CN114559653A - 利用立方体矩阵的光固化3d打印均匀度调整流程方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，均匀度检测即为对光机投影区域内的光能量密度进行检测，所述光能量密度的分布很难通过仪器捕捉并进行处理，因此转变思路，通过对光机投影区域中密度分布不均匀的光能量，打印出由大量立方体组成的矩阵，通过对矩阵中每两个立方体之间间隔的尺寸差异进行调整后，通过图像处理软件的处理得到的灰度图，将灰度补偿图实际打印的模型图进行比对；从而达到对光能量的密度分布进行均匀度调整，且由大量立方体组成的矩阵保证了得到的灰度图具有大量的采样点，进而保证能够高效并准确的将光能分布计算出来。

Description

利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印技术领域，特别是一种利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法。
背景技术
在现有技术中3D打印相对于传统的机械加工技术，是一项制造业领域的技术革命，展现了新时代个性化创造的活力和潜力；将会改变社会发展的方向，并会大大丰富人类社会的生活方式，在3D打印技术中对光机投影区域内的光能量密度的分布不均匀，会导致在打印细小结构时存在尺寸差异，同时影响3D打印模型表面的光滑性和光泽度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种针对同时打印出相同多个立方体，将多个立方体之间尺寸的差异进行调整的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法。
为了到达上述目的，本发明设计的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，按以下步骤实现：
步骤一将均匀度测试文件导入XMAKER，所述的均匀度测试文件是由大量立方体组成的矩阵，所述的由大量立方体组成的矩阵中每两个立方体之间的间隔相等；
步骤二将导入的均匀度测试文件打印成模型；
步骤三对打印的模型进行拍摄；
步骤四将拍摄得到图片导入图像处理软件内，经过图像处理软件处理后得到灰度图；
步骤五将得到的灰度图与实际要进行打印的模型图进行光能量密度分布的校对。
这种设置能够高效并准确的将光能分布计算出来，同时制造低，结构简单便捷。
为了提高计算出光能分布的准确率，所述的均匀度测试文件中组成矩阵的立方体的边长为1mm～2mm，所述的矩阵中每两个立方体之间的间隔为0.08mm～0.12mm。这种设置两个立方体之间的间隔不会因为光能量过高，使得间隔消失，同时便于拍摄和观察。
为了进一步提高计算出光能分布的准确率，所述的步骤三中对打印的模型进行拍摄，拍摄前使用2500目～3000目砂纸对大量立方体组成的矩阵的拍摄表面打磨，拍摄时的摄影闪光灯分别均布在由大量立方体组成的矩阵四周正上方，且距离矩阵边界95cm～105cm；拍摄时的相机镜头焦距选择56mm～58mm的人眼视角镜头，且布置在距离大量立方体组成的矩阵中心上方65cm～75cm。这种设置可以防止拍摄表面上产生镜面反光，同时防止造成畸变。
为了更进一步提高计算出光能分布的准确率，所述的步骤四中图像处理软件的处理过程为：第一步将图像处理软件内观察并调整图片透视角度；第二步进行第一次高斯模糊的处理；第三步将进行高反差保留的处理；第四步将进行阈值色阶的调整，第五步将进行第二次高斯模糊的处理，并叠加白色背景，最后对图片进行反色的处理，得到灰度图；所述的图像处理软件的处理过程中提到的第一次高斯模糊的处理半径为3.6～4.0，所述的高反差保留的处理半径为13～17，所述的阈值色阶的调整范围为118～120，所述的第二次高斯模糊的处理半径为68～72，所述的反色处理，调整亮度为145～155，调整对比度为70～80；所述的图像处理软件为Photoshop。这种设置提高了灰度图的精度，灰度图上的采样点与实际打印的模型图的整体调校时间大幅缩短。
本发明所设计的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，均匀度检测即为对光机投影区域内的光能量密度进行检测，所述光能量密度的分布很难通过仪器捕捉并进行处理，因此转变思路，通过对光机投影区域中密度分布不均匀的光能量，打印出由大量立方体组成的矩阵，通过对矩阵中每两个立方体之间间隔的尺寸差异进行调整后，通过图像处理软件的处理得到的灰度图，将灰度补偿图实际打印的模型图进行比对；从而达到对光能量的密度分布进行均匀度调整，且由大量立方体组成的矩阵保证了得到的灰度图具有大量的采样点，进而保证能够高效并准确的将光能分布计算出来。
附图说明
图1是由大量立方体组成的矩阵模型示意图。
图2是矩阵由摄像机和闪光灯的位置关系图。
图3是步骤三拍摄得到的图片。
图4是得到的灰度图。
图5是调整图3透视角度后得到的图。
图6是对图5进行第一次高斯模糊后得到的图。
图7是对图6进行高反差保留后得到的图。
图8是对图7进行阈值色阶的调整后得到的图。
图9是对图8进行第二次高斯模糊并叠加白色背景后得到的图。
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所述，本实施例1描述的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，首先将均匀度测试文件导入XMAKER，进行模型的打印，所述的模型为由大量立方体组成的矩阵，且从顶面上看，所述的矩阵中每个立方体的边长大约是1.9*1.9mm，高度可以控制在1mm以内，以便于模型的快速打印，所述的矩阵中每两个立方体之间的间隔距离为0.1mm。
通过对上述打印完成的模型的观察得知由于光能的不均匀分布，导致模型版面上的缝隙分布并不均匀，光能较高的区域由于过曝，两个立方体之间的间隔距离会相对更窄，而光能较低的区域由于欠曝，两个立方体之间的间隔距离会相对更宽，通过设置在矩阵中心上方65cm的摄像机与设置在矩阵四周上方，且距离矩阵边界95cm的闪光灯，拍摄镜头使用56mm的人眼视角镜头，拍摄前使用2500目砂纸对大量立方体组成的矩阵的拍摄表面打磨，防止拍摄表面的反光，进而对模型的版面拍摄，并对拍摄得到图片，得到图3。
通过将上述的图3导入Photoshop进行处理：
第一步首先对图3进行观察并调整图片的透视角度，得到图5；
第二步对图5进行第一次高斯模糊的处理，高斯模糊的调节半径为3.6，
得到图6；
第三步对图6进行高反差保留的处理，高反差保留的调节半径为13，得到图7；
第四步对图7进行阈值色阶的调整，阈值色阶的调节值为118，得到图8；
第五步对图8进行第二次高斯模糊的处理，并叠加白色背景，第二次高斯模糊的调节半径为68，得到图9；
第六步对图9进行最后的反色处理，反色处理图9的调整亮度为145，调整对比度为70；得到一张灰度图，得到图4；
第七步将得到的灰度图与实际要进行打印的模型图进行光能量密度分布的校对。
实施例二。
本实施例2描述的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法中矩阵中每个立方体的第二种边长尺寸大约是0.9*0.9mm。
设置在矩阵中心部位上方的摄像机的高度为75cm；设置在矩阵四周上方的闪光灯的高度为105cm；所述的摄像机使用的相机镜头为58mm的人眼视角镜头。
通过将图3导入Photoshop进行处理：
第一步首先对图3进行观察并调整图片的透视角度，得到图5；
第二步对图5进行第一次高斯模糊的处理，高斯模糊的调节半径为4.0，
得到图6；
第三步对图6进行高反差保留的处理，高反差保留的调节半径为17，得到图7；
第四步对图7进行阈值色阶的调整，阈值色阶的调节值为120，得到图8；
第五步对图8进行第二次高斯模糊的处理，并叠加白色背景，第二次高斯模糊的调节半径为72，得到图9；
第六步对图9进行最后的反色处理，反色处理的调整亮度为145，调整对比度为80；得到图4；
第七步将图4与实际要进行打印的模型图进行光能量密度分布的校对。
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)

1.一种利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，其特征在于按以下步骤实现：
步骤一将均匀度测试文件导入XMAKER，所述的均匀度测试文件是由大量立方体组成的矩阵，所述的由大量立方体组成的矩阵中每两个立方体之间的间隔相等；
步骤二将导入的均匀度测试文件打印成模型；
步骤三对打印的模型进行拍摄；
步骤四将拍摄得到图片导入图像处理软件内，经过图像处理软件处理后得到灰度图；
步骤五将得到的灰度图与实际要进行打印的模型图进行光能量密度分布的校对。
2.根据权利要求1所述的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，其特征在于所述的均匀度测试文件中组成矩阵的立方体的边长为1mm～2mm，所述的矩阵中每两个立方体之间的间隔为0.08mm～0.12mm。
3.根据权利要求1所述的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，其特征在于所述的步骤三对打印的模型进行拍摄，拍摄前使用2500目～3000目砂纸对大量立方体组成的矩阵的拍摄表面打磨，拍摄时的摄影闪光灯分别均布在由大量立方体组成的矩阵四周正上方，且距离矩阵边界95cm～105cm；拍摄时的相机镜头焦距选择56mm～58mm的人眼视角镜头，且布置在距离大量立方体组成的矩阵中心上方65cm～75cm。
4.根据权利要求1所述的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，其特征在于所述的步骤四图像处理软件的处理过程为：第一步将图像处理软件内观察并调整图片透视角度；第二步进行第一次高斯模糊的处理；第三步将进行高反差保留的处理；第四步将进行阈值色阶的调整，第五步阈值色阶进行第二次高斯模糊的处理，并叠加白色背景，最后对图片进行反色的处理，得到灰度图。
5.根据权利要求4所述的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，其特征在于所述的图像处理软件的处理过程中提到的第一次高斯模糊的处理半径为3.6～4.0，所述的高反差保留的处理半径为13～17，所述的阈值色阶的调整范围为118～120，所述的第二次高斯模糊的处理半径为68～72，所述的反色处理，调整亮度为145～155，调整对比度为70～80。
6.根据权利要求1所述的利用立方体矩阵的光固化3D打印均匀度调整流程方法，其特征在于所述的图像处理软件为Photoshop。
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