CN115723333A - 一种3d打印方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印方法、系统、装置及存储介质，包括：获取切片图像，以及灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系；根据切片图像确定若干个尺寸调整值；根据所述若干个尺寸调整值及所述灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数；根据所述若干个灰度补偿参数对所述切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理，并对处理后的切片图像进行3D打印。本发明实施例可以通过对切片图像的边缘像素进行补偿以满足精密尺寸调节要求，可广泛应用于3D打印技术领域。

Description

一种3D打印方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

光固化3D打印是最早的3D打印成型技术，其中，面曝光式光固化3D打印是光固化3D打印的分支之一，该技术是利用光机照射液态光敏树脂后使其固化的原理。使用软件，对打印件的三维数字模型进行切片处理，得到若干个切片图像；然后，通过一定波长的光机依次投影切片图像，使得光敏树脂固化为切片图像对应的固化片材，固化片材逐层叠加成为三维实体。

在实际操作中，用户会出于各种原因(如为了补偿光敏树脂固化收缩的问题)需要对打印件尺寸进行微调，具体通过对打印件的三维数字模型或切片图像进行尺寸调节，调节方式可以是对模型的图像轮廓向内或者向外进行偏移。但是，这种尺寸调节方式仅能满足大尺寸调节，若尺寸调节参数小于一个像素尺寸时，无法满足精密尺寸调节要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种3D打印方法、系统、装置及存储介质，可以通过对切片图像的边缘像素进行补偿以满足精密尺寸调节要求。

第一方面，本发明实施例提供了一种3D打印方法，包括：

获取切片图像，以及灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系；

根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值；

根据所述若干个尺寸调整值及所述灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数；

根据所述若干个灰度补偿参数对所述切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理，并对处理后的切片图像进行3D打印。

可选地，所述根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值，具体包括：

识别所述切片图像中的若干个切片图形；

对每个切片图形分别进行轮廓识别，并根据识别的轮廓确定对应的尺寸调整值。

可选地，所述对每个切片图形分别进行轮廓识别，并根据识别的轮廓确定对应的尺寸调整值，具体包括：

识别每个所述切片图形的内轮廓或外轮廓，并计算所述内轮廓或所述外轮廓的尺寸；

根据所述尺寸确定尺寸等级，并根据所述尺寸等级确定对应的尺寸调整值。

可选地，所述识别每个所述切片图形的内轮廓或外轮廓，具体包括：

根据每个所述切片图形的位置属性，识别每个所述切片图形中的实体图像；

提取所述实体图像中的内轮廓或外轮廓。

可选地，当所述内轮廓为装配孔轮廓或所述外轮廓装配杆轮廓，所述提取所述实体图像中的内轮廓或外轮廓，具体包括：

通过提取轮廓树的方式从所述实体图像中寻找封闭内轮廓或封闭外轮廓；

根据轮廓几何约束条件从所述封闭内轮廓过滤出装配孔轮廓或从所述封闭外轮廓过滤出装配杆轮廓。

可选地，所述根据轮廓几何约束条件从所述封闭内轮廓过滤出装配孔轮廓或从所述封闭外轮廓过滤出装配杆轮廓，具体包括：

根据中心集合、轮廓面积、椭圆面积比、轮廓长宽比或凸多边形符合条件中的至少一个约束条件从所述封闭内轮廓过滤出装配孔轮廓或从所述封闭外轮廓过滤出装配杆轮廓。

可选地，所述3D打印方法还包括：

当识别出一个切片图像的装配孔轮廓或装配杆轮廓后，对所述装配孔轮廓或所述装配杆轮廓进行膨胀处理，得到所述装配孔轮廓或所述装配杆轮廓对应的封闭图块；

对所述封闭图块中所述切片图像的相邻切片图像的装配孔轮廓或装配杆轮廓进行识别。

可选地，所述根据所述尺寸确定尺寸等级，并根据所述尺寸等级确定对应的尺寸调整值，具体包括：

根据所述尺寸及预设的尺寸等级划分条件，确定尺寸等级；

根据所述尺寸等级及预设的尺寸等级调节方案对所述尺寸进行调节以确定对应的尺寸调整值；所述尺寸等级调节方案包括缩小尺寸、保持尺寸不变及增大尺寸。

可选地，所述3D打印方法还包括：

根据每个所述切片图形的形状参数、区域参数、材料参数或应用类型中的一个或多个确定对应的尺寸调整值。

可选地，所述3D打印方法还包括：

控制光机将投影图投射至投影平台、将标定板置于投影平台，并拍摄投影平台；

根据拍摄到的图像，识别标定点坐标和实际投影点坐标，得到标定点矩阵和实际投影点矩阵；

对标定点矩阵和/或实际投影点矩阵进行旋转平移操作，将标定点与实际投影点转换为同一坐标系下，然后计算标定点与实际投影点在图像坐标系中的间距值T₀；

将图像坐标系中的T₀换算成像素坐标系的偏移量C₁，根据所述偏移量C₁能够对初始的理想投影图进行反向畸变处理；其中，T₀以及C₁均为矢量构成的矩阵。

可选地，所述3D打印方法还包括：

控制光机对幅面投光，并测量幅面上若干个不同区域的幅面光强；

选取若干个不同区域中的最小幅面光强作为基准，对并根据所述基准计算其他区域对应的灰度补偿系数，以生成得到数字掩膜；

利用所述数字掩膜对光机发出的投影图像进行掩膜补偿。

可选地，所述3D打印方法还包括：

根据光机不同电流对应的幅面光强确定电流-光功率曲线；

根据所述电流-光功率曲线调节幅面光强。

第二方面，本发明实施例提供了一种3D打印系统，包括：

获取模块，用于获取切片图像，以及灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系；

第一计算模块，用于根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值；

第二计算模块，用于根据所述若干个尺寸调整值及所述灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数；

打印模块，用于根据所述若干个灰度补偿参数对所述切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理，并对处理后的切片图像进行3D打印。

第三方面，本发明实施例提供了一种3D打印装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的3D打印方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的3D打印方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种3D打印系统，包括打印单元以及与所述打印单元连接的计算机设备；其中，

所述打印单元，用于根据指令打印三维模型；

所述计算机设备包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的3D打印方法。

实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例首先根据切片图像确定若干个尺寸调整值，然后根据若干个尺寸调整值和已经确定的灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数，然后再根据若干个灰度补偿参数对切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理及3D打印；即通过对切片图像的边缘像素进行补偿以满足精密尺寸调节要求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种3D打印系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种三维模型的切片流程图；

图3是本发明实施例提供的一种3D打印方法的步骤流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种灰度补偿参数与打印尺寸偏差值的关系曲线图；

图5是本发明实施例提供的切片图像的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种内轮廓和外轮廓的收缩方向示意图；

图7是本发明实施例提供的一种设计尺寸与实际尺寸的偏差区域图；

图8是本发明实施例提供的一种从封闭轮廓中过滤出代型孔轮廓的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种根据中心集合的约束条件识别封闭轮廓的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种识别装配孔轮廓直径的结果示意图；

图11是本发明实施例提供的一种识别装配孔位置对应的封闭图块的结果示意图；

图12是本发明实施例提供的一种幅面区域分布图；

图13是本发明实施例提供的一种3D打印系统的结构框图；

图14是本发明实施例提供的一种3D打印装置的结构框图；

图15是本发明实施例提供的一种3D打印系统的另一种结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

应理解，术语「多个」、「若干」的使用皆应解释为意指存在至少一个物项，即存在一个或多个物项。

如图1所示，光固化3D打印的系统包括光机A1和3D打印机，3D打印机包括料盘A2、光敏树脂材料A3、成型平台A4及升降机构A5，料盘A2底部的支撑结构是透明结构，待打印的三维数字模型经过切片处理后得到若干个切片图像，光机A1依次投影切片图像，使得料盘A2中的光敏树脂材料A3依次在成型平台A4上固化为切片图像对应的固化片材，固化片材逐层叠加成为三维数字模型的实体，当每形成一次固化片材，升降结构对应上升一定高度。

如图2所示，B1为某待打印的三维数字模型的俯视图，对三维数字模型进行切片处理后得到多个切片图层B2，多个切片图层B2中的某一个切片图层的切片图像为B3。

需要说明的是，本发明实施例的3D打印方法可应用于光固化三维打印，光固化三维打印包括SLA(Stereo Lithography Appearance，立体光固化成型法)、DLP(DigitalLight Processing，数字光处理)、LCOS(Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶)、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)光固化打印；也可以是面曝光形式的光固化打印，如DLP、LCOS、LCD。

如图3所示，本发明实施例提供了一种3D打印方法，包括：

S100、获取切片图像，以及灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系。

具体地，通过大量的实验证明，对单个切片图像中的模型轮廓边缘进行灰度调节后，固化片材中模型的轮廓尺寸会发生改变，并且灰度调节参数和尺寸调节值呈正相关的关系，如图4所示，图中实线表示实际测量灰度值与尺寸偏差的差值平均值关系曲线，虚线是拟合的灰度值与尺寸偏差的正相关关系曲线。在对模型轮廓边缘的最外层的一个像素进行对应的灰度处理后，可对固化片材中模型(即实体三维模型)的轮廓尺寸进行调节，这种尺寸调节的精度可控制在非整数倍像素尺寸范围内，比如可以调整至0.1像素、1.2像素或10.8像素等等对应的尺寸。非整数倍像素尺寸的调整是在识别出轮廓图边缘后，以像素为单位进行不同灰度叠加(举例，当单个像素内灰度为0-225)以达到对非整数倍像素尺寸的调整；例如需要膨胀1.6个像素，以轮廓图为基础对外边缘第一个像素叠加100％(255)灰度，并对第二个像素叠加60％(153)灰度值。

具体地，灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系可以从灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系曲线中获得，灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系也可以是离散的点图对应关系。例如，根据若干个尺寸调节值检测对应的灰度调节参数，从而获得灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系。

需要说明的是，尺寸调节值包括但不限于：尺寸扩大或缩小的具体数值、尺寸扩大或缩小的比例。

本领域技术人员可以理解的是，不同像素精度所对应的关系曲线会有细微区别，但通过多次实验证明，不同像素精度所对应的关系曲线都是呈现正相关的。获取灰度补偿参数与打印尺寸偏差值的关系曲线，具体的是获取当前打印机光极的像素精度所对应的关系曲线。

S200、根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值。

获得灰度补偿参数和尺寸调节值的关系后，需要进一步确定尺寸调整值，并依次进一步确认灰度补偿参数。在本申请的一些实施例中，尺寸调整值的获取方式可以是用户自行输入，根据用户实际需求来设置，例如。而在本实施例中，尺寸调整值可通过对切片图像的识别来确定。

需要说明的是，一个切片图像中可以包括多个切片图形，例如一个切片图像涉及多个三维模型；一个切片图形可能包括多个轮廓，例如一个外轮廓和多个内轮廓。各个轮廓可能会对应不同的灰度补偿参数。参阅图5，P000表示一个切片图像，P010表示切片图形A，P020表示切片图形B，P030表示切片图形C，P040表示切片图形D，P050表示切片图形E，P011表示切片图形A中的轮廓1，P012表示切片图形A中的轮廓2，P013表示切片图形A中的轮廓3；从图5可知，切片图像包括5个切片图形，其中切片图形A包括3个轮廓。

可选地，根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值，具体包括：

S201、识别所述切片图像中的若干个切片图形；

S202、对每个切片图形分别进行轮廓识别，并根据识别的轮廓确定对应的尺寸调整值。

具体地，参阅图5，首先，识别切片图像中的切片图形时，通过多个矩形图框包络各个切片图形，根据矩形图框在切片图形上分割出多个图块，每个图块对应一个切片图形；然后，对每个切片图形进行轮廓识别，并根据识别的轮廓确定对应的尺寸调整值。

由于光敏树脂的固化存在收缩的问题，如图6所示，会导致打印的零件尺寸与设计尺寸存在偏差，其中箭头表示收缩方向。如图7所示，而零件的Z轴截面宽度、孔径不同最终的收缩尺寸也不同，在齿科应用案例中打印分割代型的孔径大小与设计尺寸不符，零件设计孔径小时实际打印孔径偏小，适配太紧；零件设计孔径大时实际打印孔径偏大，适配太松，精度不足，其中箭头表示偏差方向。因此，需要对模型的内轮廓或外轮廓进行适当的微调，对实际成型中的尺寸偏差进行补偿。如装配孔、装配杆装配柱、装配桩、孔与柱相配或规格不规则的形状都可以通过灰度补偿和灰度偏置去调节尺寸偏差。

将灰度调节参数和尺寸调节值的关系用于解决因材料固化收缩而导致的尺寸偏差问题有突出的有益效果。尺寸调整值可以根据切片图像确定，具体确定方式根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。

可选地，所述确定尺寸调整值，其中，对每个切片图形分别进行轮廓识别，并根据识别的轮廓确定对应的尺寸调整值，具体包括：

S210、识别每个所述切片图形的内轮廓或外轮廓，并计算所述内轮廓或所述外轮廓的尺寸。

具体地，在3D打印中，实体图像是用于直接成型用户所需的打印产品的图像；而对于非实体图像，依据三维模型的应用场景，非实体图像可能是用于成型辅助结构的图像而不直接用于直接成型打印产品的图像，非实体图像可能包括支撑结构图像、底板结构图像。

可选地，所述识别每个所述切片图形的内轮廓或外轮廓，具体包括：

S211、根据每个所述切片图形的位置属性，识别每个所述切片图形中的实体图像；

S212、提取所述实体图像中的内轮廓或外轮廓。

可选地，所述根据轮廓几何约束条件从所述封闭内轮廓过滤出装配孔轮廓或从所述封闭外轮廓过滤出装配杆轮廓，具体包括：

S2121、根据中心集合、轮廓面积、椭圆面积比、轮廓长宽比或凸多边形符合条件中的至少一个约束条件从所述封闭内轮廓过滤出装配孔轮廓或从所述封闭外轮廓过滤出装配杆轮廓。

具体地，可通过提取轮廓树的方式在切片图层内寻找所有封闭内轮廓。轮廓几何约束条件包括但不限于中心集合、孔轮廓面积、椭圆面积比、轮廓长宽比、符合凸多边形等；通过上述轮廓几何约束条件，从多个封闭轮廓中过滤出所有的代型孔轮廓，具体如图8所示，其中虚线部分为识别得到的装配孔。

需要说明的是，对于中心集合的约束条件，如图9所示，Z轴方向上(具体可以是垂直切片层的方向)多个重叠的(不在同一切片图层内的)封闭轮廓的中心点是否都在同一个封闭轮廓内；其中，C1表示首层，C2表示第二层，C3表示第三层，C4表示第四层，OA表示各层的椭圆的中心点。对于孔轮廓面积的约束条件，孔洞大小有一定的范围，根据范围对应的面积上下限进行限定。对于符合凸多边形的约束条件，孔特征之一是基本近似不规则椭圆形。

S220、根据所述尺寸确定尺寸等级，并根据所述尺寸等级确定对应的尺寸调整值。

具体地，基于外轮廓或内轮廓的尺寸等级，匹配对应的尺寸调节值，并根据上述尺寸调节方法，对装配孔轮廓进行灰度处理。

可选地，所述根据所述尺寸确定尺寸等级，并根据所述尺寸等级确定对应的尺寸调整值，具体包括：

S221、根据所述尺寸及预设的尺寸等级划分条件，确定尺寸等级；

S222、根据所述尺寸等级及预设的尺寸等级调节方案对所述尺寸进行调节以确定对应的尺寸调整值；所述尺寸等级调节方案包括缩小尺寸、保持尺寸不变及增大尺寸。

参阅图10，装配孔轮廓的尺寸具体为装配孔轮廓的椭圆平均直径，根据预设的尺寸等级划分条件，对处于预设尺寸区间内的装配孔轮廓匹配相应的灰度补偿参数，以匹配对应的灰度补偿操作。

例如当轮廓椭圆平均直径尺寸小于a时，装配偏紧，减少轮廓尺寸，需要降低灰度；当轮廓椭圆平均直径尺寸在[a，b]区间时，装配合适，轮廓尺寸不变，不需要调整灰度；当轮廓椭圆平均直径尺寸大于b时，装配偏松，增大轮廓尺寸，需要提高灰度。

在灰度处理中，灰度处理所涉及的厚度范围，是装配孔轮廓边缘的一个像素，根据对应的灰度补偿参数，生成掩膜图，以对装配孔轮廓边缘像素进行灰度叠加。

可选地，所述3D打印方法还包括：

S213、当识别出一个切片图像的装配孔轮廓或装配杆轮廓后，对所述装配孔轮廓或所述装配杆轮廓进行膨胀处理，得到所述装配孔轮廓或所述装配杆轮廓对应的封闭图块；

S214、对所述封闭图块中所述切片图像的相邻切片图像的装配孔轮廓或装配杆轮廓进行识别。

在完成一个切片图层的装配孔识别之后，对该切片图层的所有装配孔轮廓进行膨胀处理，得到如图11所示的与该切片图层的所有装配孔位置对应的封闭图块。使用这些封闭图块，对摆列在当前切片图层上方或下方的其他切片图层进行装配孔轮廓的快速定位和快速识别。

具体地，装配杆轮廓和装配孔轮廓的识别方式有差异：由于装配杆底部可能会加支撑，进而被悬空，装配杆的外轮廓不会出现在第一层，因此，需要对每层图像进行一次轮廓识别，识别出轮廓后再进行膨胀处理以及对其它层的识别；装配孔轮廓在第一层就可以找到，识别出轮廓后再进行膨胀处理以及对其它层的识别。

本领域技术人员可以理解是，三维实体中的装配孔具有一定的深度，三维模型经过切片处理后，装配孔在多个切片图层中所呈现的轮廓形状会具有相似性(例如在俯视视角中会呈现重叠效果或覆盖遮挡的效果)且轮廓位置会相近。因此使用上述封闭图块作为相邻切片图层的装配孔轮廓识别的约束条件，是合理且便捷的。

S300、根据所述若干个尺寸调整值及所述灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数。

具体地，确定尺寸调整值后，根据尺寸偏差值和灰度补充的关系曲线，可以对应确定尺寸调整值的第一灰度补偿参数。

S400、根据所述若干个灰度补偿参数对所述切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理，并对处理后的切片图像进行3D打印。

具体地，根据上述确定的第一灰度补偿参数对切片图像的边缘像素进行灰度处理后，对进行灰度处理后的切片图像进行3D打印，能够使切片图像的打印尺寸更加满足实际应用需求。

实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例首先根据切片图像确定若干个尺寸调整值，然后根据若干个尺寸调整值和已经确定的灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数，然后再根据若干个灰度补偿参数对切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理及3D打印；即通过对切片图像的边缘像素进行补偿以满足精密尺寸调节要求。。

上述尺寸调节方式仅是基于前端数据的修改，没有考虑后端打印设备的影响，不同打印设备的像素精度和打印幅面可能会存在不同，对上述尺寸调节有一定的影响。

可选地，所述3D打印方法还包括：

S001、根据每个所述切片图形的形状参数、区域参数、材料参数或应用类型中的一个或多个确定对应的尺寸调整值。

需要说明的是，根据形状参数是为了实现根据轮廓形状的复杂程度来自适应匹配尺寸调节参数的目的。根据区域参数是因为打印件上可能会有至少一个功能区域和/或非功能区域，有些功能区域的可能会有不需要进行储存尺寸补偿；如切片图形中包括了一个外轮廓和多个内轮廓，但是外轮廓一个部分小的内轮廓却是非功能区域，无需进行灰度补偿，所以就没有进行进一步的尺寸等级划分等后续操作。对于材料参数，不同的材料固化特性不同，材料固化收缩的程度也不同，所以灰度调节参数和尺寸调节值也会不同。应用类型是打印件的应用场景，应用场景可以与材料参数对应，有的材料是针对特定应用场景开发的。

具体地，光固化打印过程中，材料由液态转换为固态的过程中存在整体尺寸收缩的问题，在前处理环节对切片数据增加XY方向的缩放系数进行尺寸补偿，不同材料对应不同的收缩系数，例如某款材料XY方向存在0.003的尺寸收缩，对应在前处理环节调整XY方向收缩系数至1.003，补偿尺寸收缩。该系数调整是对整个模型生效，这是对整个切片图像的放大和缩小，主要针对材料的整体收缩进行补偿。配合第一灰度补偿参数对图像尺寸的精密调节作用，打印件尺寸的调节将更加方便。

可选地，所述3D打印方法还包括：

S002、将投影点的偏移量转换成像素点的偏移量，并根据所述像素点的偏移量及所述切片图像进行反向畸变处理。

具体地，由于设备安装误差或镜头光学畸变的影响，切片图像所对应的实际投影图像会出现变形的问题，需要对投影的光学设备进行标定。通过投影点的偏移量来换算成每个像素点的偏移量，具体步骤如下：

步骤一、光学设备将投影图投射至投影平台、将标定板置于投影平台，拍摄投影平台，其中投影图的图形和标定板上的图形相同，图形为点阵，所述点可以是矩形点或圆点；

步骤二、根据拍摄到的图像，识别标定点坐标和实际投影点坐标，得到标定点矩阵和实际投影点矩阵；

步骤三、对标定点矩阵和/或实际投影点矩阵进行旋转平移操作，将标定点与实际投影点转换为同一坐标系下，然后计算标定点与实际投影点在图像坐标系中的间距值T₀；

步骤四、将图像坐标系中的T₀换算成像素坐标系的偏移量C₁，根据所述偏移量C₁能够对初始的理想投影图进行反向畸变处理；其中，T₀以及C₁均为矢量构成的矩阵。

在投影切片图像(即对切片图像进行3D打印)前，先通过上述标定方法获取C₁，然后根据C₁对投影图进行反向畸变处理，即对切片图像进行校准，避免设备安装误差或镜头光学畸变对打印件尺寸的影响，使得打印件尺寸的调节更加进准。

可选地，所述3D打印方法还包括：

S0031、控制光机对幅面投光，并测量幅面上若干个不同区域的幅面光强，划分区域如图12所示，可以将幅面分成若干个面积相等的区域；

S0032、选取若干个不同区域中的最小幅面光强作为基准，对并根据所述基准计算其他区域对应的第二灰度补偿系数，以生成得到数字掩膜；

S0033、利用所述数字掩膜对光机发出的投影图像进行掩膜补偿。

具体地，同个幅面内，光机对幅面各区域的投射能量可能存在偏差，这对打印精度有影响，更会影响对打印尺寸的精准调节，需要对幅面能量进行均匀性校准。通过对幅面投光，测量幅面上多个不同区域的光强(可使用光度计检测)，然后选取多个区域中最小光强值作为基准，并根据所述基准光强值计算其他区域对应的第二灰度补偿系数，以生成得到数字掩膜。利用数字掩膜对光机发出的投影图像进行掩膜补偿，得到曝光面具备均匀光强的打印图像。

可选地，所述3D打印方法还包括：

S0041、根据光机不同电流对应的幅面光强确定电流-光功率曲线；

S0042、根据所述电流-光功率曲线调节幅面光强。

具体地，在光均匀性校准的基础上，使用光强校准，对幅面能量和对应的电流进行校准，可通过给光机输入不同的电流，检测投影幅面的光强，进而获得电流-光功率曲线，作为光功率的调试基准。由此，在对幅面光强进行调节时，可以明确知晓某个光强对应的具体电流输入值，这使得幅面光强控制更加精准。

如图13所示，本发明实施例提供了一种3D打印系统，包括：

获取模块，用于获取切片图像，以及灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系；

第一计算模块，用于根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值；

第二计算模块，用于根据所述若干个尺寸调整值及所述灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数；

打印模块，用于根据所述若干个灰度补偿参数对所述切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理，并对处理后的切片图像进行3D打印。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

如图14所示，本发明实施例提供了一种3D打印装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的3D打印方法。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

此外，本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，计算机程序产品或计算机程序存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行上述的3D打印的方法。同样地，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

如图15所示，本发明实施例提供了一种3D打印系统，包括打印单元以及与所述打印单元连接的计算机设备；其中，

所述打印单元，用于根据指令打印三维模型；

所述计算机设备包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的3D打印方法。

具体地，而对于所述计算机设备，其可为不同类型的电子设备，包含但不限于有台式电脑、手提电脑等终端。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (16)

1.一种3D打印方法，其特征在于，包括：

获取切片图像，以及灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系；

根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值；

根据所述若干个尺寸调整值及所述灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数；

根据所述若干个灰度补偿参数对所述切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理，并对处理后的切片图像进行3D打印。

2.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，所述根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值，具体包括：

识别所述切片图像中的若干个切片图形；

对每个切片图形分别进行轮廓识别，并根据识别的轮廓确定对应的尺寸调整值。

3.根据权利要求2所述的3D打印方法，其特征在于，所述对每个切片图形分别进行轮廓识别，并根据识别的轮廓确定对应的尺寸调整值，具体包括：

识别每个所述切片图形的内轮廓或外轮廓，并计算所述内轮廓或所述外轮廓的尺寸；

根据所述尺寸确定尺寸等级，并根据所述尺寸等级确定对应的尺寸调整值。

4.根据权利要求3所述的3D打印方法，其特征在于，所述识别每个所述切片图形的内轮廓或外轮廓，具体包括：

根据每个所述切片图形的位置属性，识别每个所述切片图形中的实体图像；

提取所述实体图像中的内轮廓或外轮廓。

5.根据权利要求4所述的3D打印方法，其特征在于，当所述内轮廓为装配孔轮廓或所述外轮廓装配杆轮廓，所述提取所述实体图像中的内轮廓或外轮廓，具体包括：

通过提取轮廓树的方式从所述实体图像中寻找封闭内轮廓或封闭外轮廓；

根据轮廓几何约束条件从所述封闭内轮廓过滤出装配孔轮廓或从所述封闭外轮廓过滤出装配杆轮廓。

6.根据权利要求5所述的3D打印方法，其特征在于，所述根据轮廓几何约束条件从所述封闭内轮廓过滤出装配孔轮廓或从所述封闭外轮廓过滤出装配杆轮廓，具体包括：

根据中心集合、轮廓面积、椭圆面积比、轮廓长宽比或凸多边形符合条件中的至少一个约束条件从所述封闭内轮廓过滤出装配孔轮廓或从所述封闭外轮廓过滤出装配杆轮廓。

7.根据权利要求5所述的3D打印方法，其特征在于，所述3D打印方法还包括：

当识别出一个切片图像的装配孔轮廓或装配杆轮廓后，对所述装配孔轮廓或所述装配杆轮廓进行膨胀处理，得到所述装配孔轮廓或所述装配杆轮廓对应的封闭图块；

对所述封闭图块中所述切片图像的相邻切片图像的装配孔轮廓或装配杆轮廓进行识别。

8.根据权利要求3所述的3D打印方法，其特征在于，所述根据所述尺寸确定尺寸等级，并根据所述尺寸等级确定对应的尺寸调整值，具体包括：

根据所述尺寸及预设的尺寸等级划分条件，确定尺寸等级；

根据所述尺寸等级及预设的尺寸等级调节方案对所述尺寸进行调节以确定对应的尺寸调整值；所述尺寸等级调节方案包括缩小尺寸、保持尺寸不变及增大尺寸。

9.根据权利要求2所述的3D打印方法，其特征在于，所述3D打印方法还包括：

根据每个所述切片图形的形状参数、区域参数、材料参数或应用类型中的一个或多个确定对应的尺寸调整值。

10.根据权利要求1-9任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述3D打印方法还包括：

控制光机将投影图投射至投影平台、将标定板置于投影平台，并拍摄投影平台；

根据拍摄到的图像，识别标定点坐标和实际投影点坐标，得到标定点矩阵和实际投影点矩阵；

对标定点矩阵和/或实际投影点矩阵进行旋转平移操作，将标定点与实际投影点转换为同一坐标系下，然后计算标定点与实际投影点在图像坐标系中的间距值T₀；

将图像坐标系中的T₀换算成像素坐标系的偏移量C₁，根据所述偏移量C₁能够对初始的理想投影图进行反向畸变处理；其中，T₀以及C₁均为矢量构成的矩阵。

11.根据权利要求1-9任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述3D打印方法还包括：

控制光机对幅面投光，并测量幅面上若干个不同区域的幅面光强；

选取若干个不同区域中的最小幅面光强作为基准，对并根据所述基准计算其他区域对应的灰度补偿系数，以生成得到数字掩膜；

利用所述数字掩膜对所述光机发出的投影图像进行掩膜补偿。

12.根据权利要求1-9任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述3D打印方法还包括：

根据光机不同电流对应的幅面光强确定电流-光功率曲线；

根据所述电流-光功率曲线调节幅面光强。

13.一种3D打印系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取切片图像，以及灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系；

第一计算模块，用于根据所述切片图像确定若干个尺寸调整值；

第二计算模块，用于根据所述若干个尺寸调整值及所述灰度补偿参数与打印尺寸调节值的关系确定若干个灰度补偿参数；

打印模块，用于根据所述若干个灰度补偿参数对所述切片图像中对应的若干个轮廓的边缘像素进行灰度处理，并对处理后的切片图像进行3D打印。

14.一种3D打印装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-12任一项所述的3D打印方法。

15.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-12任一项所述的3D打印方法。

16.一种3D打印系统，其特征在于，包括打印单元以及与所述打印单元连接的计算机设备；其中，

所述打印单元，用于根据指令打印三维模型；

所述计算机设备包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-12任一项所述的3D打印方法。

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