[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN108927993B - 多光源模块的光固化3d打印方法 - Google Patents

多光源模块的光固化3d打印方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108927993B
CN108927993B CN201710385817.9A CN201710385817A CN108927993B CN 108927993 B CN108927993 B CN 108927993B CN 201710385817 A CN201710385817 A CN 201710385817A CN 108927993 B CN108927993 B CN 108927993B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
source module
layer
offset
printing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710385817.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108927993A (zh
Inventor
陈朋旸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanwei International Stereo Printing Technology Co ltd
Kinpo Electronics Inc
Original Assignee
Sanwei International Stereo Printing Technology Co ltd
Kinpo Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanwei International Stereo Printing Technology Co ltd, Kinpo Electronics Inc filed Critical Sanwei International Stereo Printing Technology Co ltd
Priority to CN201710385817.9A priority Critical patent/CN108927993B/zh
Priority to US15/698,616 priority patent/US10710299B2/en
Publication of CN108927993A publication Critical patent/CN108927993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108927993B publication Critical patent/CN108927993B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/277—Arrangements for irradiation using multiple radiation means, e.g. micromirrors or multiple light-emitting diodes [LED]
    • B29C64/282—Arrangements for irradiation using multiple radiation means, e.g. micromirrors or multiple light-emitting diodes [LED] of the same type, e.g. using different energy levels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0058—Liquid or visquous

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

本发明公开一种多光源模块的光固化3D打印方法，包括：控制光固化3D打印机取得对应3D物件的多个层的多个切层影像及多个偏移量；选择其中一层的切层影像；依据相同层数值的偏移量调整多个光源模块的照射范围，使调整后多个光源模块的照射范围于水平轴向无交叠；依据所选择的切层影像控制多个光源模块依据调整后的照射范围进行照射；重复前述步骤来生成3D实体模型。本发明可有效实现大尺寸光固化3D打印，并可生成不具明显接合线的3D实体模型。

Description

多光源模块的光固化3D打印方法
技术领域
本发明涉及光固化3D打印方法，尤其涉及多光源模块的光固化3D打印方法。
背景技术
于使用液态成型材(如光敏树脂)的3D打印机中，光固化(Stereolithography，SLA)3D打印机具有体积小、可打印尺寸范围广、价格便宜及打印分辨率高等优点，而被广为使用。
请参阅图1，为相关技术的光固化3D打印机的示意图。相关技术的光固化3D打印机1包括一组光源模块10及移动平台12。光源模块10上设置有多个光点100-108。
于进行打印时，光固化3D打印机1是控制光源模块10沿着X轴向移动。当光源模块10移动至打印位置140时，可控制光点104对移动平台12上的液态成型材进行照射，以固化打印位置140上的液态成型材。当光源模块10移动至打印位置142时，可控制光点102-106对移动平台12上的液态成型材进行照射，以固化打印位置142上的液态成型材。当光源模块10移动至打印位置144时，可控制光点100-108对移动平台12上的液态成型材进行照射，以固化打印位置144上的液态成型材。藉此，完成一层的切层实体模型的打印。接着，光固化3D打印机1控制移动平台12下降一个切层高度，以打印下一层的切层实体模型，以此类推。最后，光固化3D打印机1可生成由多层的切层实体模型构成的3D实体模型。
相关技术的光固化3D打印机1所能生成的3D实体模型的尺寸与光源模块10的尺寸密切相关，即光源模块10的尺寸越大(前述光点100-108越多)，所能生成的3D实体模型的尺寸就越大，反之亦然。
然而，光源模块10的制造成本与制造难度是随着尺寸指数成长。举例来说，两组尺寸为A4的光源模块的制造成本及制造难度会小于一组尺寸为A3(A3面积为A4面积的两倍)的光源模块。
由于上述限制，市面上的光固化3D打印机多是配置小尺寸光源模块，而无法打印大尺寸3D实体模型。
发明内容
本发明提供一种多光源模块的光固化3D打印方法，可使用多个小尺寸光源模块来替代大尺寸光源模块，并可动态调整各光源模块的交叠范围。
于一实施例中，一种多光源模块的光固化3D打印方法，用于一光固化3D打印机，该光固化3D打印机包括一第一光源模块及一第二光源模块，该多光源模块的光固化3D打印方法包括：
a)取得对应一3D物件的多个层的多个切层影像及多个偏移量，其中该多个偏移量部分相同，各层的该偏移量包括多个水平偏移量，该多个水平偏移量分别对应相同层的该切层影像的多个子影像，借以使各层的该切层实体模块的接合线的产生位置不具规则性；
b)选择该多个切层影像的其中之一；
c)取得相同层的该偏移量，并依据该偏移量的各该水平偏移量调整该第一光源模块的一第一照射范围及该第二光源模块的一第二照射范围，其中调整后的该第一照射范围与调整后的该第二照射范围于该水平轴向上无交叠；
d)依据所选择的该切层影像的各该子影像控制该第一光源模块依据该第一照射范围进行照射，并控制该第二光源模块依据该第二照射范围进行照射，以打印所选择的该切层影像所对应的层的一切层实体模型；以及
e)重复执行该步骤b至该步骤d直到对应该3D物件的所有该切层实体模型皆打印完成。
优选地，于该步骤a)包括：
a1)取得分别对应该多个层的该多个切层影像；及
a2)执行一随机数生成处理以产生部分相同的多个随机数，并将该多个随机数作为分别对应该多个层的该多个偏移量；
其中，各层的调整后的该第一照射范围是部分相同的且不具规则性，各层的调整后的该第二照射范围是部分相同的且不具规则性。
优选地，该步骤a2)是基于一随机数范围产生该多个随机数，并且该多个层中任二相邻的层的该偏移量彼此不同。
优选地，该多个层中至少二个相隔一层的该偏移量彼此相同。
优选地，该多个层中的奇数层或偶数层的该偏移量相同。
优选地，该多个层中的奇数层或偶数层的该偏移量是依据层数递减或递增。
优选地，各层的该偏移量包括一第一偏移量及一第二偏移量，并且各层的该第一偏移量及该第二偏移量的和相同，其中，该步骤c)是依据各层的该第一偏移量与该第二偏移量分别调整该第一照射范围及该第二照射范围。
优选地，该步骤c包括：
c1)依据该第一偏移量调整该第一光源模块的一第一交叠光区的照射范围；及
c2)依据该第二偏移量调整该第二光源模块的一第二交叠光区的照射范围，其中该第一交叠光区与该第二交叠光区于水平轴向上完全交叠，并且调整后的该第一交叠光区的照射范围与调整后的该第二交叠光区的照射范围于该水平轴向上无交叠。
优选地，该步骤d包括：
d1)依据该切层影像的多个像素的像素值及打印位置控制该第一光源模块的一第一非交叠光区进行照射；
d2)依据该切层影像的多个像素的像素值及打印位置控制该第二光源模块的一第二非交叠光区进行照射，其中该第一非交叠光区与该第二非交叠光区于水平轴向上无交叠；
d3)于判断任一该像素的打印位置位于调整后的该第一交叠光区的照射范围内时，依据该像素的像素值控制该第一交叠光区进行照射；及
d4)于判断任一该像素的打印位置位于调整后的该第二交叠光区的照射范围内时，依据该像素的像素值控制该第二交叠光区进行照射。
优选地，该步骤c)包括一步骤c3)于打印所选择的该切层影像的任一该子影像时，依据相同层的各该水平偏移量调整该第一照射范围及该第二照射范围。
优选地，该步骤a)是读取一偏移表，该偏移表记录有该多个偏移量。
优选地，该步骤c)是于判断该第一光源模块的一第一最大照射范围及该第二光源模块的一第二最大照射范围皆小于所选择的该切层影像的尺寸时取得相同层的该偏移量，并依据该偏移量调整该第一光源模块的该第一照射范围及该第二光源模块的该第二照射范围。
优选地，于该步骤b)之后，该步骤e)之前更包括一步骤f)于判断该第一最大照射范围及该第二最大照射范围其中之一不小于所选择的该切层影像的尺寸时，依据该切层影像控制最大照射范围大于该切层影像的尺寸的该第一光源模块或该第二光源模块进行照射，以打印该切层影像所对应的层的该切层实体模型；
其中该步骤e)是重复执行该步骤b至该步骤d及该步骤f直到对应该3D物件的所有该切层实体模型皆打印完成。
本发明可有效实现大尺寸光固化3D打印，并可生成不具明显接合线的3D实体模型。
附图说明
图1为相关技术的光固化3D打印机的示意图。
图2A为本发明第一实施例的光固化3D打印机的架构图。
图2B为本发明第二实施例的光固化3D打印机的侧视示意图。
图2C为本发明第二实施例的光固化3D打印机的俯视示意图。
图2D为本发明第三实施例的光固化3D打印机的多个光源模块排列示意图。
图2E为本发明第四实施例的光固化3D打印机的多个光源模块排列示意图。
图3为本发明第一实施例的光固化3D打印方法的流程图。
图4为本发明第二实施例的光固化3D打印方法的部分流程图。
图5为本发明第三实施例的光固化3D打印方法的部分流程图。
图6为本发明第四实施例的光固化3D打印方法的流程图。
图7为本发明第五实施例的光固化3D打印方法的流程图。
图8A为本发明的偏移照射的第一剖视示意图。
图8B为本发明的偏移照射的第二剖视示意图。
图8C为本发明的偏移照射的第三剖视示意图。
图8D为本发明的偏移照射的第四剖视示意图。
图9A为本发明的偏移照射的第一俯视示意图。
图9B为本发明的偏移照射的第二俯视示意图。
图9C为本发明的偏移照射的第三俯视示意图。
图9D为本发明的偏移照射的第四俯视示意图。
图10为本发明第六实施例的光固化3D打印方法的流程图。
图11A为本发明的光固化3D打印的剖视示意图。
图11B为本发明的光固化3D打印的俯视示意图。
其中，附图标记：
1…光固化3D打印机
10…光源模块
100-108…光点
12…移动平台
140-144…打印位置
20…光固化3D打印机
200…控制模块
202…移动平台
204…第一光源模块
2040-2048…光点
206…第二光源模块
2060-2068…光点
208…人机界面
210…记忆模块
212…连接模块
214…成型槽
22…计算机装置
220…切层软件
30…液态成型材
320、322…切层实体模型
340-350…部分的切层实体模型
360-364…打印位置
4…光固化3D打印机
40…第一光源模块
400…第一非交叠光区
402…第一交叠光区
42…第二光源模块
420、424…第二交叠光区
422…第二非交叠光区
44…第三光源模块
440、444…第三交叠光区
442…第三非交叠光区
46…第四光源模块
460…第四交叠光区
462…第四非交叠光区
50-58…切层实体模型
60-68…子影像
70-74…切层实体模型
80-88…子影像
L1…第一非交叠光区的长度
L2…第二非交叠光区的长度
N1-N13…偏移量
S1-S5…切层影像尺寸
S100-S110…第一3D打印步骤
S20-S24…切层步骤
S30-S32…取得切层影像及偏移量步骤
S400-S418…第二3D打印步骤
S500-S512…第三3D打印步骤
S600-S614…第四3D打印步骤
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
首先请参阅图2A，为本发明第一实施例的光固化3D打印机的架构图。
如图所示，本实施例公开了一种3D打印系统，包括光固化3D打印机20(下称3D打印机20)及切层软件220。
切层软件220于被计算机装置22(如桌面计算机、笔记本电脑、云端服务器或智能型手机)执行后，可用于加载对应一组3D物件的3D物件数据，并对3D物件数据执行切层处理，以产生用于光固化3D打印的多个切层影像(如黑白影像)。上述切层处理为3D打印技术领域的常用技术手段，于此不再赘述。接着，3D打印机20可依据多个切层影像对液态成型材进行照射，以执行光固化3D打印来生成对应3D物件的3D实体模型。
于另一实施例中，切层软件220也可被储存于3D打印机20的记忆模块210。3D打印机20的控制模块200可执行切层软件220来加载3D物件数据并执行切层处理，以产生多个切层影像。
3D打印机20主要包括控制模块200、移动平台202、多个光源模块(图2以两个光源模块为例，分别为第一光源模块204及第二光源模块206)、人机接口208、记忆模块210、连接模块212及成型槽(如图2B所示的成型槽214)。控制模块200电性连接移动平台202、第一光源模块204、第二光源模块206、人机接口208、记忆模块210及连接模块212，并可控制3D打印机20执行光固化3D打印。
移动平台202可于成型槽214中沿预设轴向(如Z轴向)移动，用以承载所打印的3D实体模型。第一光源模块204及第二光源模块206用以朝向成型槽214中指定的打印位置发射光束。
于一实施例中，第一光源模块204及第二光源模块206是线光源，并设置有多个光点。控制模块200可控制第一光源模块204及第二光源模块206上的多个光点同时点亮或熄灭，而可同时对多个打印位置进行照射。
于一实施例中，第一光源模块204及第二光源模块206是点光源(如单点激光发射器)。控制模块200可控制振镜模块(图未标示)快速改变振镜模块的多个菱镜的角度，由此于极短时间(如0.01秒)内改变光束所照射的打印位置，而可通过第一光源模块204及第二光源模块206仿真近似线光源或面光源的照射效果。
人机接口208(如按键、显示器、指示灯、蜂鸣器或上述任意组合)用以接受用户操作并输出打印相关信息。记忆模块210用以储存数据(如切层影像或后述偏移量等)。连接模块212(如USB模块、PCI bus模块、Wi-Fi模块或蓝牙模块)用以连接计算机装置22，并自电子装置22接收切层影像。成型槽214用以容置液态成型材，如光敏树脂(UV curable resin)。
继续请同时参阅图2B，为本发明第二实施例的光固化3D打印机的侧视示意图。于图2B的实施例中，是以上照式光固化打印机为例，进行说明。
本实施例中，第一光源模块204及第二光源模块206设置于成型槽214上方，第一光源模块204及第二光源模块206分别朝向成型槽214中的特定打印位置发射光束。
成型槽214中容置有液态成型材30。移动平台202可于液态成型材30的液面下沿Z轴向移动。于3D打印机20执行打印时，移动平台202的成型平面与液面之间的距离恰为预设的切层高度。当第一光源模块204及第二光源模块206发射的光束照射在移动平台202上时，成型平面与液面之间的液态成型材30会受光能激发并与液面上方的空气产生作用，进而固化为一层的切层实体模型320。接着，3D打印机20控制移动平台202下降一个切层高度，以打印下一层的切层实体模型322，以此类推。
于一实施例中，第一光源模块204及第二光源模块206是错位设置且于任一水平轴向皆无交叠。
于另一实施例中，第一光源模块204及第二光源模块206为线光源(如第一光源模块204及第二光源模块206为矩形光源装置)，第一光源模块204及第二光源模块206的短边相接或邻近设置而可拼接为更大尺寸的线光源。
继续请一并参阅图2C，为本发明第二实施例的光固化3D打印机的俯视示意图。于图2C所示的实施例中，第一光源模块204及第二光源模块206是错位设置，并且在水平轴向上部分交叠(图2C以X轴向为例，但也可修改为Y轴向)，即第一光源模块204的光点2046与第二光源模块206的光点2068于X轴向上交叠，第一光源模块204的光点2048与第二光源模块206的光点2066于X轴向上交叠。
此外，为了降低过度固化或未完全固化的机率，3D打印机20仅会固定地启动相互交叠的多个光点的其中之一以进行照射。举例来说，于使用光源模块的交叠光区打印切层实体模型时，3D打印机20仅启动光点2046、2066，并关闭光点2048、2068。由此，使用光源模块的交叠光区所打印的切层实体模型的各打印位置最多仅会受到一次照射，而可降低过度固化或未完全固化的机率。
接着说明3D打印机20如何控制多个光源模块打印一层切层实体模型。首先，3D打印机20控制第一光源模块204及第二光源模块206沿着前述水平轴向移动。
于移动过程中，当第一光源模块204移动至打印位置360时，会控制光点2040-2046对打印位置360进行照射，以生成部分的切层实体模型340；当第二光源模块206移动至打印位置360时，会控制光点2060-2066对打印位置360进行照射，以生成部分的切层实体模型342。其中，切层实体模型340结合切层实体模型342即为打印位置360上的完整切层实体模型。
当第一光源模块204移动至打印位置362时，会控制光点2042-2046对打印位置362进行照射，以生成部分的切层实体模型344；当第二光源模块206移动至打印位置362时，会控制光点2060-2066对打印位置362进行照射，以生成部分的切层实体模型346。其中，切层实体模型344结合切层实体模型346即为打印位置362上的完整切层实体模型。
当第一光源模块204移动至打印位置364时，会控制光点2044、2046对打印位置364进行照射，以生成部分的切层实体模型348；当第二光源模块206移动至打印位置364时，会控制光点2062-2066对打印位置364进行照射，以生成部分的切层实体模型350。其中，切层实体模型348结合切层实体模型350即为打印位置364上的完整切层实体模型。并且，当第一光源模块204及第二光源模块206经过了打印位置360、362、364后，即可通过切层实体模块340-350构成一层的切层实体模型。
本实施例中，通过重复上述动作，以叠加所生成的多个切层实体模型后，即可生成3D实体模型。并且，本发明所生成的3D实体模型的尺寸可大于单一光源模块的尺寸。
本发明使用由多个小尺寸的光源模块拼接而成的拼接光源模块进行打印，可有效实现大尺寸光固化3D打印。
继续请参阅图2D，为本发明第三实施例的光固化3D打印机的多个光源模块排列示意图。于本实施的光固化3D打印机4中，是拼接四个光源模块(即第一光源模块40、第二光源模块42、第三光源模块44及第四光源模块46)来进行打印。
于本实施例中，第一光源模块40包括第一非交叠光区400及第一交叠光区402，第二光源模块42包括第二非交叠光区422及第二交叠光区420、424，第三光源模块44包括第三非交叠光区442及第三交叠光区440、444，第四光源模块46包括第四非交叠光区462及第四交叠光区460，前述各光区包括一或多个光点。
于本实施例中，四个光源模块40-46是左右错位设置，并且相邻的两个光源模块彼此于X轴向上有部分交叠。如图2D所示，第一光源模块40的第一交叠光区402于X轴向上与第二光源模块42的第二交叠光区420完全交叠，第二光源模块42的第二交叠光区424于X轴向上与第三光源模块44的第三交叠光区440完全交叠，第三光源模块44的第三交叠光区444于X轴向上与第四光源模块46的第四交叠光区460完全交叠。
本发明经由将多个光源模块左右错位设置，可有效减少拼接后的多个光源模块的体积。
继续请参阅图2E，为本发明第四实施例的光固化3D打印机的多个光源模块排列示意图。相较于图2D所示的实施例，于本实施例的光固化3D打印机4中，四个光源模块40-46是呈阶梯状错位设置，并且相邻的两个光源模块彼此于X轴向上有部分交叠。
本发明经由将多个光源模块以阶梯状错位设置，可使各光源模块具有较大维修空间，而利于后续维修或更换光源模块。
复请参阅图2C，虽经由启动相互交叠的多个光点的其中之一来进行照射可降低过度固化或未完全固化的机率，然而，受限于安装误差，多个光源模块的交叠光区的光点往往不会完全对齐，这使得使用光源模块的交叠光区所打印切层实体模型的各打印位置于单次照射下，仍会发生过度固化或未完全固化的情况，而具有明显接合线。并且，由于前述的接合线位于各层的切层实体模型的相同位置，这使得所生成的3D实体模型的外观会于垂直方向呈现明显接合线，而导致打印质量不佳。
为解决上述问题，本发明进一步提出一种多光源模块的光固化3D打印方法，可经由动态变换照射范围来生成不具明显接合线的3D实体模型。
继续请同时参阅图3，为本发明第一实施例的光固化3D打印方法的流程图。本发明各实施例的多光源模块的光固化3D打印方法(下称3D打印方法)可由图2A至图2E所示的任一3D打印机来加以实现(后续将以图2A至图2C所示的3D打印机20进行说明)。
值得一提的是，虽于后续说明中是以两个光源模块为例进行说明，但不应以此限定本发明。于其他实施例中，本发明的3D打印方法也可用于配置有超过两个光源模块的光固化3D打印机(如图2D或图2E所示的光固化3D打印机4)。
于图3的实施例中，3D打印机20的记忆模块210更储存有打印软件，例如为3D打印机20的韧体(firmware)。前述打印软件记录有计算机可执行的程序代码，当控制模块200执行打印软件后，可控制3D打印机20执行图3所示的各步骤。
步骤S100：3D打印机20的控制模块200取得对应3D物件的多个层的多个切层影像及多个偏移量。各偏移量是用来调整照射范围，并分别具有依照顺序排序的一个层数值。
前述多个切层影像是经由对一组3D物件的3D物件数据执行切层处理所产生，各切层影像分别对应至切割3D物件后所产生的各个切层物件。
于一实施例中，各个切层物件、各切层影像及各偏移值分别具有依照顺序排序的一个层数值。
举例来说，若3D物件可被切割成一百层切层物件，则对3D物件数据执行切层处理后会产生一百个切层影像。一百个切层影像分别对应至一百个切层物件(层数值为1至100)，并分别描述所对应的切层物件的形状。
于一实施例中，前述多个层的多个偏移量部分相同，例如，各层的偏移量皆不同、仅有相邻层(即层数值相差1)的偏移量彼此不同或仅有相邻特定层数(即层数值相差特定值)的偏移量彼此不同等等。
举例来说，前述部分相同的多个偏移量中，多个层的至少二个相隔一层(即层数值相差2)的偏移量彼此相同，如第一层(即层数值为1)偏移量为8、第二层偏移量为0、第三层偏移量为8(与第一层偏移量相同)、第四层偏移量为3。
于另一例子中，多个偏移量中，多个层的奇数层或偶数层的偏移量相同。以奇数层的偏移量相同为例，例如第一层偏移量为3、第二层偏移量为0、第三层偏移量为3、第四层偏移量为5、第五层偏移量为3、第六层偏移量为2，以此类推。
于另一例子中，多个偏移量中，奇数层或偶数层的多个偏移量是依据层数递减或递增。以偶数层的多个偏移量递减为例，例如第一层偏移量为3、第二层偏移量为15、第三层偏移量为1、第四层偏移量为14、第五层偏移量为8、第六层偏移量为13，以此类推。
步骤S102：控制模块200依序选择多个切层影像的其中之一，如选择第一层切层影像。
步骤S104：控制模块200控制各光源模块沿着默认的水平轴向移动。举例来说，控制模块200可控制第一光源模块204及第二光源模块206沿着X轴向移动至成型槽214上方(以上照式光固化打印机为例)。
值得一提的是，当第一光源模块204及第二光源模块206为点光源时，由于控制模块200可直接控制振镜模块改变多个菱镜的角度来将光束照射至成型槽214中的任一打印位置，步骤S104可不被执行。
步骤S106：控制模块200依据与所选择的切层图像映射相同层的偏移量调整各光源模块的照射范围。具体而言，控制模块200是调整各光源模块的交叠光区的照射范围。值得一提的是，控制模块200是经由控制各光源模块的交叠光区中全部或部分光点暂时关闭(即于照射过程中不会开启)来调整将交叠光区的照射范围。
于一实施例中，控制模块200依据偏移量调整第一光源模块204的第一照射范围及第二光源模块206的第二照射范围，而使调整后的第一照射范围与调整后的第二照射范围于水平轴向上(于此为X轴向)无交叠。
步骤S108：控制模块200依据所选择的切层影像的各像素的像素值以及各像素于成型槽214中所对应的打印位置，控制各光源模块基于调整后的照射范围进行照射，以打印一层切层物件的切层实体模型(如第一层切层物件的第一层切层实体模型)。
举例来说，控制模块200于所选择的切层影像的各像素的打印位置进入调整后的第一照射范围或调整后的第二照射范围时，依据各像素的像素值控制第一光源模块204或第二光源模块206进行照射(以切层影像是黑白影像为例，像素值为1则照射，像素值为0则不照射)。
步骤S110：控制模块200判断是否完成打印。具体而言，控制模块200是依据当前选择的切层影像的层数值来判断是否完成打印，即，判断当前选择的切层影像是否为3D物件的最后一个切层影像。若当前选择的切层影像为3D物件的最后一个切层影像，表示3D物件的所有切层影像皆已被选择并打印完成，也就是说对应3D物件的3D实体模型已打印完成。
若控制模块200判断完成打印，则结束控制3D打印方法。否则，控制模块200控制移动平台202下降(若3D打印机20为上照式光固化3D打印机)默认的切层高度，并再次执行步骤S102至步骤S108，以选择其他切层影像(如第二层切层影像)，并接续执行光固化3D打印(如打印对应第二层切层物件的第二层切层实体模型)。
经由使用部分相同的多个偏移量来动态调整各光源模块于不同层的照射范围，本发明可使接合线产生于不同层的切层实体模型的不同位置，而使所生成的3D实体模型的外观于垂直方向不会呈现明显接合线，而可提升打印质量。
继续请一并参阅图4，为本发明第二实施例的光固化3D打印方法的部分流程图。相较于图3的实施例所示的3D打印方法，本实施例的3D打印方法于步骤S100前更包括以下步骤。
步骤S20：计算机装置22于执行切层软件220后加载对应一组3D物件的3D物件数据。
步骤S22：计算机装置20对所加载的3D物件数据执行切层处理，以切割3D物件为多个切层物件，并产生对应各切层物件的切层影像(如黑白影像)。
步骤S24：计算机装置20将所产生的切层影像发送至3D打印机20以进行光固化3D打印。
继续请参阅图5，为本发明第三实施例的光固化3D打印方法的部分流程图。相较于图3的实施例所示的3D打印方法，本实施例的3D打印方法的步骤S100更包括以下步骤。
步骤S30：控制模块200取得多个切层影像。
步骤S32：控制模块200执行随机数生成处理以产生多个随机数，并将所产生的多个随机数作为多个偏移量，其中多个偏移量分别对应不同的多个层。
于一实施例中，前述随机数生成处理是基于预设的随机数范围(如0～32或-64～64)产生多个随机数。并且，任二个相邻层的偏移量彼此不同。
以基于0～16产生随机数并作为偏移量为例，若第一层偏移量为16，第二层偏移量仅可为0～15其中之一(即，不可为16)；若第二层偏移量为8，第三层偏移量仅可为0～7及9～16其中之一(即，不可为8)，以此类推。
经由随机数处理来获得偏移量，并使用随机数生成的偏移量来调整多个光源模块的投射范围，本发明可有效使各层的切层实体模块的接合线的产生位置不具规则性(即，使接合线不会呈现于各层的相同位置)，进而使所生成的3D实体模型的外观不会呈现明显接合线。
继续请参阅图6，为本发明第四实施例的光固化3D打印方法的流程图。于本实施例中，第一光源模块204包括第一非交叠光区及第一交叠光区，第二光源模块206包括第二非交叠光区及第二交叠光区，其中第一交叠光区与第二交叠光区于前述水平轴向上完全交叠。本实施例的3D打印方法包括以下步骤。
步骤S400：控制模块200自记忆模块210读取偏移表，并加载偏移表所记录的不同层的偏移量。具体而言，本实施例的偏移量是由用户预先设定，并记录于偏移表中。
于一实施例中，各层的偏移量包括各光源模块的偏移量。以两个光源模块为例，各层的偏移量包括第一光源模块204的第一偏移量及第二光源模块206的第二偏移量。并且，各层的偏移量总合相同，即，各层的第一偏移量与第二偏移量的和为一个定值。于本实施例中，此定值对应至两个光源模块的交叠光区的尺寸。
步骤S402：控制模块200依序选择多个切层影像的其中之一(如选择第一层切层影像)。
步骤S404：控制模块200控制第一光源模块204及第二光源模块206沿着默认的水平轴向(如X轴向)移动以开始打印第一层切层实体模型。
步骤S406：控制模块200依据相同层的第一偏移量调整第一光源模块204的第一交叠光区的照射范围，并依据相同层的第二偏移量调整第二光源模块206的第二交叠光区的照射范围。并且，调整后的第一交叠光区的照射范围与调整后的第二交叠光区的照射范围于前述水平轴向上无交叠。并且，控制模块200不会调整第一非交叠光区及第二非交叠光区的照射范围。
步骤S408：控制模块200逐排读取所选取的切层影像的多个像素(如读取第一排像素)。
于一实施例中，控制模块200每次所读取的像素的数量是对应第一光源模块204及第二光源模块206的尺寸。
举例来说，若第一光源模块204及第二光源模块206的宽度皆为3光点(即可同时照射三排的打印位置)，则控制模块200每次于切层影像中读取三排的像素。
步骤S410：控制模块200判断第一光源模块204与第二光源模块206的其中之一是否抵达所读取的像素于成型槽214中所对应的打印位置。
若任一光源模块抵达所读取的像素的打印位置(以第一光源模块204为例)，则控制模块200同时执行步骤S412及步骤S414。否则，控制模块200再次执行步骤S410。
步骤S412：控制模块200依据第一层切层影像的第一排像素的像素值控制第一光源模块204的第一非交叠光区进行照射。
若于步骤S410中判断第二光源模块206抵达所读取的像素的打印位置，则于步骤S412中控制模块200依据第一层切层影像的第一排像素的像素值控制第二光源模块206的第二非交叠光区进行照射。
步骤S414：控制模块200于判断第一层切层影像的第一排像素的其中一像素位于第一交叠光区的照射范围内时，依据此像素的像素值控制第一交叠光区进行照射。
若于步骤S410中判断第二光源模块206抵达所读取的像素的打印位置，则于步骤S414中控制模块200于判断第一层切层影像的第一排像素的其中一像素位于第二交叠光区的照射范围内时，依据此像素的像素值控制第二交叠光区进行照射。
通过上述步骤，3D打印机20可生成第一层切层实体模型的第一排。
步骤S416：控制模块200判断是否第一层切层影像的所有像素已读取并完成打印。
若控制模块200判断所有像素已读取并完成打印，表示第一层切层实体模型已打印完成，故执行步骤S418。否则，控制模块200再次执行步骤S408至步骤S414，以选择同一切层影像的其他排像素(如第二排像素)，并持续执行光固化3D打印。
步骤S418：控制模块200判断是否所有切层影像已完成打印。
若控制模块200判断完成打印，则结束控制3D打印方法。否则，控制模块200控制移动平台202调整预设的切层高度，并再次执行步骤S402以选择其他切层影像(如第二层切层影像)。
继续请一并参阅图8A至图8D，图8A为本发明的偏移照射的第一剖视示意图，图8B为本发明的偏移照射的第二剖视示意图，图8C为本发明的偏移照射的第三剖视示意图，图8D为本发明的偏移照射的第四剖视示意图。
本发明更进一步提出四种不同的偏移量的变化规则。于本例子中，第一光源模块204的第一非交叠光区的长度为L1，第一交叠光区的长度为N1，第二光源模块206的第二非交叠光区的长度为L2，第二交叠光区的长度亦为N1。
于图8A所示例子中，各层的偏移量为固定值N1。具体而言，当打印第一层切层实体模型50时，控制模块200是调整第一光源模块204的第一照射范围为L1+N1，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2。当打印第二层切层实体模型52时，控制模块200是调整第一照射范围为L1，并调整第二照射范围为L2+N1。当打印第三层切层实体模型54时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二照射范围为L2。当打印第四层切层实体模型56时，控制模块200是调整第一照射范围为L1，并调整第二照射范围为L2+N1。当打印第五层切层实体模型58时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二照射范围为L2。由此，本发明可使相邻层的接合线位于不同位置，而可淡化接合线。
于图8B所示例子中，基数层的第一偏移量及第二偏移量皆为N1。偶数层的第一偏移量为N2，第二偏移量为N3，其中N2+N3等于N1。
具体而言，当打印第一层切层实体模型50时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2。当打印第二层切层实体模型52时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N2，并调整第二照射范围为L2+N3。当打印第三层切层实体模型54时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二照射范围为L2。当打印第四层切层实体模型56时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N2，并调整第二照射范围为L2+N3。当打印第五层切层实体模型58时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二照射范围为L2。本发明可使相邻层的接合线位于不同位置，而可淡化接合线。
于图8C所示例子中，各层的偏移量是随机产生(如第一层偏移量为N4，第二层偏移量为N5，第三层偏移量为N6，第四层偏移量为N7，第五层偏移量为N8)。并且，相邻层的偏移量是交错用于不同的光源模块。
具体而言，当打印第一层切层实体模型50时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N4，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N4。当打印第二层切层实体模型52时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1-N5，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N5。当打印第三层切层实体模型54时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N6，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N6。当打印第四层切层实体模型56时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1-N7，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N7。当打印第五层切层实体模型58时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N8，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N8。本发明通过使用随机的偏移量，可使各层的接合线的位置不具规则性，而可淡化接合线。
于图8D所示例子中，各层的偏移量是递减的(如第一层偏移量为N9，第二层偏移量为N10，第三层偏移量为N11，第四层偏移量为N12，第五层偏移量为N13，其中N9>N10>N11>N12>N13)。并且，相邻层的偏移量是交错用于不同的光源模块。
具体而言，当打印第一层切层实体模型50时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N9，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N9。当打印第二层切层实体模型52时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1-N10，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N10。当打印第三层切层实体模型54时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N11，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N11。当打印第四层切层实体模型56时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1-N12，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N12。当打印第五层切层实体模型58时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N13，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N13。本发明通过使用递增的偏移量，可使各层的接合线的位置具有明显变化，而可淡化接合线。
于前述实施例中，本发明是使多个层的接合线位于不同位置，以淡化产生于切层实体模型的垂直方向上的接合线。然而，即使采用前述方式进行打印，同一层的切层实体模型中，仍会于水平方向呈现明显的接合线。
为解决上述问题，本发明进一步提出一种多光源模块的光固化3D打印方法，可经由于打印各层的切层实体模型的过程中动态变换照射范围，来生成于水平方向上不具明显接合线的3D实体模型。
继续请参阅图7，为本发明第五实施例的光固化3D打印方法的流程图。本实施例的3D打印方法包括以下步骤。
步骤S500：控制模块200取得多个层的切层影像，并取得多个层的偏移量。具体而言，各层的偏移量分别包括多个水平偏移量，多个水平偏移量分别对应相同层的切层影像的多个子影像(如一排像素，其子影像的尺寸可视第一光源模块204及第二光源模块206的尺寸而定)。
步骤S502：控制模块200依序选择多个切层影像的其中之一(如第一层切层影像)。
步骤S504：控制模块200选择所选择的切层影像的多个子影像的其中之一(如由切层影像的第一排像素所构成的子影像)。
步骤S506：控制模块200依据相同层的多个水平偏移量调整第一光源模块204的第一照射范围及第二光源模块206的第二照射范围。
步骤S508：控制模块200于判断可打印所选择的子影像(如第一光源模块204或第二光源模块206移动至对应的打印位置)时，依据所选择的子影像的各像素的像素值控制第一光源模块204依据调整后的第一照射范围进行照射，并控制第二光源模块206依据调整后的第二照射范围进行照射，以生成部分的切层实体模型(如切层实体模型的第一排)。
步骤S510：控制模块200判断是否第一层切层影像的所有子影像已完成打印。
若控制模块200判断所有子影像已完成打印，表示第一层切层影像已打印完成，故执行步骤S512。否则，控制模块200再次执行步骤S504至步骤S508，以选择同一切层影像的其他子影像(如由切层影像的第二排像素所构成的第二张子影像)，并持续执行光固化3D打印。
步骤S512：控制模块200判断是否完成打印，即，判断是否所有切层影像皆已打印完成。
若控制模块200判断所有切层影像皆完成打印，则结束控制3D打印方法。否则，控制模块200控制移动平台202调整预设的切层高度，并再次执行步骤S502以选择其他切层影像(如第二层切层影像)，并持续执行光固化3D打印。
继续请一并参阅图9A至图9D，图9A为本发明的偏移照射的第一俯视示意图，图9B为本发明的偏移照射的第二俯视示意图，图9C为本发明的偏移照射的第三俯视示意图，图9D为本发明的偏移照射的第四俯视示意图。
图9A至图9D是分别对应图8A至图8D，并使用相同的偏移量的变化规则。其差异在于，图8A至图8D是依据偏移量调整不同层的照射范围，图9A至图9D是依据偏移量调整同一层的不同打印位置的照射范围。
于图9A的实施例中，当打印一层的切层影像中的第一个子影像60时，控制模块200是调整第一光源模块204的第一照射范围为L1+N1，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2。当打印第二个子影像62时，控制模块200是调整第一照射范围为L1，并调整第二照射范围为L2+N1。当打印第三个子影像64时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二照射范围为L2。当打印第四个子影像66时，控制模块200是调整第一照射范围为L1，并调整第二照射范围为L2+N1。当打印第五个子影像68时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二照射范围为L2。
于图9B的实施例中，当打印一层的切层影像中的第一个子影像60时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2。当打印第二个子影像62时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N2，并调整第二照射范围为L2+N3。当打印第三个子影像64时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二照射范围为L2。当打印第四个子影像66时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N2，并调整第二照射范围为L2+N3。当打印第五个子影像68时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1，并调整第二照射范围为L2。
于图9C的实施例中，当打印一层的切层影像中的第一个子影像60时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N4，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N4。当打印第二个子影像62时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1-N5，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N5。当打印第三个子影像64时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N6，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N6。当打印第四个子影像66时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1-N7，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N7。当打印第五个子影像68时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N8，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N8。
于图9D的实施例中，当打印一层的切层影像中的第一个子影像60时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N9，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N9。当打印第二个子影像62时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1-N10，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N10。当打印第三个子影像64时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N11，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N11。当打印第四个子影像66时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N1-N12，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N12。当打印第一个子影像68时，控制模块200是调整第一照射范围为L1+N13，并调整第二光源模块204的第二照射范围为L2+N1-N13。
本发明可使各层的切层实体模型于水平方向上的接合线产生在不同位置，而可于水平方向上淡化接合线。
值得一提的是，虽于前述各实施例的光固化3D打印过程中，是以同时控制多个光源模块进行照射以生成3D实体模型为例来进行说明，但不以此限定。
请参阅图10，为本发明第六实施例的光固化3D打印方法的流程图。于图10所示的实施例中，本发明的3D打印方法可依据切层影像的尺寸交替运用单一光源模块及多个光源模块来进行固化3D打印以生成3D实体模型。本实施例的3D打印方法包括以下步骤。
步骤S600：控制模块200取得对应3D物件的多个层的多个切层影像及多个偏移量。各偏移量可分别具有依照顺序排序的一个层数值。
于一实施例中，各层的偏移量可包括多个水平偏移量，多个水平偏移量分别对应相同层的切层影像的多个子影像
步骤S602：控制模块200依序选择多个切层影像的其中之一，如选择第一层切层影像。
步骤S604：控制模块200判断是否需进行大尺寸打印。具体而言，控制模块200取得第一光源模块204的最大照射范围(即第一最大照射范围)及第二光源模块206的最大照射范围(即第二最大照射范围)，并将第一最大照射范围及第二最大照射范围与所选择的切层影像的尺寸进行比较。
若控制模块200判断第一最大照射范围及第二最大照射范围皆小于所选择的切层影像的尺寸，则判定须执行大尺寸打印，并执行步骤S606-S610以同时运用第一光源模块204及第二光源模块206来执行大尺寸打印。图10的步骤S606-S610是与图3的步骤S104-S108相同或相似，于此不再赘述。
若控制模块200判断第一最大照射范围及第二最大照射范围的其中之一不小于所选择的切层影像的尺寸(以第一最大照射范围不小于所选择的切层影像的尺寸为例)，则判定执行一般打印，并执行步骤S612：控制模块200依据所选择的切层影像控制最大照射范围大于切层影像的尺寸的光源模块(以第一光源模块204为例)进行照射，以打印所选择的切层影像所对应的一层切层实体模型(如第一层切层实体模型)。
步骤S614：控制模块200判断是否所有切层影像皆已打印完成。
若控制模块200判断所有切层影像皆已选择并打印完成，则判定打印完成，并结束3D打印方法。
若控制模块200判断任一切层影像尚未选择并打印完成，则判定打印未完成，并再次执行步骤S602-S612，以选择其他切层影像(如第二层切层影像)，并接续执行光固化3D打印(如打印对应第二层切层物件的第二层切层实体模型)
继续请参阅图11A，为本发明的光固化3D打印的剖视示意图。图11A是用来说明本发明如何于不同层交替运用单一光源模块及多个光源模块来进行光固化3D打印。
如图11A所示，第一光源模块204的第一最大照射范围为L1+N1，第二光源模块206的第二最大照射范围为L2+N1，第一光源模块204及第二光源模块206叠合后的照射范围为L1+L2+N1，其中L1与L2可相同或不同，不以此限定。并且，第一层切层影像70的尺寸(如最大部份的尺寸)为S1，第二层切层影像72的尺寸(如最大部份的尺寸)为S2，第三层切层影像74的尺寸(如最大部份的尺寸)为S3，其中S1<(L1+N1)<S2<S3<(L1+L2+N1)，并且S1<(L2+N1)<S2<S3<(L1+L2+N1)。
当打印第一层切层影像70时，由于第一最大照射范围L1+N1与第二最大照射范围L2+N1皆大于第一层切层影像70的尺寸为S1，控制模块200可选择运用第一光源模块204及第二光源模块206其中之一来打印第一层切层实体模型。
当打印第二层切层影像72时，由于第一最大照射范围L1+N1与第二最大照射范围L2+N1皆小于第二层切层影像72的尺寸S2，且第二层切层影像72的尺寸S2小于两光源模块叠合后的照射范围为L1+L2+N1，控制模块200可同时运用第一光源模块204或第二光源模块206来打印第二层切层实体模型。
当打印第三层切层影像74时，由于第一最大照射范围L1+N1与第二最大照射范围L2+N1皆小于第三层切层影像74的尺寸S3，且第三层切层影像74的尺寸S3小于两光源模块叠合后的照射范围为L1+L2+N1，控制模块200可同时运用第一光源模块204或第二光源模块206来打印第三层切层实体模型。
继续请一并参阅图11B，为本发明的光固化3D打印的俯视示意图。图11B是用来说明本发明如何于相同层交替运用单一光源模块及多个光源模块来进行光固化3D打印。
如图11B所示，第三层切层影像74可包括不同尺寸的多个子影像80-88，其中子影像80、88的尺寸为S5、子影像82、86的尺寸为S4，子影像84的尺寸为S3。并且S5<S4<(L1+N1)<S3<(L1+L2+N1)，并且S5<S4<(L2+N1)<S3<(L1+L2+N1)。
承上所述，当打印第三层切层影像74的第一个子影像80时，控制模块200可选择运用第一光源模块204及第二光源模块206其中之一(以运用第一光源模块204为例)来进行照射。当打印第二个子影像82时，控制模块200可运用第一光源模块204来进行照射。当打印第三个子影像84时，控制模块200必须同时运用第一光源模块204及第二光源模块206来进行照射。当打印第四个子影像86时，控制模块200可运用第一光源模块204来进行照射。当打印第五个子影像88时，控制模块200可运用第一光源模块204来进行照射。
本发明经由交替运用单一光源模块及多个光源模块来进行光固化3D打印，来降低同时运用多个光源模块的机率，可有效减少接合线。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种多光源模块的光固化3D打印方法，用于一光固化3D打印机，该光固化3D打印机包括一第一光源模块及一第二光源模块，其特征在于，该多光源模块的光固化3D打印方法包括：
a)取得对应一3D物件的多个层的多个切层影像及多个偏移量，其中该多个偏移量部分相同，各层的该偏移量包括多个水平偏移量，该多个水平偏移量分别对应相同层的该切层影像的多个子影像，借以使各层的该切层实体模块的接合线的产生位置不具规则性；
b)选择该多个切层影像的其中之一；
c)取得相同层的该偏移量，并依据该偏移量的各该水平偏移量调整该第一光源模块的一第一照射范围及该第二光源模块的一第二照射范围，其中调整后的该第一照射范围与调整后的该第二照射范围于水平轴向上无交叠；
d)依据所选择的该切层影像的各该子影像控制该第一光源模块依据该第一照射范围进行照射，并控制该第二光源模块依据该第二照射范围进行照射，以打印所选择的该切层影像所对应的层的一切层实体模型；以及
e)重复执行该步骤b至该步骤d直到对应该3D物件的所有该切层实体模型皆打印完成。
2.如权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，于该步骤a)包括：
a1)取得分别对应该多个层的该多个切层影像；及
a2)执行一随机数生成处理以产生部分相同的多个随机数，并将该多个随机数作为分别对应该多个层的该多个偏移量；
其中，各层的调整后的该第一照射范围是部分相同的且不具规则性，各层的调整后的该第二照射范围是部分相同的且不具规则性。
3.如权利要求2所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该步骤a2)是基于一随机数范围产生该多个随机数，并且该多个层中任二相邻的层的该偏移量彼此不同。
4.如权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该多个层中至少二个相隔一层的该偏移量彼此相同。
5.如权利要求4所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该多个层中的奇数层或偶数层的该偏移量相同。
6.如权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该多个层中的奇数层或偶数层的该偏移量是依据层数递减或递增。
7.如权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，各层的该偏移量包括一第一偏移量及一第二偏移量，并且各层的该第一偏移量及该第二偏移量的和相同，其中，该步骤c)是依据各层的该第一偏移量与该第二偏移量分别调整该第一照射范围及该第二照射范围。
8.如权利要求7所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该步骤c包括：
c1)依据该第一偏移量调整该第一光源模块的一第一交叠光区的照射范围；及
c2)依据该第二偏移量调整该第二光源模块的一第二交叠光区的照射范围，其中该第一交叠光区与该第二交叠光区于水平轴向上完全交叠，并且调整后的该第一交叠光区的照射范围与调整后的该第二交叠光区的照射范围于水平轴向上无交叠。
9.如权利要求8所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该步骤d包括：
d1)依据该切层影像的多个像素的像素值及打印位置控制该第一光源模块的一第一非交叠光区进行照射；
d2)依据该切层影像的多个像素的像素值及打印位置控制该第二光源模块的一第二非交叠光区进行照射，其中该第一非交叠光区与该第二非交叠光区于水平轴向上无交叠；
d3)于判断任一该像素的打印位置位于调整后的该第一交叠光区的照射范围内时，依据该像素的像素值控制该第一交叠光区进行照射；及
d4)于判断任一该像素的打印位置位于调整后的该第二交叠光区的照射范围内时，依据该像素的像素值控制该第二交叠光区进行照射。
10.如权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该步骤c)包括一步骤c3)于打印所选择的该切层影像的任一该子影像时，依据相同层的各该水平偏移量调整该第一照射范围及该第二照射范围。
11.如权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该步骤a)是读取一偏移表，该偏移表记录有该多个偏移量。
12.如权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，该步骤c)是于判断该第一光源模块的一第一最大照射范围及该第二光源模块的一第二最大照射范围皆小于所选择的该切层影像的尺寸时取得相同层的该偏移量，并依据该偏移量调整该第一光源模块的该第一照射范围及该第二光源模块的该第二照射范围。
13.如权利要求12所述的光固化3D打印方法，其特征在于，于该步骤b)之后，该步骤e)之前更包括一步骤f)于判断该第一最大照射范围及该第二最大照射范围其中之一不小于所选择的该切层影像的尺寸时，依据该切层影像控制最大照射范围大于该切层影像的尺寸的该第一光源模块或该第二光源模块进行照射，以打印该切层影像所对应的层的该切层实体模型；其中该步骤e)是重复执行该步骤b至该步骤d及该步骤f直到对应该3D物件的所有该切层实体模型皆打印完成。
CN201710385817.9A 2017-05-26 2017-05-26 多光源模块的光固化3d打印方法 Expired - Fee Related CN108927993B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710385817.9A CN108927993B (zh) 2017-05-26 2017-05-26 多光源模块的光固化3d打印方法
US15/698,616 US10710299B2 (en) 2017-05-26 2017-09-07 Stereolithography 3D printing method for multiple light modules

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710385817.9A CN108927993B (zh) 2017-05-26 2017-05-26 多光源模块的光固化3d打印方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108927993A CN108927993A (zh) 2018-12-04
CN108927993B true CN108927993B (zh) 2020-12-15

Family

ID=64400501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710385817.9A Expired - Fee Related CN108927993B (zh) 2017-05-26 2017-05-26 多光源模块的光固化3d打印方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10710299B2 (zh)
CN (1) CN108927993B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3702132B1 (de) * 2019-02-26 2023-01-11 UpNano GmbH Verfahren zur lithographiebasierten generativen fertigung eines dreidimensionalen bauteils
CN110315747B (zh) * 2019-07-26 2021-06-22 航天特种材料及工艺技术研究所 高强度蜂窝结构及其3d打印成型方法
CN110625935A (zh) * 2019-09-19 2019-12-31 李佳 一种3d打印方法及3d打印设备
CN110728741B (zh) * 2019-10-11 2022-08-23 长春理工大学 基于多细节层次模型的面光源照射三维场景画面渲染方法
CN112743836B (zh) * 2019-10-29 2023-09-08 共享智能装备有限公司 图形错位打印方法、打印机及储存介质
CN112810140B (zh) * 2020-12-28 2023-03-10 上海联泰科技股份有限公司 数据处理方法、系统、存储介质及3d打印设备、控制方法
WO2022220825A1 (en) * 2021-04-14 2022-10-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Energy levels for fusing energy modules
DE102022200167A1 (de) 2022-01-10 2023-07-13 Eos Gmbh Electro Optical Systems Belichtungsstrategie an Scanfeldgrenzen
US11794405B2 (en) 2022-01-10 2023-10-24 Comcast Cable Communications, Llc 3D printing with stationary build platform
CN114536772B (zh) * 2022-04-21 2022-07-12 南京铖联激光科技有限公司 3d打印系统中智能分区控制系统及其控制方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5182056A (en) * 1988-04-18 1993-01-26 3D Systems, Inc. Stereolithography method and apparatus employing various penetration depths
US6399010B1 (en) * 1999-02-08 2002-06-04 3D Systems, Inc. Method and apparatus for stereolithographically forming three dimensional objects with reduced distortion
US6500378B1 (en) * 2000-07-13 2002-12-31 Eom Technologies, L.L.C. Method and apparatus for creating three-dimensional objects by cross-sectional lithography
US6833234B1 (en) * 2000-08-04 2004-12-21 Massachusetts Institute Of Technology Stereolithographic patterning with variable size exposure areas
JP2005262311A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Fine Device:Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
US7216009B2 (en) * 2004-06-14 2007-05-08 Micron Technology, Inc. Machine vision systems for use with programmable material consolidation system and associated methods and structures
JP4744200B2 (ja) * 2005-06-20 2011-08-10 シーメット株式会社 平滑化した造形端面を有する立体造形物
US9415544B2 (en) * 2006-08-29 2016-08-16 3D Systems, Inc. Wall smoothness, feature accuracy and resolution in projected images via exposure levels in solid imaging
US9561622B2 (en) * 2008-05-05 2017-02-07 Georgia Tech Research Corporation Systems and methods for fabricating three-dimensional objects
US8666142B2 (en) * 2008-11-18 2014-03-04 Global Filtration Systems System and method for manufacturing
CN107077064B (zh) * 2014-06-23 2021-06-04 卡本有限公司 用于制备三维物体的具有多重硬化机制的聚氨酯树脂
US9840045B2 (en) * 2014-12-31 2017-12-12 X Development Llc Voxel 3D printer
EP3280579A4 (en) * 2015-04-07 2018-12-19 Trio Labs, Inc. Method and apparatus for solid freeform fabrication of objects with improved resolution background
CN105216320B (zh) * 2015-10-19 2017-04-26 西安交通大学 一种双光路投影曝光3d打印装置及方法
DE102015118162A1 (de) * 2015-10-23 2017-04-27 Fit Ag Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Objekte
US10112260B2 (en) * 2016-01-20 2018-10-30 General Electric Company Aligning lasers of laser additive manufacturing system
US10353445B2 (en) * 2016-04-11 2019-07-16 Qualcomm Incorporated Multi-phase heat dissipating device for an electronic device
CN105881915B (zh) * 2016-06-23 2018-07-03 无锡金谷三维科技有限公司 一种基于光敏树脂的3d打印装置
CN106042390B (zh) * 2016-07-28 2018-02-23 北京工业大学 一种多源大尺度面曝光3d打印方法
US10780641B2 (en) * 2016-09-29 2020-09-22 Holo, Inc. Enhanced three dimensional printing of vertical edges
US10773510B2 (en) * 2017-02-06 2020-09-15 3D Systems, Inc. Scalable and fast three dimensional printing system
EP3589491B1 (en) * 2017-02-28 2024-11-06 3D Systems, Inc. Three dimensional printing system with overlapping light engines
WO2018183174A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 3D Systems, Inc. Three dimensional printer processing image information to provide optimized mechanical control signals

Also Published As

Publication number Publication date
CN108927993A (zh) 2018-12-04
US20180339449A1 (en) 2018-11-29
US10710299B2 (en) 2020-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108927993B (zh) 多光源模块的光固化3d打印方法
KR102222773B1 (ko) 3d 모델의 데이터 처리방법, 및 3d 프린팅방법 및 시스템
CN101244629B (zh) 逐层形成三维目标的方法和设备
US8348655B2 (en) Optical molding apparatus, optical molding method, and optically molded product
US7670541B2 (en) Optical shaping apparatus and optical shaping method
EP3543957B1 (en) Light homogenization method for multi-source large-scale surface exposure 3d printing
US11353845B2 (en) Model-adaptive multi-source large-scale mask projection 3D printing system
CN205238580U (zh) 一种基于dlp投影技术的面曝光3d打印拼接成形系统
US20220118703A1 (en) 3d printing with variable voxel sizes
CN105365215A (zh) 立体列印装置的校正装置以及校正方法
CN106827514A (zh) 分层构建物体的图像处理方法、打印方法和3d打印设备
CN107031035B (zh) 立体物件成型系统及其校正方法
IT202000003653A1 (it) Metodo predittivo e relativo apparato per stampa 3D stereolitografica di tipo isotropo con sorgente luminosa ibrida a velocità e potenza variabili
US11606540B2 (en) System, method and computer program product for laser projection
US10850448B2 (en) Three-dimensional printing system
JP5071114B2 (ja) 光造形装置および光造形方法
JP2020508903A (ja) オーバーラップする光エンジンを有する三次元プリントシステム
CN103064135B (zh) 成像光学元件及图像读取装置
US20190001551A1 (en) Three-dimensional printer including light exposure system for large screen divided into multiple screens
JP2024522965A (ja) ステレオリソグラフィシステムの較正の方法
CN112789158B (zh) 用于选择物体的方位和/或位置的方法、装置和介质
CN105291426A (zh) 三维对象制造系统及其制造方法
US20190337225A1 (en) Information processing apparatus, modeling apparatus, information processing method, and program
CN114228153B (zh) 双激光头标定方法
JP2009160859A (ja) 光造形装置および光造形方法、並びに光造形物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20201215

Termination date: 20210526