CN118144264A - 一种立体成型方法、立体成型设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体成型方法、立体成型设备及存储介质，主要通过固化形成当前打印层，而后形成颜料层，固化颜料层粘附在当前打印层上，通过叠加形成彩色模型，实现彩色模型的一次性打印，无需另行着色，色彩灵活。本发明的主要技术方案为：一种立体成型方法，包括：向构建窗口上添加打印材料，打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应，控制打印平台靠近构建窗口，以使打印材料固化在打印平台上，形成待打印模型的当前打印层，控制打印平台远离构建窗口，清除构建窗口上的打印材料，在构建窗口上喷涂一层颜料层，颜料层与当前打印层对应，控制打印平台靠近构建窗口，使颜料层固化在当前打印层上。本发明主要用于打印模型。

Description

一种立体成型方法、立体成型设备及存储介质

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种立体成型方法、立体成型设备及存储介质。

背景技术

3D打印机又称积层制造设备，通过逐层打印叠加的方式实现立体成型。常见的光固化3D打印机中，利用树脂在光照下发生聚合反应的特点，将光源按照待成形物体的截面形状进行照射，使树脂固化成形，打印平台逐层向上移动，继而逐层叠加，实现立体打印。

现有进行彩色模型打印的方式，如更换不同颜色的树脂进行模型打印，继而实现在呈现多种颜色的模型，但只能在模型的打印方向分段变色，过程麻烦且上色不具有灵活性。或者可对打印后的模型另行着色，如专利号为CN218876311U的专利中公开了一种模型涂色装置，通过旋转模型，使得模型的不同侧与喷涂机构相对，继而利用喷涂机构对模型上色。但需要单独的涂色过程，无法进行一次性的打印成型，上色过程周期长，设备数量多，影响用户体验。

发明内容

有鉴于此，为解决上述至少一项技术问题，本发明提供一种立体成型方法、立体成型设备及存储介质。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种立体成型方法，应用于立体成型设备，以打印待打印模型，立体成型设备包括构建窗口和打印平台，立体成型方法包括：

向构建窗口上添加打印材料，打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应；

控制打印平台靠近构建窗口，以使打印材料固化在打印平台上，形成待打印模型的当前打印层；

控制打印平台远离构建窗口，并清除构建窗口上的打印材料，以在构建窗口上喷涂一层颜料层，颜料层与当前打印层对应；

控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上。

另一方面，本发明还提供了一种立体成型设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如前述任一项的立体成型方法的步骤。

再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如前述任一项的立体成型方法的步骤。

本发明提出的一种立体成型方法、立体成型设备及存储介质，主要通过先固化形成当前打印层，而后形成颜料层，并固化颜料层粘附在当前打印层上，通过叠加形成彩色模型，实现彩色模型的一次性打印，无需另行着色，且色彩灵活。现有技术中，如更换打印材料进行模型打印，只能在模型的打印方向分段变色，过程麻烦且上色不具有灵活性，或者对打印后的模型另行着色，需要单独的涂色过程，无法进行一次性的打印成型，上色过程周期长，设备数量多，影响用户体验。与现有技术相比，本申请文件中，先打印打印层，而后将构建窗口上的打印材料清除，在构建窗口上形成颜料层，继而移动打印层接触颜料层，并将颜料层固化在打印层上，使得打印层与颜料层叠，依次进行各打印层以及对应的颜料层的打印，颜料层夹在打印层之间，透过打印层使得模型呈现颜色，实现彩色模型的一次性打印，且通过喷涂颜料实现变换颜料层的颜色，使得彩色模型的颜色具有灵活性和多样性。另形通过打印平台形成当前打印层的方案，通过打印平台升降的方案控制形成打印层，使打印更易控制，打印精度高，再在构建窗口上形成颜料层，而不是将颜料直接打印在当前打印层上，使得颜料层的喷涂更加精确，颜料层通过打印平台下降，使得当前打印层与颜料层贴合以固化在一起，两者固化位置精确度高，彩色打印方式简单，适应程度高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种立体成型方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种立体成型方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的再一种立体成型方法的流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成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，对依据本发明提出的立体成型方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明实施例提供的一种立体成型方法，用于立体成型设备，以打印待打印模型，立体成型设备包括构建窗口和打印平台，构建窗口用于离型，即构建窗口用于打印材料层或者颜料层固化后，与打印材料层或者与颜料层分离，构建窗口也可以透光或者发光，以固化构建窗口上方的打印材料，形成当前打印层和颜料层。构建窗口可以为多种形式，如构建窗口可以为立体成型设备的显示屏，显示屏可以用于其离型作用，直接与打印材料或者颜料层接触。或者，立体成型设备还包括料槽，料槽包括容纳腔，料槽还包括离型膜，离型膜为容纳腔壁的一部分，离型膜则为构建窗口。或者，料槽整体为透明料槽，则构建窗口为与立体成型设备的底部光源或者显示屏对应的区域。以下实施方式中，以料槽包括离型膜，且打印平台与料槽的离型膜相对，离型膜为构建窗口为例进行说明。

一些实施方式中，立体成型设备还包括喷头单元、进出料组件、料槽和固化单元，进出料组件与容纳腔连通。更进一步的，立体成型设备还可以包括主支撑结构、XY移动机构和升降机构。其中，主支撑结构上开设有透光口，透光口覆盖显示屏，料槽用于放置于主支撑结构上，且离型膜与显示屏相对。XY移动机构与主支撑结构连接，喷头单元与XY移动机构连接，XY移动机构可驱动喷头单元在平行于离型膜的XY平面内移动。升降机构与主支撑结构连接，打印平台与升降机构连接，升降机构用于驱动打印平台在靠近或者远离离型膜的方向上移动。

立体成型方法可采用立体成型设备的控制器进行执行，XY移动机构、升降机构、喷头单元和进出料组件均与控制器电连接。控制器可以为控制芯片。一种实施方式中，如图1所示，立体成型方法包括：

S1-1、向构建窗口上添加打印材料，打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应。

打印材料可以仅覆盖构建窗口的一部分区域，或者覆盖整个构建窗口的全部区域。打印材料的覆盖区域应大于当前打印层对应的区域，保证当前打印层能够完全成型，可以实现减少添加的打印材料量。

一些实施方式中，在打印待打印模型时，需要同时打印待打印模型的支撑，如打印具有横向突变的模型时，需要同时在突变区域和打印平台之间进行支撑的打印。打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应指的是，至少同时与待打印模型本身及其对应的支撑相对应。

进出料组件可以采用多种方式向容纳腔内填充或者排出打印材料，如可采用软管、蠕动泵以及料瓶配合，软管两端分别连通容纳腔以及料瓶的料瓶腔，蠕动泵设置于软管上，可以通过蠕动泵的正向驱动和反向驱动实现料瓶内打印材料导入容纳腔，或者实现容纳腔内打印材料回流至料瓶腔。

打印材料为受到特定颜色或频率的光照射后，会由液态变为固态的材料，如树脂。为使得颜料的颜色能够透过打印层得以表现，打印层为透光打印层，即打印材料为透光打印材料，具体的，可以为透明的打印材料。

打印材料添加的高度应满足高于当前打印层的厚度，且可以不用太高，以避免进料和排料浪费过多时间。如在控制进出料组件向构建窗口上添加打印材，打印材料的厚度大于或等于当前打印层的厚度，即打印材料的液面距离离型膜的距离大于当前打印层的厚度，且小于当前打印层厚度的二倍。可选地，打印材料添加的高度小于或者等于3mm。更为具体的，控制进出料组件向容纳腔内添加预设量的打印材料，根据料槽的容量进行设置，如根据容纳腔的长度和宽度，以及打印材料液面需要到达的高度进行设置，继而计算出每次需要的添加量。

或者，立体成型设备还包括液面传感器，液面传感器可以为红外传感器或者探针式传感器等，液面传感器与容纳腔相对。控制进出料组件向料槽的容纳腔内持续添加打印材料，接收液面传感器发送的打印材料液面高度，判断液面高度与预设液面高度的关系，当液面高度达到预设液面高度，控制进出料组件停止向料槽的容纳腔内添加打印材料，继而实现打印材料的定量添加。

或者，立体成型设备还包括重量传感器，重量传感器与料槽连接，具体可以设置在料槽与支撑体之间，如可以为悬臂加弹性应变片的组合。控制进出料组件向容纳腔内持续添加打印材料，接收重量传感器发送的重量值，判断重量值与预设重量的关系，当重量值达到预设重量，控制进出料组件停止向料槽的容纳腔内添加打印材料，继而实现打印材料的定量添加。

或者，在预设时间内控制进出料组件向料槽的容纳腔内添加打印材料，如根据进出料的流速和需要添加到容纳腔的打印材料的量计算需要的进料实际，继而在进料时间内以一定的流速进行进料，实现进料量的控制。

S1-2、控制打印平台靠近构建窗口，以使打印材料固化在打印平台上，形成待打印模型的当前打印层。

通过升降机构带动打印平台向构建窗口移动，从而至少部分打印材料被夹设在离型膜与打印平台之间，或者夹设在离型膜与已成形模型之间，可通过光照，使得至少部分打印材料按照当前打印层的形状固化，形成的当前打印层。

具体的：

S1-2-1、控制打印平台向构建窗口靠近，以使打印平台与构建窗口之间的距离，与待打印模型的当前打印层所需的距离对应。

控制打印平台靠近离型膜移动，直到至少打印平台的底面，或者已成型模型的底面浸入打印材料内，或者与打印材料接触，并移动到与离型膜间隔当前打印层所需的距离。在打印平台上没有连接模型，即当前打印层为模型的第一层时，打印平台与构建窗口之间的距离为一层模型的厚度，即当前打印层的厚度。在打印平台上已经连接有已打印的模型的实施方式中，如由中间开始进行彩色模型打印的实施方式中，打印平台与构建窗口之间的距离为打印平台连接的已成型模型的厚度和当前打印层的厚度之和，即使得已成型模型与离型膜之间间隔当前打印层的厚度。可以理解，若没有已成型模型，则已成型模型的厚度为0。

可以理解，即使同一个待打印模型，不同的打印层的厚度之间可能不同。

S1-2-2、按照当前打印层的轮廓信息，控制固化光照射打印材料，以在打印平台的表面，或者打印平台上的待打印模型的已完成模型上形成待打印模型当前打印层。

具体的，立体成型设备还包括固化单元，固化单元位于离型膜相背于打印平台的一侧，如位于离型膜的底端，光线向上照射离型膜。控制固化单元按照当前打印层的轮廓照射容纳腔内的打印材料，以使打印材料在离型膜与打印平台之间固化形成当前打印层。固化单元可以仅发出束状光线，而显示屏为选通屏，可使得光线以当前打印层的轮廓通过，并照射到离型膜上，继而固化当前打印层。或者，固化单元可直接发出当前打印层的轮廓的光线，如固化单元可以为OLED显示屏。

S1-3、控制打印平台远离构建窗口，并清除构建窗口上的打印材料，以在构建窗口上喷涂一层颜料层，颜料层与当前打印层对应。

控制打印平台远离构建窗口具体可以为控制打印平台移动至预设高度。打印平台移动高度应兼顾当前打印层的脱离，以及打印平台或者打印平台连接的已成型模型的底端可为喷涂颜料的结构让位。更具体的，预设高度为基础高度和打印平台连接的已成型模型的厚度之和，而基础高度大于用于喷涂颜料的喷头单元的顶端到离型膜的垂直距离，如大5毫米。

控制进出料组件将构建窗口上的打印材料排出。为进行颜料喷涂，需要将打印材料排出，使得离型膜外露，继而承接颜料。如前述实施方式中，进出料组件可采用软管、蠕动泵以及料瓶，蠕动泵向添加打印材料时转动方向的反向转动，使得容纳腔内的打印材料回流至料瓶腔，或者，回流至料槽上的转换槽内，直到离型膜完全外露。

打印材料的排出旨在保证需要的范围的离型膜可以露出即可，可无需将容纳腔内的打印材料全部排出。如一种实施方式中，离型膜位于容纳腔高度方向上的最底端，则需要将容纳腔的打印材料全部排出，或者由于离型膜是一个平面，在不影响颜料喷涂的部位，打印材料未排除干净，不影响后续模型的打印。

具体的，可根据加入打印材料的重量以及打印材料排出速度确定抽取时长，在需要打印材料能够被完全抽出的情况下，可通过增加时长的方式确保打印材料完全抽出。或者，在立体成型设备包括液面传感器的实施方式中，可通过液面传感器确定料槽内的打印材料是否被完全抽出。或者，还可以通过重量传感器获取料槽的重量信息，通过重量是否与料槽原始重量相同确定打印材料是否被完全抽出。或者，还可以根据预设时间以预设流速排出打印材料，预设流速和预设时间可以与进料时的流速和时间一致，或者多于进料时的流速和时间。

在构建窗口上喷涂一层颜料层具体可以为：按照当前打印层的颜色信息，在构建窗口上喷涂一层颜料层。

颜料层为液态层或者介于固态和液态之间，颜料层附着于离型膜上。形成颜料层的方法可以为多种，如可以采用液态喷涂，而后固化的方式，也可以是其他可形成颜料层的方式。更为具体的，立体成型设备还包括喷头单元和固化单元，颜料层可采用如下方式实现：

控制喷头单元按照当前打印层的颜色信息向构建窗口喷涂颜料颜料，以形成颜料层。

其中，颜料可以在设定颜色或者波长的光照射下固化。如紫外光或紫色光照射下固化。颜料可存储在负压料瓶中，颜料包括多种颜色，如黑色、白色、红色、黄色、蓝色；或白色、青色、洋红、黄色、黑色等。可根据需求进行存储颜色的涂覆，或者，可以根据需求进行颜料的混合，以通过配色得到想要喷涂的颜色，如绿色、紫色等。混色过程可在喷头单元内设置专门的混色腔进行，也可以另外设置混色专用的装置，也可以喷出在离型膜上后，靠分子运动自行混合，本申请不做限制。负压料瓶可以持续向喷头单元提供颜料，喷头单元上开设有多个可以控制开闭的出料孔，可通过开闭出料孔控制出料的颜色以及喷涂的位置。以使喷头单元在离型膜上按要求喷涂出一定区域的颜料。通过控制XY移动机构控制喷头单元相对离型膜移动，并根据当前打印层的颜色信息向离型膜喷涂颜料，颜料将滴落在离型膜上。

具体的，当前打印层的颜色信息包括喷涂区域，喷涂区域指的是此次喷涂颜料结束后，颜料覆盖的全部区域。喷涂区域应至少满足位于当前打印层成型时的下方，喷涂区域应至少满足在当前打印层的成形区域内。当前打印层对应的颜色可以为单一的一种颜色，如仅为红色，则可以在喷涂区域中持续涂满红色颜料。或者，一些实施方式中，当前打印层对应的颜色可能是多种颜色，如一半区域为红色，另一半区域为黄色，则需要在喷涂过程中换色，进行分区域的涂覆。如喷涂区域包括至少一个子喷涂区域，当前打印层的颜色信息还包括子喷涂区域对应的色彩信息，控制喷头单元按照当前打印层的颜色信息向料槽的离型膜喷涂颜料的步骤，具体包括：控制喷头单元按照子喷涂区域及色彩信息向构建窗口喷涂颜料。

当当前打印层对应的颜色为单一的一种颜色时，子喷涂区域的数量为一个，子区域对应的色彩信息即为当前打印层需要呈现的颜色，如上文中举例的红色。当当前打印层对应的颜色为多种颜色时，子喷涂区域的数量为多个，如上文中举例的子喷涂区域的数量为两个，每个子喷涂区域对应的色彩信息即为当前打印层不同区域需要呈现的颜色，如两个子喷涂区域对应的色彩信息分别为红色和黄色。在喷涂过程中，通过控制喷头单元上可开闭的出料孔进行分区域颜色的喷涂，如先进行其中一个喷涂区域内红色颜料的喷涂，而后进行另一个喷涂区域内黄色颜料的喷涂。或者，也可以通过喷头单元上出料孔的控制，使得两个喷涂区域同时进行不同颜色颜料的喷涂。或者喷头单元上喷出不同颜色的颜料，使不同颜色的颜料混合，形成新颜色的颜料。

颜料层与当前打印层对应，使得喷涂的颜料能够覆盖在之前成型的当前打印层上。为使得成型后的模型可以呈现颜色，颜料在需要呈现颜色的区域应延伸至当前打印层的边沿，而在远离边沿的中心位置不要求一定有颜料。因此，喷涂区域的范围可以有以下几种设定方式：

第一种设定方式中，喷涂区域的轮廓与当前打印层的轮廓一致，或者说，喷涂区域可以为固化单元固化当前打印层时，光线投射到离型膜的光斑轮廓一致，使得成型后，颜料可以完全覆盖当前打印层的底面，下文中将进一步详细说明。

第二种设定方式中，喷涂区域的部分轮廓与当前打印层的部分轮廓一致。这种设定方式对应两种可能情况，第一种情况是当前打印层仅部分区域需要体现色彩，如仅左半边区域需要体现色彩，而右半边区域不需要，则喷涂区域仅需部分轮廓与当前打印层需要体现颜色的一侧轮廓一致即可。第二中情况是颜料无需覆盖全部的当前打印层的底面，仅覆盖延伸的当前打印层边沿的部分区域即可。如喷涂区域为与当前打印层的轮廓匹配的预设宽度的区域，在当前打印层成型后，喷涂区域为延伸至当前打印层轮廓边沿，且距离当前打印层轮廓边沿预设宽度的区域，如可以为距离当前打印层轮廓边沿预设宽度的环形区域，预设宽度可以为1毫米至10毫米等，使得颜料层的颜色在当前打印层的边沿得以体现，而在中间可能被下一层打印层覆盖的区域内不体现，旨在可以减少喷涂时间以及颜料的用量，且不会影响模型色彩呈现效果。在前文模型打印过程中同时打印支撑的实施方式中，当前打印层的轮廓指的是待打印模型本身以及支撑的总体轮廓。

S1-4、控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上。

通过升降机构带动打印平台向构建窗口移动，使得当前打印层靠近颜料层移动，直到当前打印层接触颜料层，将颜料层固化在本层打印层上，实现对本层打印层的着色。控制打印平台靠近构建窗口移动可以为控制打印平台靠近构建窗口，使得打印平台与颜料层接触。具体的，可以使得打印平台与构建窗口的距离为预设距离或者待打印模型的当前打印层所需的距离。

预设距离可以为当前颜料层所需的距离。当前打印层所需的距离，即打印平台连接的已成型模型的厚度，如步骤S1-2-1中打印平台的位置。值得说明的是，颜料层是非常薄的，并不会明显突出于离型膜，当打印平台下降到当前打印层固化时的位置，颜料层并不会对当前打印层造成太大移动阻碍和压力，对待打印模型的高度也不会造成太大影响，或者，也可以在进行模型切片时，将颜料层设置于其中，预设距离则为打印平台连接的已成型模型的厚度加上颜料层的厚度，而实际上，颜料层的厚度可以忽略不计。

使颜料层固化在当前打印层上，具体可以通过固化单元再次曝光实现。颜料为液态颜料，由喷头单元喷出后，滴落到离型膜上仍为液态，为使得颜料能够贴附在之前打印的当前打印层上，需通过固化单元对颜料曝光，使得颜料固化于当前打印层上。为使得颜料可以全部固化，光线在离型膜上的投影区域至少应等于颜料的喷涂区域。如一种实施方式中，控制固化单元按照覆盖面积大于颜料轮廓的预设轮廓照射颜料，即控制固化件按照预设轮廓照射颜料，使得投射到离型膜的投影的范围超出颜料的喷涂区域的范围，继而保证颜料全部固化。或者，另一种实施方式中，可以为控制固化单元按照当前打印层的轮廓照射颜料，即控制固化件按照固化当前打印层的光线照射颜料，即固化颜料层和当前打印层的光线是一致的，继而减少固化件的控制负担，使得控制过程简化，仅需根据打印进行进行两侧相同的发光即可。再或者，一些其他的实施方式中，还可以是控制固化单元按照颜料的覆盖范围照射颜料，如在上文实施方式中，喷涂区域仅需需要覆盖当前打印层部分区域的实施方式中，可以仅照射颜料所在区域的范围，如颜料为延伸至当前打印层边沿的环形的颜料，则仅产生与喷涂区域对应的环形光线投影即可，可减少光线的投射量，继而节省能耗，以及减少由于照射导致的打印材料和显示屏发热。

由于颜料喷涂到离型膜上是液态的，为避免颜料位置不稳定，自身流动外溢、混色，或者在本层打印层的挤压下移动，可在喷涂颜料之后或者喷涂过程中进行颜料的固化。

其中，在控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上之后，立体成型方法还包括：

重复执行将当前打印层的下一层作为当前打印层，控制打印平台移动至离型高度，以使当前打印层带动颜料层脱离构建窗口；向构建窗口上添加打印材料，打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应；控制打印平台靠近构建窗口，以在打印平台上打印待打印模型当前打印层；控制打印平台远离构建窗口，并清除构建窗口上的打印材料，以在构建窗口上喷涂一层颜料层，颜料层与当前打印层对应；控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上的步骤，直至待打印模型打印完成。

即可以重复自行本申请的上述步骤，直至待打印模型打印完成。

如图2所示，本申请还提供另一种立体成型方法，包括：

S2-1、向构建窗口上添加打印材料，打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应。

S2-2、控制打印平台靠近构建窗口，以使打印材料固化在打印平台上，形成待打印模型的当前打印层。

S2-3、控制打印平台远离构建窗口，并清除构建窗口上的打印材料，以在构建窗口上喷涂一层颜料层，颜料层与当前打印层对应。

步骤S2-1至S2-3的内容描述可以参见前述实施方式步骤S1-1至S1-3的描述。

S2-4、在构建窗口上喷涂一层颜料层的同时或之后，控制固化单元照射颜料层，以使颜料层与构建窗口接触的表面固化，颜料层远离构建窗口的表面至少部分未固化。

控制固化单元照射颜料层，实现将颜料层部分的固化，使得颜料层能够固定在离型膜上，不会出现外溢或者多种颜色移位的情况，保证上色的精度。液态颜料具有氧阻聚效应，即在没有接触氧气的情况下可以容易的发生聚合反应，继而固化，而在与氧气接触时，则难以发生聚合反应。对于喷涂在离型膜上的颜料，与离型膜接触的一侧没有与空气接触，即为无氧环境，可以在如光照等刺激下发生固化，继而颜色和离型膜接触的表面会固化。而颜料层远离构建窗口的表面，即上表面不会完全固化，或不固化，仍会处于液态或者半液态。在当前打印层下降到当前打印层接触颜料层，继而再次曝光颜料层，颜料层液态的上表面将在本层打印层上固化，继而粘附在本层打印层上。实现兼顾涂色精度以及实现颜料层与本层打印层之间的粘合。

即对颜料层的固化包括在喷涂一层颜料层的同时或之后的第一次固化，以及本层打印层接触颜料层之后的第二次固化。第二次固化中，采用的是与固化本层打印层相同的光源，而第一次固化时，则可以通过与固化本层打印层相同的光源进行固化，也可以通过额外的光源进行固化。第二次固化过程中，颜料层远离构建窗口的表面与模型接触，没有了氧气，故容易固化为固体。

更为具体的，固化单元包括单一固化件，固化件可以为UV灯，固化件位于构建窗口相背打印平台的一侧，固化件发出的光线穿过显示屏和离型膜后，作用于颜料上，固化件用于照射颜料层，固化件还用于照射打印材料形成当前打印层。此时固化件需要照射颜料层两次，分别实现颜料层的第一次固化和颜料层的第二次固化。与前述实施方式相似，为使得颜料可以至少在离型膜一侧固化，光线在离型膜上的投影区域至少应大于颜料的喷涂区域。

如一种实施方式中，控制固化单元按照覆盖面积大于颜料轮廓的预设轮廓照射颜料，或者，可以为控制固化单元按照当前打印层的轮廓照射颜料，再或者，还可以是控制固化单元按照颜料的轮廓照射颜料，此处不再赘述。

对颜料层的第一次固化和第二次固化也可采用不同的、完全独立的光发生件。如一种实施方式中，固化单元包括第一固化件和第二固化件，第一固化件位于构建窗口靠近打印平台的一侧，用于照射颜料层以对颜料层进行第一次固化，第二固化件位于构建窗口相背打印平台的一侧，用于照射打印材料形成当前打印层，以及照射颜料层以对颜料层进行第二次固化。第一固化件可以为UV(Ultraviolet，紫外线)灯，第一固化件可以位于离型膜靠近打印平台的一侧，第一固化件发出的光线作用于颜料上。第一固化件可以与喷头单元连接，通过XY驱动机构驱动移动，继而可实现移动固化颜料。可以在喷头单元喷涂颜料的过程中，持续进行移动固化颜料，光线可以为线光源，通过移动扫描全部喷涂区域，继而减小第一固化件的运行成本，且不会导致由离型膜下方照射显示屏和离型膜导致的发热现象。

此外，对颜料层的第一次固化可以是在喷涂都结束后进行固化，也可以是喷涂过程中进行固化。如固化单元包括单一固化件时，可以在喷涂颜料时持续曝光，继而在喷涂过程中进行颜料的第一次固化，也可以是喷涂结束后，开启一次曝光。第一固化件移动固化的实施方式中，可以在喷涂结束后进行移动固化，也可以在移动过程中持续固化。通过一边喷涂一边固化的方式，可以实现兼顾局部固化和及时固化，避免在喷涂前投射大面积光源导致的光线浪费和打印材料温度升高，以及避免在喷涂结束后开启光源导致的固化不及时，颜料容易混色和外溢的现象。在喷涂后一次性固化的方式，则可以节省曝光时长，避免长时间曝光导致的发热。

S2-5、控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上。

由于颜料具有氧阻聚效应，颜料层远离构建窗口的表面，即上表面不会完全固化，仍会处于液态或者半液态。当前打印层下降到当前打印层接触颜料层，进行颜料层的第二次固化，使得颜料层液态的上表面或者说上表面的液态区域在本层打印层上固化，继而粘附在本层打印层上。

如图3所示，本发明还提供一种立体成型方法，用于立体成型设备，立体成型设备可与前述立体成型设备的实施例一致，此处不再赘述。立体成型方法包括：

S3-1、获取当前打印层对应的颜色信息。

颜色信息可通过本地文件读取、外置存储器读取或者通过云平台获取等。颜色信息包括喷涂区域以及喷涂区域对应的色彩信息，即为该区域内打印层对应的颜色。

S3-2、以多个打印层中的一层作为当前打印层。

当前打印层可以为模型的第一层或者中间的任意一层，如当前打印层可为模型的中间一层，实现在模型打印的后半段开始进行彩色模型的打印。需要说明是，如果当前打印层为模型的中间一层，则需先进行料槽内打印材料的排出，直到离型膜外露，以及控制刮刀刮推打印材料，后文中将进行详细描述。如果当前打印层为模型的第一层，则无需进行排出打印材料以及刮推过程。

S3-3、控制打印平台移动至初始位置。

由于喷头单元会有一定的高度，将占用一定的空间进行移动，且移动位置为离型膜上方，与打印平台参与固化层固化时的位置有冲突，为对喷头单元进行让位，打印平台的初始位置指的是打印平台远离离型膜移动，继而升高到高于喷头单元顶端的位置，实现对喷头单元的移动喷涂颜料的让位。

S3-4、向构建窗口上添加打印材料，打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应。

S3-5、控制打印平台向构建窗口靠近，以使打印平台与构建窗口之间的距离，与待打印模型的当前打印层所需的距离对应。

S3-6、按照当前打印层的轮廓信息，控制固化光照射打印材料，以在打印平台的表面，或者打印平台上的待打印模型的已完成模型上形成待打印模型当前打印层。

S3-7、控制打印平台远离构建窗口，并清除构建窗口上的打印材料，控制刮刀单元刮掉构建窗口上方的打印材料，以在构建窗口上喷涂一层颜料层，颜料层与当前打印层对应。

立体成型设备还包括刮刀单元，刮刀单元主要包括刮刀和翻转驱动件，刮刀单元可以与喷头单元连接，也可以与XY驱动机构连接，也可以设置单独驱动刮刀单元移动的刮刀移动机构。如以刮刀单元和XY驱动机构连接为例，翻转驱动件通过支撑板连接在XY驱动机构上，刮刀则连接在翻转驱动件上，翻转驱动件可以为舵机，刮刀则连接舵机的输出轴。刮刀可以为在料槽长度或者宽度方向上延伸的刮刀，如在料槽宽度方向上延伸，且延伸长度与离型膜一致或者略大于离型膜。XY驱动机构驱动刮刀在料槽的长度方向上移动，将离型膜上排料后残留的打印材料刮推至容纳腔的一侧，或者连通容纳腔的储料装置中。刮刀的位置包括刮推位置和收纳位置，刮推位置时刮刀的底端相较收纳位置时刮刀的底端更靠近构建窗口。

在喷头单元喷涂颜料的过程中，翻转驱动件将刮刀移动至水平延伸，即收纳位置，使得刮刀底部远离离型膜，此时，喷头单元的底端的出料口为最低位置，继而可以在离型膜上方移动喷涂，喷头单元的底端与离型膜的距离可以为大于0毫米，且小于5毫米，保证移动喷涂以及喷涂精度。在需要挂掉离型膜的打印材料时，翻转驱动件将刮刀移动至竖直延伸或者向下倾斜延伸的状态，即刮推位置，使得刮刀底部靠近离型膜，此时，刮刀底部低于喷头单元的底端，刮刀底端为最低位置，且略微低于离型膜的顶面。继而可以在XY驱动机构的驱动下移动，刮推离型膜上方打印材料。一种实施方式中，刮刀为硅胶刮刀，硅胶刮刀上镀氟，避免刮刀上残留打印材料。

其中，控制刮刀单元刮掉构建窗口上方的打印材料，包括：控制翻转驱动件移动刮刀至刮推位置；控制刮刀移动，以使刮刀刮掉构建窗口上方打印材料；控制翻转驱动件移动刮刀至收纳位置。

刮刀的设置，保证离型膜上洁净，减少打印材料的残留，使得下一层颜料能够直接固化在离型膜上，避免颜料与离型膜之间存在打印材料导致颜料层加厚，且避免打印材料残留与颜料混合导致颜料外溢的问题。

一些实施方式中，控制打印平台远离构建窗口之后，可以直接控制打印平台移动至已成形模型与离型膜间隔一层模型的厚度，继而根据当前打印层的下一层模型的轮廓进行照射，以形成下一层模型，实现仅有打印层没有颜料层的打印，这种打印可持续多层，而后再进行彩色打印，即进行清除构建窗口上的打印材料，控制刮刀单元刮掉构建窗口上方的打印材料的步骤。实现简化打印过程，且由于单层模型较薄，相邻颜料层中间夹有多层打印层仍会体现出颜色。

S3-8、在构建窗口上喷涂一层颜料层的同时或之后，控制固化单元照射颜料层，以使颜料层与构建窗口接触的表面固化，颜料层远离构建窗口的表面至少部分未固化。

S3-9、控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上。

步骤3-4至3-9的描述可参见前述实施例中步骤S1-1至S1-4，以及S2-4的描述，此处不再赘述。

离型高度为使得当前打印模型与颜料层完全脱离的离型膜的高度，无需太高，继而保证打印效率。模型各层之间以及当前打印层与颜料层之间的粘附力将远远大于颜料层和当前打印层与离型膜之间的粘附力。打印平台向上移动时，颜料层将在当前打印层的带动下与离型膜脱离，继而与当前打印层可看做是一个整体，一同参与到下一层模型的打印中。

一种实施方式中，立体成型设备还包括存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现任一项的立体成型方法的步骤。

一种实施方式中，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行任一项的立体成型方法的步骤。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该待识别软件产品可以存储在一个非易失性存储介质可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等中，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等执行本申请的立体成型方法。

本申请还提供如下实施方式：

序号1、一种立体成型方法，应用于立体成型设备，以打印待打印模型，立体成型设备包括构建窗口和打印平台，立体成型方法包括：

向构建窗口上添加打印材料，打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应；

控制打印平台靠近构建窗口，以使打印材料固化在打印平台上，形成待打印模型的当前打印层；

控制打印平台远离构建窗口，并清除构建窗口上的打印材料，以在构建窗口上喷涂一层颜料层，颜料层与当前打印层对应；

控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上。

序号2、根据序号1的立体成型方法，其中，控制打印平台靠近构建窗口，以使打印材料固化在打印平台上，形成待打印模型的当前打印层，包括：

控制打印平台向构建窗口靠近，以使打印平台与构建窗口之间的距离，与待打印模型的当前打印层所需的距离对应；

按照当前打印层的轮廓信息，控制固化光照射打印材料，以在打印平台的表面，或者打印平台上的待打印模型的已完成模型上形成待打印模型当前打印层。

序号3、根据序号1的立体成型方法，其中，控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上，包括：

控制打印平台靠近构建窗口，打印平台与构建窗口的距离为预设距离；或，

控制打印平台靠近构建窗口，打印平台与构建窗口的距离，与待打印模型的当前打印层所需的距离对应。

序号4、根据序号1的立体成型方法，其中，立体成型设备还包括固化单元，在构建窗口上喷涂一层颜料层的同时或之后，方法还包括：

控制固化单元照射颜料层，以使颜料层与构建窗口接触的表面固化，颜料层远离构建窗口的表面至少部分未固化。

序号5、根据序号1的立体成型方法，其中，在构建窗口上喷涂一层颜料层，包括：

按照当前打印层的颜色信息，在构建窗口上喷涂一层颜料层。

序号6、根据序号1的立体成型方法，其中，立体成型设备包括进出料组件，向构建窗口上添加打印材料，包括：

控制进出料组件向构建窗口上添加打印材料，打印材料的厚度大于或等于当前打印层的厚度。

序号7、根据序号5的立体成型方法，其中，立体成型设备还包括喷头单元和固化单元，按照当前打印层的颜色信息，在构建窗口上喷涂一层颜料层，具体包括：

控制喷头单元按照当前打印层的颜色信息向构建窗口喷涂颜料，以形成颜料层。

序号8、根据序号7的立体成型方法，其中，当前打印层的颜色信息包括喷涂区域，喷涂区域包括至少一个子喷涂区域，当前打印层的颜色信息还包括子喷涂区域对应的色彩信息，控制喷头单元按照当前打印层的颜色信息向构建窗口喷涂颜料，具体包括：

控制喷头单元按照子喷涂区域及色彩信息向构建窗口喷涂颜料。

序号9、根据序号8的立体成型方法，其中，

喷涂区域的轮廓与当前打印层的轮廓一致；

或者，子喷涂区域的部分轮廓与当前打印层的部分轮廓一致；

或者，喷涂区域为与当前打印层的轮廓匹配的预设宽度的区域。

序号10、根据序号5的立体成型方法，其中，控制固化单元照射颜料层，具体包括：

控制固化单元按照当前打印层的轮廓照射颜料；

或者，控制固化单元按照颜料的轮廓照射颜料；

或者，控制固化单元按照覆盖面积大于颜料轮廓的预设轮廓照射颜料；

或者，控制固化单元移动照射颜料。

序号11、根据序号6的立体成型方法，其中，立体成型设备还包括料槽，料槽包括容纳腔，料槽还包括离型膜，离型膜为容纳腔壁的一部分，且离型膜为构建窗口；进出料组件与容纳腔连通，控制进出料组件向构建窗口上添加打印材料的步骤，具体包括：

控制进出料组件向料槽的容纳腔内添加预设量的打印材料；

或者，在预设时间内控制进出料组件向料槽的容纳腔内添加打印材料；

或者，立体成型设备还包括液面传感器，液面传感器与容纳腔相对，控制进出料组件向构建窗口上添加打印材料的步骤，具体包括：

控制进出料组件向容纳腔内持续添加打印材料；

接收液面传感器发送的打印材料液面高度；

若液面高度达到预设液面高度，控制进出料组件停止向料槽的容纳腔内添加打印材料；

或者，立体成型设备还包括重量传感器，重量传感器与料槽连接，控制进出料组件向构建窗口上添加打印材料的步骤，具体包括：

控制进出料组件向容纳腔内持续添加打印材料；

接收重量传感器发送的重量值；

若重量值达到预设重量，控制进出料组件停止向料槽的容纳腔内添加打印材料。

序号12、根据序号2的立体成型方法，其中，

打印平台与构建窗口之间的距离，为打印平台连接的已成型模型的厚度和单层模型的厚度之和。

序号13、根据序号1的立体成型方法，其中，控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上之后，方法还包括：

重复执行将当前打印层的下一层作为当前打印层，控制打印平台移动至离型高度，以使当前打印层带动颜料层脱离构建窗口；向构建窗口上添加打印材料，打印材料在构建窗口的覆盖位置，与待打印模型当前打印层对应；控制打印平台靠近构建窗口，以在打印平台上打印待打印模型当前打印层；控制打印平台远离构建窗口，并清除构建窗口上的打印材料，以在构建窗口上喷涂一层颜料层，颜料层与当前打印层对应；控制打印平台靠近构建窗口，以使颜料层固化在当前打印层上的步骤，直至待打印模型打印完成。

序号14、根据序号1的立体成型方法，其中，控制打印平台远离构建窗口，包括：

控制打印平台远离构建窗口移动至预设高度，预设高度为基础高度和打印平台连接的已成型模型的厚度之和。

序号15、根据序号1的立体成型方法，其中，立体成型设备包括进出料组件，清除构建窗口上的打印材料，包括：

控制进出料组件将构建窗口上的打印材料排出。

序号16、根据序号15的立体成型方法，其中，立体成型设备还包括刮刀单元；在控制进出料组件将构建窗口上的打印材料排出的步骤之后，方法还包括：

控制刮刀单元刮掉构建窗口上方的打印材料。

序号17、根据序号16的立体成型方法，其中，刮刀单元包括刮刀和翻转驱动件，刮刀与翻转驱动件连接，刮刀的位置包括刮推位置和收纳位置，刮推位置时刮刀的底端相较收纳位置时刮刀的底端更靠近构建窗口；控制刮刀单元刮掉构建窗口上方的打印材料，包括：

控制翻转驱动件移动刮刀至刮推位置；

控制刮刀移动，以使刮刀刮掉构建窗口上方打印材料；

控制翻转驱动件移动刮刀至收纳位置。

序号18、根据序号4的立体成型方法，其中，立体成型设备还包括固化单元，

固化单元包括单一固化件，固化件位于构建窗口相背打印平台的一侧，固化件用于照射颜料层，固化件还用于照射打印材料形成当前打印层；

或者，固化单元包括第一固化件和第二固化件，第一固化件位于构建窗口靠近打印平台的一侧，用于照射颜料层，第二固化件位于构建窗口相背打印平台的一侧，用于照射打印材料形成当前打印层，以及用于照射颜料层，以使颜料层固化于当前打印层。

序号19、根据序号5的立体成型方法，其中，在在构建窗口上喷涂一层颜料层之前，方法还包括：

获取当前打印层对应的颜色信息；

以多个打印层中的一层作为当前打印层；

控制打印平台移动至初始位置。

序号20、一种立体成型设备，其中，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如序号1至19任一项的立体成型方法的步骤。

序号21、一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如序号1至19任一项的立体成型方法的步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种立体成型方法，其特征在于，应用于立体成型设备，以打印待打印模型，所述立体成型设备包括构建窗口和打印平台，所述立体成型方法包括：

向所述构建窗口上添加打印材料，所述打印材料在所述构建窗口的覆盖位置，与所述待打印模型当前打印层对应；

控制所述打印平台靠近所述构建窗口，以使所述打印材料固化在所述打印平台上，形成所述待打印模型的当前打印层；

控制所述打印平台远离所述构建窗口，并清除所述构建窗口上的打印材料，以在所述构建窗口上喷涂一层颜料层，所述颜料层与所述当前打印层对应；

控制所述打印平台靠近所述构建窗口，以使所述颜料层固化在所述当前打印层上。

2.根据权利要求1所述的立体成型方法，其特征在于，所述控制所述打印平台靠近所述构建窗口，以使所述打印材料固化在所述打印平台上，形成所述待打印模型的当前打印层，包括：

控制所述打印平台向所述构建窗口靠近，以使所述打印平台与所述构建窗口之间的距离，与所述待打印模型的当前打印层所需的距离对应；

按照所述当前打印层的轮廓信息，控制固化光照射所述打印材料，以在所述打印平台的表面，或者所述打印平台上的待打印模型的已完成模型上形成所述待打印模型当前打印层。

3.根据权利要求1所述的立体成型方法，其特征在于，所述控制所述打印平台靠近所述构建窗口，以使所述颜料层固化在所述当前打印层上，包括：

控制所述打印平台靠近所述构建窗口，所述打印平台与所述构建窗口的距离为预设距离；或，

控制所述打印平台靠近所述构建窗口，所述打印平台与所述构建窗口的距离，与所述待打印模型的当前打印层所需的距离对应。

4.根据权利要求1所述的立体成型方法，其特征在于，所述立体成型设备还包括固化单元，在所述构建窗口上喷涂一层颜料层的同时或之后，所述方法还包括：

控制所述固化单元照射所述颜料层，以使所述颜料层与所述构建窗口接触的表面固化，所述颜料层远离所述构建窗口的表面至少部分未固化。

5.根据权利要求1所述的立体成型方法，其特征在于，所述控制所述打印平台靠近所述构建窗口，以使所述颜料层固化在所述当前打印层上之后，所述方法还包括：

重复执行将所述当前打印层的下一层作为当前打印层，控制所述打印平台移动至离型高度，以使所述当前打印层带动所述颜料层脱离所述构建窗口；向所述构建窗口上添加打印材料，所述打印材料在所述构建窗口的覆盖位置，与所述待打印模型当前打印层对应；控制所述打印平台靠近所述构建窗口，以在所述打印平台上打印所述待打印模型当前打印层；控制所述打印平台远离所述构建窗口，并清除所述构建窗口上的打印材料，以在所述构建窗口上喷涂一层颜料层，所述颜料层与所述当前打印层对应；控制所述打印平台靠近所述构建窗口，以使所述颜料层固化在所述当前打印层上的步骤，直至所述待打印模型打印完成。

6.根据权利要求1所述的立体成型方法，其特征在于，所述立体成型设备包括进出料组件，所述清除所述构建窗口上的打印材料，包括：

控制所述进出料组件将所述构建窗口上的打印材料排出。

7.根据权利要求6所述的立体成型方法，其特征在于，所述立体成型设备还包括刮刀单元；在控制所述进出料组件将所述构建窗口上的打印材料排出的步骤之后，所述方法还包括：

控制刮刀单元刮掉所述构建窗口上方的打印材料。

8.根据权利要求4所述的立体成型方法，其特征在于，所述立体成型设备还包括固化单元，

所述固化单元包括单一固化件，所述固化件位于所述构建窗口相背所述打印平台的一侧，所述固化件用于照射所述颜料层，所述固化件还用于照射所述打印材料形成所述当前打印层；

或者，所述固化单元包括第一固化件和第二固化件，所述第一固化件位于所述构建窗口靠近所述打印平台的一侧，用于照射所述颜料层，所述第二固化件位于所述构建窗口相背所述打印平台的一侧，用于照射所述打印材料形成所述当前打印层，以及用于照射所述颜料层，以使所述颜料层固化于所述当前打印层。

9.一种立体成型设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的立体成型方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1至8任一项所述的立体成型方法的步骤。