CN117103681A - 三维打印装置、三维打印方法及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种三维打印装置、三维打印方法及计算机设备。该方法包括：在成型平台上设置面向至少一个辐射源的标记图案，所述标记图案包括至少一个标记，所述标记与所述辐射源一一对应，且所述标记与所述辐射源在所述成型平台上的投影至少部分重合；成像装置获取所述成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像；处理器基于所述第一图像生成第二图像，所述第二图像表示所述至少一个辐射源的位置信息；处理器根据所述第二图像控制所述至少一个辐射源照射构建材料层，以形成三维物体。本申请实施例提供的技术方案保证各辐射源的精准控制，从而提高了三维物体的成型精度。
Description
【技术领域】
本申请涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种三维打印装置、三维打印方法及计算机设备。
【背景技术】
三维物体成型方法主要过程是获取三维物体的数字模型，并对数字模型进行切片分层以及对每个切片层进行数据处理和转换，从而得到每个切片层的打印数据，打印装置根据切片层的打印数据进行逐层打印形成切片层，并将多个切片层进行叠加以制造出三维物体。
在三维打印技术中，在成型平台上方设置多个辐射源，通过辐射源对成型平台上的各个区域进行加热以促进成型平台上的粉末材料的固化成型。通常可通过温度传感器进行温度监测，并将监测出的温度热图反馈至控制器，控制器可根据温度热图和预先设置的辐射源的位置信息控制相应区域的辐射源的功率。由于辐射源的安装公差或辐射源的位置信息未与成型平台各个区域相关联等原因，可能会导致辐射源在成型平台照射的区域与控制器中辐射源的位置信息无法很好的匹配，影响了各辐射源的精准控制，从而降低了三维物体的成型精度。
【发明内容】
有鉴于此，本申请实施例提供一种三维打印装置、三维打印方法及计算机设备，用于以解决现有技术中存在的辐射源在成型平台照射的区域与控制器中记录的辐射源的位置信息不匹配，以至于影响各辐射源的精准控制的技术问题，从而提高了三维物体的成型精度。
第一方面提供了一种三维打印装置，包括：
预热部件，所述预热部件包括至少一个辐射源；
成型平台，所述成型平台上设置面向所述辐射源的标记图案，所述标记图案包括至少一个标记，所述标记与所述辐射源一一对应，且所述标记与所述辐射源在所述成型平台上的投影至少部分重合；
成像装置，用于获取所述成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像，所述第一图像用于生成第二图像，所述第二图像表示所述至少一个辐射源的位置信息；
所述辐射源，用于在处理器根据所述第二图像的控制下照射构建材料层，以形成三维物体。
第二方面提供了一种三维打印方法，包括：
在成型平台上设置面向至少一个辐射源的标记图案，所述标记图案包括至少一个标记，所述标记与所述辐射源一一对应，且所述标记与所述辐射源在所述成型平台上的投影至少部分重合；
成像装置获取所述成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像；
处理器基于所述第一图像生成第二图像，所述第二图像表示所述至少一个辐射源的位置信息；
处理器根据所述第二图像控制所述至少一个辐射源照射构建材料层，以形成三维物体。
第三方面提供了一种三维打印方法，所述三维打印方法基于三维打印装置，所述三维打印装置包括至少一个辐射源、成型平台和成像装置，所述成型平台上设置面向所述辐射源的标记图案，所述标记图案包括至少一个标记，所述标记与所述辐射源一一对应，且所述标记与所述辐射源在所述成型平台上的投影至少部分重合，成像装置用于获取所述成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像；所述方法应用于计算机设备，所述方法包括：
基于所述第一图像生成第二图像，所述第二图像表示所述至少一个辐射源的位置信息；
根据所述第二图像控制所述至少一个辐射源照射构建材料层，以形成三维物体。
第四方面提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述计算机设备执行时，使得所述计算机设备执行第三方面的三维打印方法。
第五方面提供了一种非暂时计算机可读存储介质，所述非暂时计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非暂时性计算机可读存储介质所在计算机设备执行第三方面的三维打印方法。
本申请实施例提供的技术方案中，通过成型平台上设置在投影方向上与辐射源重合的标记图案，以代表辐射源的位置信息，将成像装置获取的标记图案中标记的位置信息作为控制辐射源的依据，使得辐射源在成型平台照射的区域与处理器中辐射源的位置信息匹配，保证各辐射源的精准控制，从而提高了三维物体的成型精度。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术提供的一种三维打印装置的方框图；
图2为本申请实施例提供的一种三维打印装置的结构示意图；
图3为图2中预热部件的结构示意图；
图4为图2中成型平台和预热部件的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种三维打印方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种非暂时性计算机可读存储介质的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种计算机设备的示意图。
附图标记：
1-粉末材料；2-供粉部件；21-铺粉器；22-升降器；23-储粉腔；231-支撑板；3-成型平台；31-标记；32-校准标记；4-升降机构；5-加热部件；6-材料分配器；7-预热部件；71-辐射源；8-导轨；9-控制器；10-成像装置；L0-构建材料层；100-非暂时计算机可读存储介质；101-程序；200-计算机设备；201-处理器；202-存储器；203-计算机程序。
【具体实施方式】
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
图1为现有技术提供的一种三维打印装置的方框图，如图1所示，目前，在三维打印技术中，在成型平台上方设置多个辐射源，通过辐射源对成型平台上的各个区域进行加热以促进成型平台上的粉末材料的固化成型。通常可通过温度传感器进行温度监测，并将监测出的温度热图反馈至控制器，控制器可根据温度热图和预先设置的辐射源位置信息控制相应区域的辐射源的功率。由于辐射源的安装公差或辐射源位置信息未与成型平台各个区域相关联等原因，如图1所示，会导致辐射源在成型平台照射的区域与控制器中的辐射源位置信息无法很好的匹配，影响了辐射源的精准控制，从而降低了三维物体的成型精度。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种三维物体打印装置、三维打印方法及计算机设备，使辐射源在成型平台照射的区域与处理器中辐射源的位置信息匹配，保证了各辐射源的精准控制，从而提高了三维物体的成型精度。
图2为本申请实施例提供的一种三维打印装置的结构示意图，图3为图2中预热部件的结构示意图，图4为图2中成型平台和预热部件的结构示意图，如图2至图4所示，该三维打印装置包括：预热部件7、成型平台3和成像装置10。预热部件7包括至少一个辐射源71；成型平台3上设置面向辐射源71的标记图案，其中，该标记图案可包括至少一个标记31，标记31与辐射源71一一对应，且标记31与辐射源71在成型平台3上的投影至少部分重合；成像装置10用于获取成型平台3上的标记31的位置信息，以得到第一图像，该第一图像用于生成第二图像，该第二图像表示至少一个辐射源71的位置信息；辐射源71用于在处理器根据第二图像的控制下照射构建材料层L0，以形成三维物体。
处理器可包括处理单元和控制器9，其中，处理单元在图中未具体画出。处理单元用于基于第一图像生成第二图像，第二图像表示至少一个辐射源71的位置信息；控制器9用于根据第二图像控制至少一个辐射源71照射构建材料层L0，以形成三维物体。
作为一种可选方案，该三维打印装置包括处理器。此种情况下，处理器是设置在三维打印装置中的处理器件，例如，处理器可包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或者系统级芯片(System on Chip，SoC)等。
作为另一种可选方案，处理器可设置于计算机设备中，即计算机设备包括处理器，处理器是设置在计算机设备中的处理器件，例如，处理器可包括CPU、MCU或者SoC等。此种情况下，计算机设备可与三维打印装置通信连接，例如，计算机设备可包括电脑、服务器或者工作站等。
在一种实施例中，如图3所示，预热部件7包括一个或多个辐射源71，本申请实施例中，预热部件7包括多个辐射源71，图3中以预热部件7包括10个辐射源71为例进行描述，在其它实施例中，预热部件7可包括任意数量辐射源71。辐射源71的位置排布可根据需求设置，以保证提供至构建材料层L0表面温度的均匀性。例如，图3中多个辐射源71的位置排布方式为阵列排布，从而保证了提供至构建材料层L0表面温度的均匀性。
在一种实施例中，成型平台3用于支撑构建材料层L0和三维物体，在未铺展粉末材料之前，如图4所示，成型平台3上设置面向辐射源71的标记图案，其中，标记图案包括至少一个标记31，标记31与辐射源71一一对应，且与辐射源71在成型平台3上的投影至少部分重合。若预热部件7包括有多个辐射源71，相应地，标记图案可包括多个标记31，多个标记31的位置排布可根据多个辐射源71的位置排布设置，使得标记31与辐射源71一一对应，因此图4中多个标记31的位置排布方式可以为阵列排布。
在一种实施例中，如图4所示，标记图案还可以包括校准标记32，校准标记32与成像装置10在成型平台3上的投影至少部分重合。例如，如图4所示，校准标记32位于标记图案的中间位置，多个标记31以阵列排布的方式围绕校准标记32设置。
在一种实施例中，标记图案可以由不同于成型平台3的材料制成，例如，标记图案可以由吸收辐射材料制成。
在一种实施例中，标记图案可以在成型平台3加工时直接印刷设置于成型平台3上，或者，标记图案可以在成型平台3安装于三维打印装置之后直接放置于成型平台3上。
在一种实施例中，如图2所示，三维打印装置还包括供粉部件2，供粉部件2用于向成型平台3提供粉末材料，以在成型平台3上形成构建材料层L0。供粉部件2包括：储粉腔23、升降器22和铺粉器21，储粉腔23的底部设置有可移动的支撑板231，升降器22与支撑板231连接。储粉腔23用于存储粉末材料1。升降器22用于带动支撑板231上升或下降，例如，升降器11可带动支撑板231在图2中的竖直方向上升或下降。铺粉器21用于向成型平台3所在方向运动，以将储粉腔23中存储的粉末材料1铺展到成型平台3上以形成构建材料层L0。例如，铺粉器21可在图2中的左右方向运动，若铺粉器21从左向右方向运动时表明铺粉器21向成型平台3所在方向运动，此时铺粉器21可用于将储粉腔23中存储的粉末材料1铺展到成型平台3上以形成构建材料层L0；若铺粉器21从右向左方向运动时表明铺粉器21向远离成型平台3所在方向运动，此时铺粉器21准备执行下一次的将储粉腔23中存储的粉末材料1铺展到成型平台3上的操作。在一种可能的实现方式中，铺粉器21可包括铺粉棍或刮板等。
在一种实施例中，如图2所示，三维打印装置还包括材料分配器6，材料分配器6用于在构建材料层L0上喷射液体材料以形成三维物体的切片层。材料分配器6可以是喷墨打印头，喷墨打印头可以是单通道打印头或多通道打印头，打印头的数量可根据所使用的液体材料的种类以及需要施加的液体材料的量确定，例如，液体材料包括不同颜色的功能材料时，不同颜色的液体材料通过不同的打印头或同一打印头的不同通道喷射。例如，当需要施加的液体材料的量较大且单个墨滴的体积不足以满足需求时，为了提高打印效率，可以同时使用多个打印头或多个通道喷射相同种类的材料。
在一种实施例中，如图2所示，三维打印装置还包括加热部件5，加热部件5用于在材料分配器6喷射液体材料后，对喷射有液体材料的构建材料层L0进行加热。加热部件5可以包括紫外灯、红外灯、微波发射器、加热丝、加热片、加热板中的至少一种。本申请实施例中，具体选择哪种形式的加热部件5与液体材料的种类和/或粉末材料的种类相关。如图2所示，在一种可能的实现方式中，三维打印装置还包括导轨8，加热部件5和材料分配器6安装于导轨8上，且加热部件5和材料分配器6能够在导轨8上移动。例如，导轨8上可设置一个材料分配器6和两个加热部件5，具体地，加热部件5、材料分配器6和加热部件5按顺序依次安装在导轨8上，并能在导轨8上沿图2中的左右方向移动。又例如，导轨8上可设置一个材料分配器6和一个加热部件5，加热部件5可位于材料分配器6的一侧，例如，图2中材料分配器6的左侧或者右侧。在实际应用中，加热部件5的数量和位置以及材料分配器6的数量和位置均可根据需要进行设置，本申请实施例对此不做限定。
在一种实施例中，预热部件7用于提供辐射能或热能，以预热构建材料层L0，从而有助于成型平台3的成型区域中液体材料和与液体材料接触的粉末材料固化成型以形成三维物体的切片层。辐射源71可以包括紫外灯、红外灯、微波发射器、加热丝、加热片和加热板中的至少一种。本申请实施例中，具体选择哪种形式的预热部件7与液体材料的种类和/或粉末材料的种类相关，当液体材料和/或粉末材料发生光聚合反应时，此时预热部件7提供辐射能，例如，预热部件7为紫外灯，辐射能为紫外光辐射，则预热部件7可通过紫外光辐射引发液体材料和/或粉末材料发生光聚合反应；当液体材料和/或粉末材料发生热聚合反应时，此时预热部件7提供热能，例如，预热部件7包括红外灯、微波、加热丝、加热片或者加热板，则预热部件7可通过热能引发液体材料和/或粉末材料发生热聚合反应。在一种可能的实现方式中，预热部件7可以安装在成型平台3的上方，例如，预热部件7可以安装于三维打印装置的成型腔室的顶部。
在一种实施例中，成像装置10可用于检测成型平台3的温度和/或构建材料层L0的温度，例如，成像装置10可以包括热成像仪或温度监控器。成像装置10安装于三维打印装置的成型腔室的顶部。如图3所示，成像装置10可设置在预热部件7上，成像装置10可与多个辐射源71处于同一个水平面。在其它实施例中，成像装置10还可根据需求设置于其它位置，本申请实施例在此不作限定。
在一种实施例中，控制器9用于控制供粉部件2、加热部件5、材料分配器6、预热部件7、成像装置10中至少其一的工作。例如，成像装置10将监测的温度反馈给控制器9，控制器9根据成像装置10反馈的信息控制预热部件7和/或加热部件5提供能量的大小。
在一种实施例中，三维打印装置还包括升降机构4，升降机构4与成型平台3连接。升降机构4可用于驱动成型平台3上升或下降，例如，升降机构4可驱动成型平台3沿图2中的竖直方向移动，以实现在图2中的竖直方向上升或下降。当成型平台3位于指定位置，控制器9可控制供粉部件2在成型平台3上形成构建材料层L0、控制材料分配器6在构建材料层L0上选择性喷射液体材料，以形成三维物体在该指定位置的一个切片层。随后，成型平台3在图2中沿竖直方向依次向下移动指定层厚的距离，控制器9继续控制供粉部件2和材料分配器6在成型平台3每次移动后都执行铺粉和喷墨动作，从而在每个位置形成三维物体的一个切片层，将所有位置形成的切片层逐层叠加以形成完整的三维物体。
本申请实施例提供的技术方案中，通过成型平台上设置在投影方向上与辐射源重合的标记图案，以代表辐射源的位置信息，将成像装置获取的标记图案中标记的位置信息作为控制辐射源的依据，使得辐射源在成型平台照射的区域与处理器中辐射源的位置信息匹配，保证各辐射源的精准控制，从而提高了三维物体的成型精度。
图5为本申请实施例提供的一种三维打印方法的流程图，如图5所示，该方法包括：
步骤S1、在成型平台上设置面向至少一个辐射源的标记图案，其中，该标记图案包括至少一个标记，标记与辐射源一一对应，且标记与辐射源在成型平台上的投影至少部分重合。
在一种实施例中，如图4所示，成型平台3上设置面向多个辐射源71的标记图案，其中，标记图案包括多个标记31，标记31与辐射源71一一对应，且标记31与辐射源71在成型平台3上的投影至少部分重合。
在一种实施例中，步骤S1具体可包括：在加工成型平台3时将标记图案印刷设置于成型平台3上；或者，在将成型平台3安装于三维打印装置之后，将标记图案放置于成型平台3上。
在一种实施例中，标记图案可以由不同于成型平台3的材料制成，例如，标记图案可以由吸收辐射材料制成。
在一种实施例中，多个标记31的位置排布可根据多个辐射源71的位置排布设置，多个辐射源71的位置排布可根据需求设置，以保证照射至构建材料层L0的温度均匀性。例如，图3中多个辐射源71的位置排布方式为阵列排布，则图4中多个标记31的位置排布方式可以为阵列排布。由于辐射源71的具体位置与照射在成型平台3的区域之间具有映射关系，通过在成型平台3上设置物理标记(即标记图案)以代替辐射源71的具体位置，将成型平台3的物理坐标系与控制辐射源71的位置坐标系相关联，使得辐射源71在成型平台3照射的区域与处理器中辐射源71的位置信息匹配，保证各辐射源71的精准控制，从而提高三维物体的成型精度。
步骤S2、成像装置获取成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像。
具体地，在成像装置10安装位置确定后，成像装置10可获取成型平台3上的标记31的位置信息，由于标记31的材料与成型平台3的材料不同，成像装置可根据获取的标记31的温度与成型平台3的温度形成热图，根据热图获得各个标记31在成型平台3的物理坐标，以得到表示标记31与成型平台3的相对位置关系的第一图像。其中，步骤S2中成型平台3上的标记31的位置信息可以包括标记31在成型平台3的物理坐标。
在一种实施例中，标记图案还可以包括校准标记32，校准标记32与成像装置10在成型平台3上的投影至少部分重合，通过校准标记32可以对成像装置10的安装位置进行调整。则在步骤S2之前，该方法还包括：成像装置10获取成型平台3上的校准标记32，以得到第三图像，将第三图像与成型平台3的校准标记32进行对比得到对比结果，对比结果可用于对成像装置10进行安装位置调整，其中，若对比结果包括校准标记32发生偏移和/或变形，表明成像装置10的安装位置不当，可以对成像装置10进行安装位置调整。例如，具体地，可将第三图像中校准标记32的图像的形状与成型平台3的校准标记32的形状进行对比，以及将第三图像中校准标记32的图像的位置与成型平台3的校准标记32的位置进行对比；若对比出第三图像中校准标记32的图像的形状与成型平台3的校准标记32的形状不同，和/或，对比出第三图像中校准标记32的图像的位置与成型平台3的校准标记32的位置不同，则确定出对比结果包括校准标记32发生变形和/或偏移，可以对成像装置10进行安装位置调整。其中，若对比出第三图像中校准标记32的图像的形状与成型平台3的校准标记32的形状不同，例如，第三图像中校准标记32的图像的形状为椭圆形，而成型平台3的校准标记32的形状为圆形，则确定出对比结果为校准标记32发生变形；若对比出第三图像中校准标记32的图像的位置与成型平台3的校准标记32的位置不同，例如，第三图像中校准标记32的图像的位置偏离了成型平台的中心位置，而成型平台3的校准标记32的位置为中心位置，则确定出对比结果为校准标记32发生偏移。其中，第三图像可以为热图。
步骤S3、处理器基于第一图像生成第二图像，该第二图像表示至少一个辐射源的位置信息。
本申请实施例中，步骤S3具体可包括：处理器的处理单元根据辐射源71与标记31的映射关系，将各个标记31在成型平台3的物理坐标转换为辐射源71与成型平台3相关联的物理坐标，以得到第二图像，第二图像表示多个辐射源71与成型平台3相关联的位置信息。其中，辐射源71的位置信息可包括辐射源71与成型平台3相关联的物理坐标。
步骤S4、处理器根据第二图像控制至少一个辐射源照射构建材料层，以形成三维物体。
在一种实施例中，成像装置10获取构建材料层L0的至少一个区域的温度，则步骤S4中处理器根据第二图像控制至少一个辐射源照射构建材料层具体可包括：处理器的控制器9根据成像装置10获取的构建材料层L0的至少一个区域的温度以及第二图像中辐射源的位置信息，控制相应区域的辐射源的功率大小，以供辐射源71以该功率大小照射构建材料层L0。具体地，控制器9若检测到的构建材料层L0的至少一个区域的温度不等于设定温度，则根据第二图像中辐射源71的位置信息调节对应区域的辐射源71的功率大小，以实现对辐射源71的控制。步骤S4中形成三维物体具体可包括：在成型平台3上形成构建材料层L0；控制器9可根据层打印数据控制材料分配器6在构建材料层L0上喷射液体材料，以形成切片层；重复执行上述形成构建材料层至形成切片层的步骤，使获得的多个切片层逐层叠加以形成三维物体。
在形成切片层的过程中，控制器9根据第二图像控制辐射源71对喷射有液体材料的构建材料层L0进行照射，从而有助于成型平台3的成型区域中液体材料和与液体材料接触的粉末材料固化成型以形成三维物体的切片层。
在一种实施例中，可以通过扫描方式获取三维物体的原始数据并根据原始数据进行三维建模得到三维物体的数字模型；或者，通过设计构建三维物体模型，从而得到三维物体的数字模型。对数字模型进行数据格式转换生成能够被切片软件识别的格式的第一模型，例如，能够被切片软件识别的格式可包括STL格式、PLY格式或WRL格式等，再使用切片软件对第一模型进行切片分层得到切片层图像数据，并对切片层图像数据进行处理得到表示三维物体的层打印数据。其中，层打印数据可包括表示物体形状的信息和/或表示物体颜色的信息。控制器9可根据层打印数据控制材料分配器6在构建材料层L0上喷射液体材料，以形成切片层。
本申请实施例中，粉末材料是呈粉末状的材料颗粒，本申请实施例对粉末材料不做限制，粉末材料可不与液体材料发生聚合反应，粉末材料自身也不发生聚合反应；粉末材料可与液体材料发生聚合反应或粉末材料自身可发生聚合反应，可以根据实际需要进行灵活更改。可选地，粉末材料可包括聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、聚酰胺(PA)、聚酯、聚氨酯(PU)、聚乳酸、聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚氟乙烯、氯化聚烯烃、含有羟基的聚乙烯醇(PVA)、纤维素、改性纤维素中的至少一种。
本申请实施例中，液体材料至少部分溶解所述粉末材料，和/或，所述液体材料发生热聚合和/或光聚合反应，和/或，所述液体材料与所述粉末材料发生聚合反应。本申请实施例对液体材料不做限制，只要其最终能够将喷射有液体材料的粉末材料固化成型即可。例如，液体材料可以含有能量吸收剂，能量吸收剂在吸收提供的能量后将能量转化为热能，从而使与其接触的粉末材料熔融成型；或者，液体材料为光固化材料，液体材料含有光固化组分，且光固化组分能溶解粉末材料，在提供能量如辐射能照射下光引发剂引发光固化组分发生聚合反应从而将溶解的粉末分子缠结固化成型；或者，液体材料为热固化材料，液体材料含有热固化组份，在提供能量如热能照射下热引发剂引发热固化组份发生聚合反应，形成的聚合物将粉末材料包裹成型；或者，液体材料具有与粉末材料反应的活性组分，在提供能量下引发剂引发液体材料与粉末材料发生聚合反应。液体材料还可以包括助剂，助剂例如可以是引发剂、流平剂、消泡剂、表面活性剂等常规已知材料。引发剂用于引发液体材料发生反应，引发剂根据液体材料的种类选择可以是光引发剂、自由基引发剂、阴离子引发剂、阳离子引发剂等；流平剂用于提高液体材料的流动性以及对粉末材料的润湿性能，同时调整液体材料的表面张力使其能够正常打印，在本实施例中不做限制。消泡剂主要用于防止液体材料起泡，消泡剂例如可以是硅酮消泡剂、聚醚消泡剂、脂肪酸酯消泡剂等；表面活性剂主要用于控制液体材料对粉末材料的润湿性、渗透性和表面张力，表面活性剂例如可以是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。
本申请实施例提供的技术方案中，通过成型平台上设置在投影方向上与辐射源重合的标记图案，以代表辐射源的位置信息，将成像装置获取的标记图案中标记的位置信息作为控制辐射源的依据，使得辐射源在成型平台照射的区域与处理器中辐射源的位置信息匹配，保证各辐射源的精准控制，从而提高了三维物体的成型精度。
本申请实施例还提供了一种非暂时性计算机可读存储介质。图6为本申请实施例提供的一种非暂时性计算机可读存储介质的示意图，如图6所示，所述非暂时计算机可读存储介质100包括存储的程序101，在程序101运行时控制非暂时计算机可读存储介质100所在计算机设备执行上述的三维打印方法。
本申请实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述计算机设备执行时，使得所述计算机设备执行上述三维打印方法。
图7为本申请实施例提供的一种计算机设备的示意图，如图7所示，该实施例的计算机设备200包括：处理器201、存储器202以及存储在存储器202中并可在处理器201上运行的计算机程序203，处理器201执行计算机程序203时实现实施例中的三维打印方法，为避免重复，此处不一一赘述。
计算机设备200可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。计算机设备可包括，但不仅限于，处理器201、存储器202。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是计算机设备200的示例，并不构成对计算机设备200的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算机设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器201可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器202可以是计算机设备200的内部存储单元，例如计算机设备200的硬盘或内存。存储器202也可以是计算机设备200的外部存储设备，例如计算机设备200上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器202还可以既包括计算机设备200的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器202用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器202还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (18)
1.一种三维打印装置，其特征在于，包括：
预热部件，所述预热部件包括至少一个辐射源；
成型平台，所述成型平台上设置面向所述辐射源的标记图案，所述标记图案包括至少一个标记，所述标记与所述辐射源一一对应，且所述标记与所述辐射源在所述成型平台上的投影至少部分重合；
成像装置，用于获取所述成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像，所述第一图像用于生成第二图像，所述第二图像表示所述至少一个辐射源的位置信息；
所述辐射源，用于在处理器根据所述第二图像的控制下照射构建材料层，以形成三维物体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器包括：
处理单元，用于基于所述第一图像生成所述第二图像；
控制器，用于根据所述第二图像控制所述至少一个辐射源照射所述构建材料层。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括供粉部件，所述供粉部件用于向所述成型平台提供粉末材料，以在所述成型平台上形成所述构建材料层。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述标记图案还包括校准标记，所述校准标记与所述成像装置在所述成型平台上的投影至少部分重合。
5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述标记图案由不同于所述成型平台的材料制成。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括材料分配器，所述材料分配器用于在所述构建材料层上喷射液体材料以形成所述三维物体的切片层。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个加热部件；
所述加热部件，用于在所述材料分配器喷射所述液体材料后，对喷射有所述液体材料的构建材料层进行加热。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预热部件安装于所述成型平台的上方，且安装于所述三维打印装置的成型腔室的顶部。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述成像装置安装于所述三维打印装置的成型腔室的顶部。
10.一种三维打印方法，其特征在于，包括：
在成型平台上设置面向至少一个辐射源的标记图案，所述标记图案包括至少一个标记，所述标记与所述辐射源一一对应，且所述标记与所述辐射源在所述成型平台上的投影至少部分重合；
成像装置获取所述成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像；
处理器基于所述第一图像生成第二图像，所述第二图像表示所述至少一个辐射源的位置信息；
处理器根据所述第二图像控制所述至少一个辐射源照射构建材料层，以形成三维物体。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述在成型平台上设置面向至少一个辐射源的标记图案，包括：
在加工所述成型平台时将所述标记图案印刷设置于所述成型平台上；或者
在将所述成型平台安装于三维打印装置之后，将所述标记图案放置于所述成型平台上。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述成像装置获取所述成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像，包括：
所述成像装置根据获取的所述标记的温度与所述成型平台的温度形成热图，并根据所述热图获得各个所述标记在所述成型平台的物理坐标，以得到表示所述标记与所述成型平台的相对位置关系的第一图像，所述成型平台上的标记的位置信息包括标记在成型平台的物理坐标。
13.一种三维打印方法，其特征在于，所述三维打印方法基于三维打印装置，所述三维打印装置包括至少一个辐射源、成型平台和成像装置，所述成型平台上设置面向所述辐射源的标记图案，所述标记图案包括至少一个标记，所述标记与所述辐射源一一对应，且所述标记与所述辐射源在所述成型平台上的投影至少部分重合，成像装置用于获取所述成型平台上的标记的位置信息，以得到第一图像；所述方法应用于计算机设备，所述方法包括：
基于所述第一图像生成第二图像，所述第二图像表示所述至少一个辐射源的位置信息；
根据所述第二图像控制所述至少一个辐射源照射构建材料层，以形成三维物体。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述标记图案还包括校准标记，所述成像装置还用于获取所述成型平台上的校准标记，以得到第三图像；所述方法还包括：
将所述第三图像与所述成型平台的校准标记进行对比，得到对比结果，所述对比结果用于对所述成像装置进行安装位置调整。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一图像生成第二图像，包括：
根据辐射源与标记的映射关系，将各个标记在所述成型平台的物理坐标转换为辐射源与成型平台相关联的物理坐标，以得到所述第二图像，所述辐射源的位置信息包括所述辐射源与成型平台相关联的物理坐标。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二图像控制所述至少一个辐射源照射构建材料层，包括：
根据所述成像装置获取的构建材料层的至少一个区域的温度以及所述第二图像中辐射源的位置信息，控制相应区域的辐射源的功率大小，以供所述辐射源以所述功率大小照射所述构建材料层。
17.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述计算机设备执行时，使得所述计算机设备执行权利要求13至16任一项所述的三维打印方法。
18.一种非暂时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂时计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非暂时性计算机可读存储介质所在计算机设备执行权利要求13至16中任一项所述的三维打印方法。
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| CN202311101006.3A CN117103681A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 三维打印装置、三维打印方法及计算机设备 |
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