CN113183456B - 提高光固化3d打印模型表面指定区域精细度的方法 - Google Patents

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    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing

Abstract

本发明提供了八种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其中方法1‑4既可以对人偶类3D模型整体开启抗锯齿功能/开启图像边缘模糊功能，使打印后的模型整体表面光洁、平整，又可以圈选出模型表面的指定区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，以保留指定区域内切片图像边缘锯齿效果，使打印后的模型表面特定特征线条明显突出，使模型表面指定区域内的特定特征的精细度得到提高；其中方法5‑8在方法1‑4的基础上对指定区域所在切片层设定更薄更小的切片层参数，使打印后模型表面的Z轴方向上的阶梯齿感更弱，从而使模型表面指定区域内的特定特征的精细度得到进一步提高。

Description

提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，具体涉及提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法。
背景技术
目前在现有的光固化3D打印中，影响打印生成的模型的外观精细程度的因素主要受到两个方面的影响，一是在Z轴方向上，切片设置时的层厚越大，则打印后模型表面的Z轴方向上的阶梯齿感越明显；二是在XY平面上，受掩膜透光屏的像素分辨率的影响，分辨率越低，紫外光透过掩膜透光屏后所产生的掩膜图像边缘锯齿越明显，因此打印后模型在XY平面上的边缘锯齿也就越明显；通常情况下，前者在3D打印模型切片预处理环节通过设置较小的层厚，来使得打印模型的表面在Z轴方向上呈现出较为细腻的精细感；而后者则需要在无法改变受掩膜透光屏分辨率的情况下，在3D打印模型切片预处理环节通过开启抗锯齿功能/图像边缘模糊功能，使掩膜图像边缘锯齿在像素灰度渐变自然衔接的情况下可以实现渐变过渡，从而消除锯齿间的色彩突变所带来的清晰锯齿感；其一般的实现原理是，将3D模型按Z轴上的指定层厚进行切片后，每层切片中包含一张XY平面的掩膜图像，若对掩膜图像开启抗锯齿功能/图像边缘模糊功能，则掩膜图像边缘锯齿趋于模糊，打印时的模型成型树脂层边缘锯齿也就模糊；若对掩膜图像不开启抗锯齿功能/不开启图像边缘模糊功能，则掩膜图像边缘锯齿清晰，紫外光固化打印时的模型成型树脂层边缘锯齿也就清晰；
但是，目前的3D打印模型切片预处理软件在对模型开启抗锯齿功能/开启图像边缘模糊功能时，只能对整个模型统一进行开启抗锯齿/开启图像边缘模糊设置，使3D模型所有切片层的掩膜图像在XY平面上的都产生边缘锯齿；在面对3D模型表面细节结构特征比较简洁的模型时，统一开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能可以使打印后的模型表面光洁、平整；但是在面对人偶类3D模型时，特别是如人眼、眉毛处，其表面细节结构特征比较多，且外观线条比较繁杂，此时如果还对其统一开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，则掩膜图像锯齿边缘像素灰度值由黑白分明变为渐变过渡，会使掩膜透光屏在锯齿位置像素的黑白分明的透光效果也成为渐变状态，相对应的其像素位置受到紫外光照射的光敏树脂成型体素也就会固化成型反应不充分，导致体素之间相互融合及合并，也就会使打印后的模型表面，沟壑较深的位置在打印后沟壑会填充变浅；而沟壑较浅的位置在打印后沟壑会填充变淡；这样就会使外部线条不明显，使该位置的精细度变低，还会使光线阴影带来的线条感减弱。
因此在预处理表面细节结构特征较多的人偶类3D模型时，既需要对指定区域之外的部分开启抗锯齿功能/图像边缘模糊功能，又需要对指定区域关闭抗锯齿功能/关闭图像边缘模糊功能，在此基础上还可以对指定区域所在切片层设定更薄更小的切片层参数，使打印后模型表面的Z轴方向上的阶梯齿感更弱，从而进一步提高光固化3D打印模型表面指定区域的精细度；所以，针对这种情况，需要具体能够提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法。
发明内容
为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供了八种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其中方法1-4既可以对人偶类3D模型整体开启抗锯齿功能/开启图像边缘模糊功能，使打印后的模型整体表面光洁、平整，又可以圈选出模型表面的指定区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，以保留指定区域内切片图像边缘锯齿效果，使打印后的模型表面特定特征线条明显突出，使模型表面指定区域内的特定特征的精细度得到提高；其中方法5-8在方法1-4的基础上对指定区域所在切片层设定更薄更小的切片层参数，使打印后模型表面的Z轴方向上的阶梯齿感更弱，从而使模型表面指定区域内的特定特征的精细度得到进一步提高。本发明所采用的技术方法如下：
方法1，采用正选方式，先对模型表面整体开启抗锯齿/图像边缘模糊功能，然后划定第一区域作为指定区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，其包括以下步骤：
通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
通过3D打印切片软件对3D模型开启抗锯齿/图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
方法2，采用反选方式，先对模型表面划定第一区域作为指定区域，然后以第一区域为参考反选出第二区域作为非指定区域并对其开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，其包括以下步骤：
通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域；
通过3D打印切片软件对3D模型表面以第一区域为参考手动反选出第二区域并对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
方法3，采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，然后只对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，其包括以下步骤：
通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
方法4，采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，然后将第一区域作为指定区域并对其开启图像锐化功能，然后将第二区域作为非指定区域并对其开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，其包括以下步骤：
通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
通过3D打印切片软件对第一区域开启图像锐化功能；
通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
方法5，采用正选方式，先对模型表面整体开启抗锯齿/图像边缘模糊功能，然后划定第一区域作为指定区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，然后对模型整体设定第二层厚参数，再对第一区域所在的切片层设定第一切片层厚参数，其包括以下步骤：
通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
通过3D打印切片软件对3D模型开启抗锯齿/图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
方法6，采用反选方式，先对模型表面划定第一区域作为指定区域，然后以第一区域为参考反选出第二区域作为非指定区域并对其开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，然后对模型整体设定第二层厚参数，再对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数，其包括以下步骤：
通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域；
通过3D打印切片软件对3D模型表面以第一区域为参考手动反选出第二区域并对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
方法7，采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，然后只对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，然后对模型整体设定第二层厚参数，再对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数，其包括以下步骤：
通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
方法8，采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，然后将第一区域作为指定区域并对其开启图像锐化功能，然后将第二区域作为非指定区域并对其开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，然后对模型整体设定第二层厚参数，再对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数，其包括以下步骤：
通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
通过3D打印切片软件对第一区域开启图像锐化功能；
通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
作为优选，所述抗锯齿功能中抗锯齿级别为2级，或4级，或8级。
作为优选，所述抗锯齿功能中锯齿边缘过渡处像素的灰度级别数为0-8中的任一自然数。
作为优选，所述图像边缘模糊功能中图像模糊像素的级别数为2，或3，或4。
作为优选，所述第一区域为闭合区域；所述第一区域的数量为一个，或多个。
作为优选，通过3D打印切片软件手动划定第一区域或第二区域的方式包括：通过线条闭合套选工具进行线条闭合套选，或通过选框工具进行框选，或通过球形实体交集工具进行实体交集选择，或通过布尔选择工具进行布尔反选，或通过着色工具进行着色选择，或通过手动输入坐标点进行坐标闭合圈选，或通过投影工具进行面投影选择。
作为优选，所述3D模型切片后生成的3D模型切片数据由LCD光固化3D打印机，或DLP光固化3D打印机，或CLIP光固化3D进行光固化打印。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明方法1-4对人偶类3D模型整体开启抗锯齿功能，可以使打印后的模型整体表面光洁、平整；对人偶类3D模型整体开启图像边缘模糊功能，使切片图像边缘出现多层灰度渐变锯齿，又可以令打印后的模型指定区域之外的部分表面光洁性、平整性进一步提高；还可以圈选出模型表面的指定区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，以保留指定区域内切片图像边缘锯齿效果，使特定特征线条明显突出，使模型表面指定区域内的特定特征的精细度得到提高。
2.本发明方法5-8在方法1-4的基础上对指定区域所在切片层设定更薄更小的切片层参数，使打印后模型表面的Z轴方向上的阶梯齿感更弱，从而使模型表面指定区域内的特定特征的精细度得到进一步提高。
3.本发明方法1中采用正选方式，可以对指定区域开启图像锐化功能，使图像边缘锯齿的黑白对比更为鲜明，使边缘锯齿效果得到增强，从而使模型表面指定区域内的特定特征的精细度得到进一步提高；方法5在其基础上先对整个模型设定统一的第一层厚，然后对指定区域所在的切片层再设定另一个单独的第二层厚，使指定区域的每一个切片打印层厚更薄，从而使Z轴方向上的阶梯齿更弱，以此提高打印精细度。
4.本发明方法2中采用反选方式，可以对指定区域不能选择开启图像锐化功能，但是能够选择关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，使图像边缘锯齿像素的原始灰度值得到保留，有利于保持模型指定区域本身的精细度；方法6在其基础上先对整个模型设定统一的第一层厚，然后对指定区域所在的切片层再设定另一个单独的第二层厚，使指定区域的每一个切片打印层厚更薄，从而使Z轴方向上的阶梯齿更弱，以此提高打印精细度。
5.本发明方法3中采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，方便分别对第一区域和第二区域各自单独直接设定功能属性；还可以和其它打印参数按各自区域一起操作设定，例如可以对第一区域所在层单独指定切片层厚和不开启抗锯齿功能，可以对第二区域也单独指定切片层厚和开启抗锯齿功能；这样的软件操作设定操作起来更直观简单和易于理解；方法7在其基础上先对整个模型设定统一的第一层厚，然后对指定区域所在的切片层再设定另一个单独的第二层厚，使指定区域的每一个切片打印层厚更薄，从而使Z轴方向上的阶梯齿更弱，以此提高打印精细度。
6.本发明方法4中采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，方便分别对第一区域和第二区域各自单独直接设定功能属性；可以对指定区域开启图像锐化功能，使图像边缘锯齿的黑白对比更为鲜明，使边缘锯齿效果得到增强，也可以和其它打印参数按各自区域一起操作设定，例如可以对第一区域所在层单独指定切片层厚和开启图像锐化功能，也可以对第二区域也单独指定切片层厚和开启抗锯齿功能；这样的软件操作设定操作起来更直观简单和易于理解；方法8在其基础上先对整个模型设定统一的第一层厚，然后对指定区域所在的切片层再设定另一个单独的第二层厚，使指定区域的每一个切片打印层厚更薄，从而使Z轴方向上的阶梯齿更弱，以此提高打印精细度。
附图说明
图1为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法1流程图；
图2为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法2流程图；
图3为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法3流程图；
图4为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法4流程图；
图5为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法5流程图；
图6为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法6流程图；
图7为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法7流程图；
图8为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法8流程图；
图9为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法人偶模型图；
图10为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法模型切片图1；
图11为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法特定切片图；
图12为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法切片掩膜图1；
图13为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法1或5实施例；
图14为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法2或6实施例；
图15为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法3或7实施例；
图16为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法4或8实施例；
图17为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法模型切片图2；
图18为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法切片掩膜图2；
图19为本发明方法进行切片后生成的3D模型切片数据的模型打印装置1；
图20为本发明方法进行切片后生成的3D模型切片数据的模型打印装置2。
标号说明：
控制器1；LCD屏2；掩膜图像透光通道21；掩膜图像遮挡阴影22；电机3；升降柱31；外置存储单元4；UVLED光源模块5；显示与操作单元6；成型平台7；液槽8；底膜80；光敏树脂81；模型成型树脂层82；底座9；投影装置230；第一区域100；第二区域200。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明。
图1为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法1流程图。如图所示，其采用正选方式，先对模型表面整体开启抗锯齿/图像边缘模糊功能，然后划定第一区域作为指定区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，其包括以下步骤：
SA01.通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
SA02.通过3D打印切片软件对3D模型开启抗锯齿/图像边缘模糊功能；
SA03.通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能；
SA04.通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
图2为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法2流程图。如图所示，其采用反选方式，先对模型表面划定第一区域作为指定区域，然后以第一区域为参考反选出第二区域作为非指定区域并对其开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，其包括以下步骤：
SB01.通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
SB02.通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域；
SB03.通过3D打印切片软件对3D模型表面以第一区域为参考手动反选出第二区域并对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
SB04.通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
图3为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法3流程图。如图所示，其采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，然后只对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，其包括以下步骤：
SC01.通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
SC02.通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
SC03.通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
SC04.通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
图4为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法4流程图。如图所示，其采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，然后将第一区域作为指定区域并对其开启图像锐化功能，然后将第二区域作为非指定区域并对其开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，其包括以下步骤：
SD01.通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
SD02.通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
SD03.通过3D打印切片软件对第一区域开启图像锐化功能；
SD04.通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
SD05.通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
图5为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法5流程图。如图所示，其采用正选方式，先对模型表面整体开启抗锯齿/图像边缘模糊功能，然后划定第一区域作为指定区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，然后对模型整体设定第二层厚参数，再对第一区域所在的切片层设定第一切片层厚参数，其包括以下步骤：
SE01.通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
SE02.通过3D打印切片软件对3D模型开启抗锯齿/图像边缘模糊功能；
SE03.通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域并开启图像锐化/关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能；
SE04.通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
SE05.通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
SE06.通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
图6为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法6流程图。如图所示，其采用反选方式，先对模型表面划定第一区域作为指定区域，然后以第一区域为参考反选出第二区域作为非指定区域并对其开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，然后对模型整体设定第二层厚参数，再对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数，其包括以下步骤：
SF01.通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
SF02.通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域；
SF03.通过3D打印切片软件对3D模型表面以第一区域为参考手动反选出第二区域并对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
SF04.通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
SF05.通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
SF06.通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
图7为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法7流程图。如图所示，其采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，然后只对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，然后对模型整体设定第二层厚参数，再对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数，其包括以下步骤：
SG01.通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
SG02.通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
SG03.通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
SG04.通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
SG05.通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
SG06.通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
图8为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法8流程图。如图所示，其采用并选方式，先对模型表面划定第一区域和第二区域，然后将第一区域作为指定区域并对其开启图像锐化功能，然后将第二区域作为非指定区域并对其开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，然后对模型整体设定第二层厚参数，再对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数，其包括以下步骤：
SH01.通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
SH02.通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
SH03.通过3D打印切片软件对第一区域开启图像锐化功能；
SH04.通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能；
SH05.通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
SH06.通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
SH07.通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
图9为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法人偶模型图。如图所示，在图中人偶3D模型上，指定圆圈区域内的人眼、眉毛处，其表面细节结构特征比较多，且外观线条比较繁杂；所以将指定圆圈区域内的指定区域指定为第一区域100，将整体除指定圆圈区域以外的部分指定为第二区域200；
而在现有的光固化3D打印中，影响打印生成的模型的外观精细程度的因素主要受到两个方面的影响，一是在Z轴方向上，切片设置时的层厚越大，则打印后模型表面的Z轴方向上的阶梯齿越明显；二是在XY平面上，受掩膜透光屏的像素分辨率的影响，分辨率越低，紫外光透过掩膜透光屏后所产生的掩膜图像边缘锯齿越明显，因此打印后模型在XY平面上的边缘锯齿越明显；
而在本图中，要想取得最好的打印效果，需要在Z轴方向上，对人偶3D模型设置较小的打印层厚；还需要对人偶3D模型整体开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能，使其打印时全部的模型成型树脂层边缘锯齿感减弱，以提高模型打印后的模型表面光洁度、平整度；与此同时，还需要特别对人偶3D模型指定圆圈区域内的人眼、眉毛处关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能，使其指定圆圈区域所涉及的模型成型树脂层的边缘锯齿感保留，以提高模型打印后指定圆圈区域区域内的清晰锯齿感和清晰感所带来的精细度。
图10为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法模型切片图1。如图所示，对图9中的人偶3D模型按Z轴上的指定层厚进行切片后，其分为了001-015层；并且图9中人偶3D模型上内人眼、眉毛处的指定圆圈区域正好处于008、009、010层切片内。
图11为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法特定切片图。如图所示，在图10的基础上，图中展示的是包含指定圆圈区域的008、009、010层切片，这三层切片将指定圆圈区域及人偶3D模型上内人眼、眉毛处的表面细节结构特征均分为三层。
图12为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法切片掩膜图1。如图所示，在图11的基础上，008、009、010层切片中，每层切片中包含一张XY平面的掩膜图像，若对掩膜图像开启抗锯齿功能/图像边缘模糊功能，则掩膜图像边缘锯齿模糊，打印时的模型成型树脂层边缘锯齿也就模糊；若对掩膜图像开启图像锐化/关闭抗锯齿功能/关闭图像边缘模糊功能，则掩膜图像边缘锯齿清晰，打印时的模型成型树脂层边缘锯齿也就清晰。
图13为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法1或5实施例。如图所示，本图在图12或图18的基础上，在其层切片中任意取009层掩膜图像为例来演示本发明的方法1或5所带来的掩膜图像的状态；而本图具体又分成图13.1-13.4这四幅图来演示其掩膜图像的状态。
图13.1表示通过3D打印切片软件加载并打开3D模型后，不开启抗锯齿功能且不开启图像边缘模糊功能时，009层切片的掩膜图像的状态。
图13.2表示通过3D打印切片软件对3D模型开启抗锯齿功能或图像边缘模糊功能时，009层切片的掩膜图像的状态；图中黑色方框及其黑色点状填充为整体区域，表示在对3D模型整体开启其功能时，相应的也就选定了整个009层切片的掩膜图像。
图13.3表示通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域时，009层切片的掩膜图像的状态；图中黑色圆圈及其黑色点状填充为第一区域。
图13.4表示通过3D打印切片软件对3D模型表面手动划定第一区域后，对第一区域关闭抗锯齿/关闭图像边缘模糊功能后，009层切片的掩膜图像的状态；图中虚线黑色圆圈内的掩膜图像不再具有灰度渐变的锯齿边缘，其图像黑白交界处的图像锯齿边缘黑白对比分明，其正好对应于图9中的人偶3D模型的人眼、眉毛处；而虚线黑色圆圈外的掩膜图像依旧保持了抗锯齿/图像边缘模糊状态；再将本图的掩膜图像数据导入光固化打印机进行光固化打印，即可得到009层模型成型树脂层，其成型树脂层的四周在人眼、眉毛的位置锯齿感清晰、精细度高，而其余位置则边缘平整、光洁。
图14为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法2或6实施例。如图所示，本图在图12或图18的基础上，在其层切片中任意取009层掩膜图像为例来演示本发明的方法2或6所带来的掩膜图像的状态；本图具体又分成图14.1-14.4这四幅图来演示其掩膜图像的状态。
图14.1表示通过3D打印切片软件加载并打开3D模型后，不开启抗锯齿功能且不开启图像边缘模糊功能时，009层切片的掩膜图像的状态。
图14.2表示通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域时，009层切片的掩膜图像的状态；图中黑色圆圈及其黑色点状填充为第一区域。
图14.3表示通过3D打印切片软件对3D模型表面以第一区域为参考手动反选出第二区域时，009层切片的掩膜图像的状态；图中黑色方框及其黑色点状填充为第二区域。
图14.4表示通过3D打印切片软件对3D模型表面以第一区域为参考手动反选出第二区域后，对对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能后，009层切片的掩膜图像的状态；图中虚线黑色圆圈内的掩膜图像不再具有灰度渐变的锯齿边缘，其图像黑白交界处的图像锯齿边缘黑白对比分明，其正好对应于图9中的人偶3D模型的人眼、眉毛处；而虚线黑色圆圈外的掩膜图像依旧保持了抗锯齿/图像边缘模糊状态；再将本图的掩膜图像数据导入光固化打印机进行光固化打印，即可得到009层模型成型树脂层，其成型树脂层的四周在人眼、眉毛的位置锯齿感清晰、精细度高，而其余位置则边缘平整、光洁。
图15为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法3或7实施例。如图所示，本图在图12或图18的基础上，在其层切片中任意取009层掩膜图像为例来演示本发明的方法3或7所带来的掩膜图像的状态；本图具体又分成图15.1-15.4这四幅图来演示其掩膜图像的状态。
图15.1表示通过3D打印切片软件加载并打开3D模型后，不开启抗锯齿功能且不开启图像边缘模糊功能时，009层切片的掩膜图像的状态。
图15.2表示通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域时，009层切片的掩膜图像的状态；图中黑色圆圈及其黑色点状填充为第一区域；图中黑色方框及其黑色点状填充为第二区域。
图15.3表示通过3D打印切片软件对3D模型表面手动划定第一区域和第二区域后，对第一区域不开启抗锯齿/不开启图像边缘模糊功能，对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能后，009层切片的掩膜图像的状态；图中黑色圆圈及其黑色点状填充为第一区域；图中黑色方框及其黑色点状填充为第二区域。
图15.4表示通过3D打印切片软件对3D模型表面手动划定第一区域和第二区域后，对第一区域不开启抗锯齿/不开启图像边缘模糊功能，对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能后，009层切片的掩膜图像的状态；图中虚线黑色圆圈内的掩膜图像不再具有灰度渐变的锯齿边缘，其图像黑白交界处的图像锯齿边缘黑白对比分明，其正好对应于图9中的人偶3D模型的人眼、眉毛处；而虚线黑色圆圈外的掩膜图像依旧保持了抗锯齿/图像边缘模糊状态；再将本图的掩膜图像数据导入光固化打印机进行光固化打印，即可得到009层模型成型树脂层，其成型树脂层的四周在人眼、眉毛的位置锯齿感清晰、精细度高，而其余位置则边缘平整、光洁。
图16为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法4或8实施例。如图所示，本图在图12或图18的基础上，在其层切片中任意取009层掩膜图像为例来演示本发明的方法4或8所带来的掩膜图像的状态；本图具体又分成图16.1-16.4这四幅图来演示其掩膜图像的状态。
图16.1表示通过3D打印切片软件加载并打开3D模型后，不开启抗锯齿功能且不开启图像边缘模糊功能时，009层切片的掩膜图像的状态。
图16.2表示通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域时，009层切片的掩膜图像的状态；图中黑色圆圈及其黑色点状填充为第一区域；图中黑色方框及其黑色点状填充为第二区域。
图16.3表示通过3D打印切片软件对3D模型表面手动划定第一区域和第二区域后，对第一区域开启图像锐化功能使掩膜图像的边缘锯齿的黑白对比得到进一步增强，对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能后，009层切片的掩膜图像的状态；图中黑色圆圈及其黑色点状填充为第一区域；图中黑色方框及其黑色点状填充为第二区域。
图16.4表示通过3D打印切片软件对3D模型表面手动划定第一区域和第二区域后，对第一区域开启图像锐化功能，对第二区域开启抗锯齿/开启图像边缘模糊功能后，009层切片的掩膜图像的状态；图中虚线黑色圆圈内的掩膜图像不再具有灰度渐变的锯齿边缘，与此同时其图像黑白交界处的图像锯齿边缘黑色部分颜色进一步加深了，使黑白的对比得到进一步增强，其正好对应于图9中的人偶3D模型的人眼、眉毛处；而虚线黑色圆圈外的掩膜图像依旧保持了抗锯齿/图像边缘模糊状态；再将本图的掩膜图像数据导入光固化打印机进行光固化打印，即可得到009层模型成型树脂层，其成型树脂层的四周在人眼、眉毛的位置锯齿感清晰、精细度高，而其余位置则边缘平整、光洁。
图17为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法模型切片图2。如图所示，本图在图10中按第二层厚参数切片的基础上结合本发明方法5-8中，通过3D打印切片软件再对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数，在图9中008、009、010层所在切片层区域将第二切片层厚降低为原来层厚的50％，使其变为第一切片层厚，形成新的切片008、009、010、011、012、013层，相应的总的切片层数由图9中的001-015层变为001-018层，每层的序号也相应发生改变。
图18为本发明提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法切片掩膜图2。如图所示，在图17的基础上，008、009、010、011、012、013层切片中，每层切片中重新对应包含一张XY平面的掩膜图像，因为3D打印机是根据每层切片的掩膜图像来控制紫外照射生成模型成型树脂层的，所以每层切片至少需要包含一张XY平面的掩膜图像，3D打印机再根据每层的切片设定层厚来控制成型平台的打印抬升距离给每层切片的光固化成型预留光敏树脂成型空间的，所以每层的切片设定层厚对应于成型平台的打印抬升距离，再对每层切片的掩膜图像开启抗锯齿功能/图像边缘模糊功能，则掩膜图像边缘锯齿模糊，打印时的模型成型树脂层边缘锯齿也就模糊；若对掩膜图像开启图像锐化/关闭抗锯齿功能/关闭图像边缘模糊功能，则掩膜图像边缘锯齿清晰，打印时的模型成型树脂层边缘锯齿也就清晰。
图19为本发明方法进行切片后生成的3D模型切片数据的模型打印装置1。如图所示，图中电机3安装于升降柱31实现电驱动升降并带动成型平台7随其抬升或下降；所述底膜80设置于液槽8底部用于透光；所述液槽8内盛放光敏树脂81液体；所述控制器1电连接LCD屏2、电机3、外置存储单元4、UVLED光源模块5、显示与操作单元6；所述升降柱31、UVLED光源模块5、LCD屏2、液槽8均固定连接于底座9；
通过3D打印预处理软件对3D模型进行切片后生成3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数，并将这些数据文件存储于外置存储单元4；控制器1读取外置存储单元4中的3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数；控制器1控制LCD屏2载入3D模型切片掩膜图像数据并对其进行掩膜曝光；控制器1控制电机3驱动成型平台7按打印运动执行参数进行升降运动；通过显示与操作单元6向控制器1发出操作指令，使控制器1响应指令并发出控制信号控制各受控单元完成指令动作，以实现人机交互操作；控制器1向显示与操作单元6输出信号和数据，使之显示3D模型切片掩膜预览图像、打印运动执行参数、掩膜图像曝光时间参数、系统设定选项和系统运行参数；控制器1控制UVLED光源模块5点亮或灭灯；所述UVLED光源模块5发出紫外光及可见光透过LCD屏2中的掩膜图像和底膜80对液槽8内的光敏树脂81进行曝光照射使其光固化反应成型，形成一层一层的模型成型树脂层82；所述成型平台7用于在固化成型过程中附着固化成型后的光敏树脂81使其不断提升生长直至3D打印完成。
图20为本发明方法进行切片后生成的3D模型切片数据的模型打印装置2。如图所示，图中所述电机3安装于升降柱31实现电驱动升降并带动成型平台7随其抬升或下降；所述底膜80设置于液槽8底部用于透光；所述液槽8内盛放光敏树脂81液体；所述控制器1电连接电机3、外置存储单元4、显示与操作单元6、投影装置230；所述升降柱31、投影装置230、液槽8均固定连接于底座9；
通过3D打印预处理软件对3D模型进行切片后生成3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数，并将这些数据文件存储于外置存储单元4；控制器1读取外置存储单元4中的3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数；控制器1控制投影装置230载入层内图像打印页参数后亮屏并根据曝光时间参数对其进行掩膜投影；控制器1控制电机3驱动成型平台7按打印运动执行参数进行升降运动；通过显示与操作单元6向控制器1发出操作指令，使控制器1响应指令并发出控制信号控制各受控单元完成指令动作，以实现人机交互操作；控制器1向显示与操作单元6输出信号和数据，使之显示3D模型切片掩膜预览图像、打印运动执行参数、掩膜图像曝光时间参数、系统设定选项和系统运行参数；控制器1控制投影装置230载入层内图像打印页参数后亮屏并根据曝光时间参数对其进行掩膜投影，以及控制投影装置230的熄屏；投影装置230发出经过图像掩膜的紫外光及可见光投影透过底膜80对液槽8内的光敏树脂81进行曝光照射使其固化成型，形成一层一层的模型成型树脂层82；成型平台7用于在固化成型过程中附着固化成型后的光敏树脂81使其不断提升生长直至3D打印完成；投影装置230采用LCD式投影仪、或基于DMD数字微镜技术的DLP投影仪。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
通过3D打印切片软件对3D模型开启抗锯齿或图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域并开启图像锐化或关闭抗锯齿或关闭图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
2.一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域；
通过3D打印切片软件对3D模型表面以第一区域为参考手动反选出第二区域并对第二区域开启抗锯齿或开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
3.一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿或开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
4.一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过3D打印切片软件加载并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
通过3D打印切片软件对第一区域开启图像锐化功能；
通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿或开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
5.一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
通过3D打印切片软件对3D模型开启抗锯齿或图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域并开启图像锐化或关闭抗锯齿或关闭图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
6.一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征对3D模型表面手动划定第一区域；
通过3D打印切片软件对3D模型表面以第一区域为参考手动反选出第二区域并对第二区域开启抗锯齿或开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
7.一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿或开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
8.一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过3D打印切片软件载入并打开3D模型；
通过3D打印切片软件根据3D模型的特定特征将3D模型表面手动划定第一区域和第二区域；
通过3D打印切片软件对第一区域开启图像锐化功能；
通过3D打印切片软件对第二区域开启抗锯齿或开启图像边缘模糊功能；
通过3D打印切片软件对3D模型整体设定第二切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对第一区域所在切片层设定第一切片层厚参数；
通过3D打印切片软件对3D模型进行切片并将切片后生成的3D模型切片数据导入光固化打印机进行光固化打印。
9.根据权利要求1-8中任一所述的一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，所述抗锯齿功能中抗锯齿级别为2级，或4级，或8级；所述抗锯齿功能中锯齿边缘过渡处像素的灰度级别数为0-8中的任一自然数；所述图像边缘模糊功能中图像模糊像素的级别数为2，或3，或4。
10.根据权利要求1-8中任一所述的一种提高光固化3D打印模型表面指定区域精细度的方法，其特征在于，所述第一区域为闭合区域；所述第一区域的数量为一个，或多个；通过3D打印切片软件手动划定第一区域或第二区域的方式包括：通过线条闭合套选工具进行线条闭合套选，或通过选框工具进行框选，或通过球形实体交集工具进行实体交集选择，或通过布尔选择工具进行布尔反选，或通过着色工具进行着色选择，或通过手动输入坐标点进行坐标闭合圈选，或通过投影工具进行面投影选择；所述3D模型切片后生成的3D模型切片数据由LCD光固化3D打印机，或DLP光固化3D打印机，或CLIP光固化3D进行光固化打印。
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