CN114379095A - 光固化3d打印中修正丁达尔现象的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，3D打印模型受丁达尔现象影响的部位主要集中在物体外轮廓朝向投影区域中心的一侧以及空腔中丁达尔效应产生的光线散射对树脂的影响较大，根据丁达尔现象的这两个特性，将从对光机的镜头到树脂槽之间的空间封闭，增加排风系统，并在排风系统的进出风口安装空气过滤系统针对每个打印的图形文件边缘像素点突出显示后，将突出显示的像素点与图片中心点连线，检查突出显示的像素轮廓与图片中心点的连线段是否与自身轮廓产生交点，将不与自身轮廓相交的像素点单独保存为png图片，并对上述保存的图片进行灰度优化后，将得到的灰度图叠加到需要打印的模型图形文件上。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法。
背景技术
在现有技术中打印整板圆柱体时，由于敏感类型树脂在3D打印过程中光线投影投射到边缘位置时，光线时射入树脂内的方向成斜角设置，加上空气中的气溶胶与光线之间产生的漫反射，导致树脂产生微量的固化，并由于光线中能量强度不高、照射不够集中，从而导致打印的圆柱体发生丁达尔现象的一侧产生模糊的边缘，经过数层的叠加后，靠近这一区域的物体出现局部突起或者模糊，导致尺寸发生变化。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种减少丁达尔现象造成的打印物体边界扩散问题，并提高敏感类型树脂打印精准度的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法。
为了到达上述目的，本发明设计的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，分别对3D打印的模型中所需全部图形文件边缘位置做灰度优化；这种方法通过仔细分析3D打印产品的状态，以及打印过程中的问题，对图形文件边缘位置进行一定量的补偿，从而减少丁达尔现象造成的打印物体边界扩散问题。
进一步的方案是，对图形文件边缘位置做灰度优化的具体步骤如下：
1).将朝向3D打印投影区域中心点方向的模型边缘像素点轮廓突出显示；
2).将图形文件中心像素点分别通过采用不同的角度线，穿过突出显示的模型边缘像素点轮廓连接成夹角；
3).判断上述的夹角是否符合要求；
4).将符合要求的模型边缘像素点轮廓保存为PNG格式图片；
5).对保存的图片进行反色与高斯模糊的操作，生成灰度图；
6).将得到的灰度图叠加到需要打印的模型图形文件上。这种方法的设立针对3D打印的模型中所需全部图形文件边缘位置做光强调整，减少丁达尔现象造成的打印物体边界扩散问题，并提高了敏感型树脂打印的准确性。
进一步的方案是，所述的步骤3)中夹角是否符合要求的方法为判断不同的角度线是否与模型边缘像素点轮廓相交。这种方法的设立通过观察角度线与模型边缘像素点轮廓是否存在交点，从而对需要优化的位置进行判断，如存在交点则不符合优化条件，不存在交点则相反。
更进一步的方案是，所述的灰度图中明暗变化通过alpha值进行调整，alpha值与模型边缘像素点到模型中点的距离相等，设模型边缘像素点到模型中点的距离为D，打印区域的长短边长分别为a与b，alpha值与模型边缘像素点之间的关系为alpha＝2*D/√(a2+b2)。这种方法的设立可以通过alpha值的调控，对灰度图中的明暗变化进行调整，且alpha值与模型边缘像素点之间计算方程的建立可以根据光线的斜射角度对灰度图中的明暗变化进行调整。
更进一步的方案是，所述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法除开对需要打印的模型图形边缘做灰度优化以外，同时还可将从对光机的镜头到树脂槽之间的空间封闭，增加排风系统，并在排风系统的进出风口安装空气过滤系统。这种方法的设立通过增加排风系统，减少树脂槽内的空气，从而减少空气中含有的气溶胶造成的影响，并在排风系统的进出风口安装空气过滤系统，进一步减少气溶胶的形成。
本发明所设计的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，3D打印模型受丁达尔现象影响的部位主要集中在物体外轮廓朝向投影区域中心的一侧以及空腔中丁达尔效应产生的光线散射对树脂的影响较大，根据丁达尔现象的这两个特性，将从对光机的镜头到树脂槽之间的空间封闭，增加排风系统，并在排风系统的进出风口安装空气过滤系统针对每个打印的图形文件边缘像素点突出显示后，将突出显示的像素点与图片中心点连线，检查突出显示的像素轮廓与图片中心点的连线段是否与自身轮廓产生交点，将不与自身轮廓相交的像素点单独保存为png图片，并对上述保存的图片进行灰度优化后，将得到的灰度图叠加到需要打印的模型图形文件上，进而减少丁达尔现象造成的打印物体边界扩散问题，并提高敏感类型树脂打印精准度，例如M-Temp树脂的误差范围从1.6％下降至0.03％。
附图说明
图1是3D打印模型的图形文件。
图2是突出显示的模型边缘像素点轮廓图。
图3是图形文件中心像素点与模型边缘像素点轮廓的连接夹角图。
图4是连接夹角未与模型边缘像素点轮廓相交的灰度图。
图5是叠加灰度图的3D打印模型的图形文件。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1。
如图1所示，本实施例描述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，受丁达尔现象影响的部位主要集中在物体外轮廓朝向投影区域中心的一侧，根据丁达尔现象这个特征，分别对3D打印的模型中所需全部图形文件边缘位置做灰度优化；光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法分为以下步骤：
1).将及朝向3D打印投影区域中心点方向的模型边缘像素点轮廓突出显示，得到图2；
2).将图形文件中心像素点分别通过不同的角度线，穿过图2中突出显示的模型边缘像素点轮廓连接成夹角，得到图3(角度线仅示意非实际位置)；
3).判断图3中不同的连接夹角中的角度线是否与模型边缘像素点轮廓相交；
4).将未与模型边缘像素点轮廓相交的模型边缘像素点轮廓保存为PNG格式图片；
5).对保存的图片进行反色与高斯模糊的操作，生成灰度图，得到图4；
6).将图4叠加到需要打印的模型图形文件上，得到图5。
不同的斜射角度，丁达尔现象对树脂的影响不同，故需要根据光线的斜射角度对灰度图中明暗变化进行一定的调整，所述的灰度图中明暗变化通过alpha值进行调整，alpha值与模型边缘像素点到模型中点的距离相等，设模型边缘像素点到模型中点的距离为D，打印区域的长短边长分别为a与b，alpha值与模型边缘像素点之间的关系为alpha＝2*D/√(a2+b2)。
实施例2。
本实施例描述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，空腔中丁达尔效应产生的光线散射对树脂的影响较大，根据丁达尔现象这一特点除开对需要打印的模型图形边缘做灰度优化以外，同时还可将从对光机的镜头到树脂槽之间的空间封闭，增加排风系统，减少树脂槽内的空气，从而减少空气中含有的气溶胶造成的影响，并在排风系统的进出风口安装空气过滤系统，进一步减少气溶胶的形成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，其特征在于分别对3D打印的模型中所需全部图形文件边缘位置做光强调整。
2.根据权利要求1所述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，其特征在于所述的光强调整具体为对打印模型的图形文件做灰度优化。
3.根据权利要求2所述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，其特征在于对图形文件边缘位置做灰度优化的具体步骤如下：
1).确立朝向3D打印模型投影区域中心点方向的模型边缘像素点轮廓；
2).将图形文件中心像素点分别通过采用不同的角度线，穿过的模型边缘像素点轮廓连接成夹角；
3).判断上述的夹角是否符合要求；
4).将符合要求的模型边缘像素点轮廓保存为PNG格式图片；
5).对保存的图片进行反色与高斯模糊的操作，生成灰度图；
6).将得到的灰度图叠加到需要打印的模型图形文件上。
4.根据权利要求3所述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，其特征在于所述的步骤3)中夹角是否符合要求的方法为判断不同的角度线是否与模型边缘像素点轮廓相交。
5.根据权利要求3所述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，其特征在于所述的灰度图中明暗变化通过alpha值进行调整，alpha值与模型边缘像素点到模型中点的距离相等，设模型边缘像素点到模型中点的距离为D，打印区域的长短边长分别为a与b，alpha值与模型边缘像素点之间的关系为
6.根据权利要求1或2或3所述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法，其特征在于所述的光固化3D打印中修正丁达尔现象的方法除开对需要打印的模型图形边缘做灰度优化以外，同时还可将从对光机的镜头到树脂槽之间的空间封闭，增加排风系统，并在排风系统的进出风口安装空气过滤系统。
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