作人员可以在计算机的辅助下，手动调节图像各点在z轴上的高度变化。

步骤c中，挡条的宽度数值为承载板尺寸各边均比覆盖板尺寸大的数值；挡条的高度数值比图像在Z轴上的最高点和覆盖板的厚度之和大0.5至1mm。

步骤d中，细磨进行时，实时进行吹气散热和吸气除尘处理，同时实时监测覆盖板温度，控制覆盖板温度不高于90度，并且无软化现象。

步骤e中的承载板尺寸大于所述覆盖板，在完成印刷后，再在在承载板上周边粘上挡边，挡边围城的空间大小等同于覆盖板的尺寸大小。

步骤g中，将覆盖板压在承载板时，先将覆盖板倾斜，使其一边缘和水平面呈30度夹角，再进行移动，在覆盖板的该边缘靠近对应的挡边上方后，然后缓慢下移覆盖板，在该边缘刚触碰承载板顶面的树脂的时候，调整覆盖板的方向并且保持下压的移动，在保持该边缘不再移动的前提下，转动覆盖板，调整至覆盖板贴合至承载板的顶面，在此过程中，将覆盖板和承载板之间的空气排出，最后保证覆盖板垂直于承载板进行下压。

步骤e中，打印头和喷雾头为一体，其中喷雾头底端比打印头底端高2-5mm。

所述喷雾头设置有一个喷雾出口和三个色料进口，所述色料进口各连接有一根输料管，三根输料管分别输送品红色染色液、黄色染色液和青色染色液；所述输料管各自连接有一个输液泵，所述输液泵可调节输出量；所述喷雾头内设置有混合仓，所述品红色染色液、黄色染色液和青色染色液在该处混合出各种色彩，最终从喷雾出口离开，进行上色工作。

步骤i中，拍摄侧边照片时，需要从检测头同方向，发射平行光至产品处；步骤j中的检测，检测照片中的亮光斑，若存在亮光斑，则表明产品中存在气泡。

所述回收设备对废品进行加热处理，然后将覆盖板和承载板进行分离；分离出的覆盖板和承载板进行清理后，再次回收利用；排出的包括色料，物料和树脂的废料则再次进行分离回收。

本发明一种3D印刷方法，采用自动化流水线式工作，能够印刷出具有3D立体效果的印刷物，并且能够自动上色，而且色彩鲜艳，能够长久保存。

具体实施方式

以下将对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。

一种3D印刷方法，包括：步骤a，将需要印刷的原始图案输入计算机，计算机根据图像的色彩深度变化，计算出图像在Z轴上的高度变化，接着计算机再根据印刷用图案的尺寸和需要印刷的大小，从而计算出所需的覆盖板和承载板的尺寸，覆盖板尺寸和印刷用图案的尺寸大小吻合，承载板尺寸各边均比覆盖板尺寸大2-5mm；步骤b，根据上一步骤获得的覆盖板和承载板的尺寸，在母版上规划出两者大小，并且规划的尺寸比需求的尺寸盈余2mm，然后利用激光切割将覆盖板和承载板切割出来；步骤c，将切割下来的覆盖板和承载板进行第二次测量，检测出边缘多余出来的实际部分，再利用细磨将多余部分磨去，然后在承载板的边缘粘帖挡条，挡条围城的空间能够放入覆盖板；步骤d，计算机内将承载板和印刷用图案叠合，计算机扫描了印刷用图案后，能够在承载板上对应部位记录需要使用的色彩，再利用在步骤a中获得的高度数值，结合上述的色彩值，从而完成承载板上的虚拟建模，建模数据包括打印的高度，以及各个点位的色彩变化；步骤e，将承载板放在印刷台上，打印头将物料射在承载板，按照高度的变化喷射足够的物料，同时喷雾头朝向完成打印的物料表面喷射色料，色料附着在其上，完成上色工作；完成全部的印刷、上色工作后，进行静置，待完全冷却后，进入下一步骤；步骤f，在承载板上涂一层透明的液态的树脂，树脂顶面高图像在Z轴上的最高点0.5至1mm，再将顶面抹平后，待树脂硬化后进行测量，确保顶面平整后进入下一步骤；步骤g，将覆盖板放在加热台上，进行升温加热，使其底面温度升高，并且控制温度在90-110度之间，加热3-5分钟，且控制覆盖板底面无软化现象，然后将升温后的覆盖板，压在所述承载板上，施加足够的压力并静置5分后，最后进行降温处理；步骤h，将完成降温处理的产品取出，从顶面和四侧的侧面拍摄检测照，检测照传入计算机进行校验；步骤i，先将顶面照片和原始图案进行比较，比对色彩的色差，若色差不高于3%，则产品进入下一步骤进行后续检验，若色差高于3%，则产品不合格，将其输送至回收设备进行资源回收；步骤j，对产品四侧的侧面照片进行光照检验，若无检测到气泡，则产品合格，将成品输送出去进行包装，若检测到气泡，则产品不合格，将其放入回收设备中进行资源回收。

步骤a中，需要印刷的原始图案输入计算机后，操作人员可以在计算机的辅助下，手动调节图像各点在z轴上的高度变化。

步骤c中，挡条的宽度数值为承载板尺寸各边均比覆盖板尺寸大的数值；挡条的高度数值比图像在Z轴上的最高点和覆盖板的厚度之和大0.5至1mm。

步骤d中，细磨进行时，实时进行吹气散热和吸气除尘处理，同时实时监测覆盖板温度，控制覆盖板温度不高于90度，并且无软化现象。

步骤e中的承载板尺寸大于所述覆盖板，在完成印刷后，再在在承载板上周边粘上挡边，挡边围城的空间大小等同于覆盖板的尺寸大小。

步骤g中，将覆盖板压在承载板时，先将覆盖板倾斜，使其一边缘和水平面呈30度夹角，再进行移动，在覆盖板的该边缘靠近对应的挡边上方后，然后缓慢下移覆盖板，在该边缘刚触碰承载板顶面的树脂的时候，调整覆盖板的方向并且保持下压的移动，在保持该边缘不再移动的前提下，转动覆盖板，调整至覆盖板贴合至承载板的顶面，在此过程中，将覆盖板和承载板之间的空气排出，最后保证覆盖板垂直于承载板进行下压。

步骤e中，打印头和喷雾头为一体，其中喷雾头底端比打印头底端高2-5mm。

所述喷雾头设置有一个喷雾出口和三个色料进口，所述色料进口各连接有一根输料管，三根输料管分别输送品红色染色液、黄色染色液和青色染色液；所述输料管各自连接有一个输液泵，所述输液泵可调节输出量；所述喷雾头内设置有混合仓，所述品红色染色液、黄色染色液和青色染色液在该处混合出各种色彩，最终从喷雾出口离开，进行上色工作。

步骤i中，拍摄侧边照片时，需要从检测头同方向，发射平行光至产品处；步骤j中的检测，检测照片中的亮光斑，若存在亮光斑，则表明产品中存在气泡。

所述回收设备对废品进行加热处理，然后将覆盖板和承载板进行分离；分离出的覆盖板和承载板进行清理后，再次回收利用；排出的包括色料，物料和树脂的废料则再次进行分离回收。

本发明利用色彩三原色的相互混合，从而能够产生不同的色彩，再根据高度值，将色彩喷洒在3D印刷出的产品上，然后利用树脂进行隔绝氧气，从而避免色彩被氧化而变色，因此能够保持色彩鲜艳较长时间。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种3D印刷方法，其特征在于，包括：步骤a，将需要印刷的原始图案输入计算机，计算机根据图像的色彩深度变化，计算出图像在Z轴上的高度变化，接着计算机再根据印刷用图案的尺寸和需要印刷的大小，从而计算出所需的覆盖板和承载板的尺寸，覆盖板尺寸和印刷用图案的尺寸大小吻合，承载板尺寸各边均比覆盖板尺寸大2-5mm；步骤b，根据上一步骤获得的覆盖板和承载板的尺寸，在母版上规划出两者大小，并且规划的尺寸比需求的尺寸盈余2mm，然后利用激光切割将覆盖板和承载板切割出来；步骤c，将切割下来的覆盖板和承载板进行第二次测量，检测出边缘多余出来的实际部分，再利用细磨将多余部分磨去，然后在承载板的边缘粘帖挡条，挡条围城的空间能够放入覆盖板；步骤d，计算机内将承载板和印刷用图案叠合，计算机扫描了印刷用图案后，能够在承载板上对应部位记录需要使用的色彩，再利用在步骤a中获得的高度数值，结合上述的色彩值，从而完成承载板上的虚拟建模，建模数据包括打印的高度，以及各个点位的色彩变化；步骤e，将承载板放在印刷台上，打印头将物料射在承载板，按照高度的变化喷射足够的物料，同时喷雾头朝向完成打印的物料表面喷射色料，色料附着在其上，完成上色工作；完成全部的印刷、上色工作后，进行静置，待完全冷却后，进入下一步骤；步骤f，在承载板上涂一层透明的液态的树脂，树脂顶面高图像在Z轴上的最高点0.5至1mm，再将顶面抹平后，待树脂硬化后进行测量，确保顶面平整后进入下一步骤；步骤g，将覆盖板放在加热台上，进行升温加热，使其底面温度升高，并且控制温度在90-110度之间，加热3-5分钟，且控制覆盖板底面无软化现象，然后将升温后的覆盖板，压在所述承载板上，施加足够的压力并静置5分后，最后进行降温处理；步骤h，将完成降温处理的产品取出，从顶面和四侧的侧面拍摄检测照，检测照传入计算机进行校验；步骤i，先将顶面照片和原始图案进行比较，比对色彩的色差，若色差不高于3%，则产品进入下一步骤进行后续检验，若色差高于3%，则产品不合格，将其输送至回收设备进行资源回收；步骤j，对产品四侧的侧面照片进行光照检验，若无检测到气泡，则产品合格，将成品输送出去进行包装，若检测到气泡，则产品不合格，将其放入回收设备中进行资源回收。

2.根据权利要求1所述的一种3D印刷方法，其特征在于：步骤a中，需要印刷的原始图案输入计算机后，操作人员可以在计算机的辅助下，手动调节图像各点在z轴上的高度变化。

3.根据权利要求1所述的一种3D印刷方法，其特征在于：步骤c中，挡条的宽度数值为承载板尺寸各边均比覆盖板尺寸大的数值；挡条的高度数值比图像在Z轴上的最高点和覆盖板的厚度之和大0.5至1mm。

4.根据权利要求1所述的一种3D印刷方法，其特征在于：步骤d中，细磨进行时，实时进行吹气散热和吸气除尘处理，同时实时监测覆盖板温度，控制覆盖板温度不高于90度，并且无软化现象。

5.根据权利要求1所述的一种3D印刷方法，其特征在于：步骤e中的承载板尺寸大于所述覆盖板，在完成印刷后，再在在承载板上周边粘上挡边，挡边围城的空间大小等同于覆盖板的尺寸大小。

6.根据权利要5所述的一种3D印刷方法，其特征在于：步骤g中，将覆盖板压在承载板时，先将覆盖板倾斜，使其一边缘和水平面呈30度夹角，再进行移动，在覆盖板的该边缘靠近对应的挡边上方后，然后缓慢下移覆盖板，在该边缘刚触碰承载板顶面的树脂的时候，调整覆盖板的方向并且保持下压的移动，在保持该边缘不再移动的前提下，转动覆盖板，调整至覆盖板贴合至承载板的顶面，在此过程中，将覆盖板和承载板之间的空气排出，最后保证覆盖板垂直于承载板进行下压。

7.根据权利要求1所述的一种3D印刷方法，其特征在于：步骤e中，打印头和喷雾头为一体，其中喷雾头底端比打印头底端高2-5mm。

8.根据权利要求1所述的一种3D印刷方法，其特征在于：所述喷雾头设置有一个喷雾出口和三个色料进口，所述色料进口各连接有一根输料管，三根输料管分别输送品红色染色液、黄色染色液和青色染色液；所述输料管各自连接有一个输液泵，所述输液泵可调节输出量；所述喷雾头内设置有混合仓，所述品红色染色液、黄色染色液和青色染色液在该处混合出各种色彩，最终从喷雾出口离开，进行上色工作。

9.根据权利要求1所述的一种3D印刷方法，其特征在于：步骤i中，拍摄侧边照片时，需要从检测头同方向，发射平行光至产品处；步骤j中的检测，检测照片中的亮光斑，若存在亮光斑，则表明产品中存在气泡。

10.根据权利要求1所述的一种3D印刷方法，其特征在于：所述回收设备对废品进行加热处理，然后将覆盖板和承载板进行分离；分离出的覆盖板和承载板进行清理后，再次回收利用；排出的包括色料，物料和树脂的废料则再次进行分离回收。