提高UV‑LED喷墨3D打印质量的打印方法及装置与流程

本发明涉及打印技术领域，具体而言，涉及一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法及装置。

背景技术：

随着3D打印技术的兴起，越来越多的实现3D打印的方法得以发展。并且，3D打印技术可以应用各种不同领域，目前新兴的一种3D打印方法，主要应用在油画立体复制以及地形图立体打印上，即利用UV-LED喷墨打印油墨可以进行叠加打印的原理，进行模型的层层叠加成型，实现立体效果的展示。但是该方法与大部分3D打印一样，都存在共有的缺陷——成型实体表面有明显的分层打印痕迹，即成型实体的层与层之间无法达到相对的平滑，俗称“阶梯现象”或“梯田现象”。特别对于油画的复制及彩色地形图打印等供人们欣赏观看的成型实体来说，过于明显的“梯田现象”直接影响到模型的可观赏性。因此，发明一种能提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法显得十分必要。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法及装置，能够缓解梯田现象，且不影响截面高度的叠加。

第一方面，本发明实施例提供了一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法，所述方法包括：

获取待打印物体的3D模型；

将所述3D模型进行分层处理，提取每一分层的分层截面；

使用UV-LED白色油墨，将所有的所述分层截面进行模型高度叠加处理，得到3D打印模型；

控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述提取每一分层的分层截面之后，还包括：

将每一分层的分层截面进行矢量化处理，得到分层数据；

将矢量化处理得到的所述分层数据导入所述UV-LED喷墨打印机中，以等待所述UV-LED喷墨打印机对所述分层数据进行打印。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体之前，还包括：

设置所述UV-LED喷墨打印机打印每一个所述分层截面的打印位置，以保持每一个所述分层截面的打印位置一致。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体，包括：

控制所述UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的3D模型进行打印，得到白色模型；

控制UV-LED喷墨打印机，在所述白色模型的最外层打印彩色油墨，得到打印完成的3D物体。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体，还包括：

控制所述UV-LED喷墨打印机，在打印完成的所述白色模型的最后一层分层截面上叠加打印白色UV-LED油墨，使所述白色UV-LED油墨覆盖所述白色模型。

第二方面，本发明实施例还提供了一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取待打印物体的3D模型；

分层处理模块，用于将所述3D模型进行分层处理，提取每一分层的分层截面；

叠加处理模块，用于使用UV-LED白色油墨，将所有的所述分层截面进行模型高度叠加处理，得到3D打印模型；

打印控制模块，用于控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：

矢量化处理模块，用于将每一分层的分层截面进行矢量化处理，得到分层数据；

导入模块，用于将矢量化处理得到的所述分层数据导入所述UV-LED喷墨打印机中，以等待所述UV-LED喷墨打印机对所述分层数据进行打印。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：

设置模块，用于设置所述UV-LED喷墨打印机打印每一个所述分层截面的打印位置，以保持每一个所述分层截面的打印位置一致。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述打印控制模块，包括：

第一打印控制单元，用于控制所述UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的3D模型进行打印，得到白色模型；

第二打印控制单元，用于控制UV-LED喷墨打印机，在所述白色模型的最外层打印彩色油墨，得到打印完成的3D物体。

结合第二方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述打印控制模块，还包括：

第三打印控制单元，用于控制所述UV-LED喷墨打印机，在打印完成的所述白色模型的最后一层分层截面上叠加打印白色UV-LED油墨，使所述白色UV-LED油墨覆盖所述白色模型。

本发明实施例提供的一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法，包括：获取待打印物体的3D模型；将所述3D模型进行分层处理，提取每一分层的分层截面；使用UV-LED白色油墨，将所有的所述分层截面进行模型高度叠加处理，得到3D打印模型；控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体，与现有技术中的油画的复制及彩色地形图打印，出现过于明显的梯田现象直接影响到模型的可观赏性相比，其按照分层数据，依次从高程最高的截面向高程最低的截面打印，该种打印方式中最高层打印截面会被低一层的打印截面覆盖，由于UV-LED油墨的特性，截面边缘高度会被下一层面积较大的截面油墨覆盖，既消除了梯田现象，且不影响截面高度的叠加。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法的流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的另一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法的流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法中步骤104的流程图；

图4示出了本发明实施例所提供的另一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法的流程图；

图5示出了本发明实施例所提供将3D模型进行分层处理，得到3D模型的每一层分层截面的示意图；

图6示出了使用本发明实施例提供的方法和未使用本发明实施例提供的方法得到的3D物体的示意图。

主要标号说明：

100、获取模块；200、分层处理模；300、叠加处理模块；400、打印控制模块；500、矢量化处理模块；600、导入模块；700、设置模块；401、第一打印控制单元；402、第二打印控制单元；403、第三打印控制单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中应用在油画立体复制以及地形图立体打印上的3D打印方法，与大部分3D打印一样，都存在共有的缺陷——成型实体表面有明显的分层打印痕迹，即成型实体的层与层之间无法达到相对的平滑，俗称“阶梯现象”或“梯田现象”。特别对于油画的复制及彩色地形图打印等供人们欣赏观看的成型实体来说，过于明显的“梯田现象”直接影响到模型的可观赏性。基于此，本发明实施例提供了一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法及装置，下面通过实施例进行描述。

参考图1，本发明实施例提供了一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法，所述方法包括：

S101、获取待打印物体的3D模型。

本发明实施例中，待打印物体可以为油画(本发明实施例以油画为例进行说明)，如将油画进行立体复制；待打印物体也可以为地形图，如将地形图进行立体打印。

本步骤中，系统可以预先建立好油画进行立体复制对应的3D模型，然后将该3D模型存储在数据库中，在实施打印的过程中，首先从数据库中获取该3D模型；或者，系统从外界导入该油画进行立体复制对应的3D模型，然后将该3D模型存储在数据库中，在实施打印的过程中，同样先从数据库中获取该3D模型。

S102、将所述3D模型进行分层处理，提取每一分层的分层截面。

S103、使用UV-LED白色油墨，将所有的所述分层截面进行模型高度叠加处理，得到3D打印模型。

本步骤中，将划分后的所有的分层截面进行模型高度叠加处理的方法是，将分层数据(即分层截面)按照从高程最高的截面向高程最低的截面的顺序进行叠加处理，得到用于准备打印的3D打印模型。

本步骤中，按照该方式将分层数据进行叠加处理，目的是为了便于后续叠加的顺序与打印的顺序一致。

S104、控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体。

具体的，将分层截面进行叠加打印，即打完一层，又在打印的这层上面打印另一层，如此一层层的打印。其中，现有技术均是按照从高程最低的截面向高程最高的截面的顺序打印，类似与金字塔一样，先打底层，然后打印上一层，按照如此顺序，最后打印金字塔塔尖(整个打印的顺序类似从底层向最上层堆积木的顺序)。但是，现有技术中打印处理的3D打印模型会出现梯田现象，严重影响模型质量。

对此，本步骤中，按照与现有技术的正常打印顺序的相反顺序进行打印，即按照分层数据，依次从高程最高的截面向高程最低的截面打印，而不是像一般的3D打印从高程最低的底层截面开始打印。采用正常打印顺序的相反顺序进行打印的原因在于分层截面面积与分层层数高度成负相关关系，即从最底层向最顶层分层截面面积越来越小，故3D打印模型会出现梯田现象，严重影响模型质量。而按照本发明实施例中的相反顺序进行打印，最高层打印截面会被低一层的打印截面覆盖，由于UV-LED油墨的特性，截面边缘高度会被下一层面积较大的截面油墨覆盖，既消除了梯田现象，且不影响高度的叠加。

参考图2，本发明实施例中，在上述步骤102中提取每一分层的分层截面之后，还包括：

S201、将每一分层的分层截面进行矢量化处理，得到分层数据。

具体的，矢量化处理主要是使用图形图像处理软件(例如Photoshop、Adobe Illustrator等)，提取每一层分层截面的截面边缘，形成一个封闭空间，并将其填充上同一种色彩，生成一个色块，最后使用上述图形图像处理软件，将处理后得到的分层数据保存为矢量格式文件，例如：.pdf，.giff，.eps等。

S202、将矢量化处理得到的所述分层数据导入所述UV-LED喷墨打印机中，以等待所述UV-LED喷墨打印机对所述分层数据进行打印。

本发明实施例中，在上述步骤104，控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体之前，还包括：

设置所述UV-LED喷墨打印机打印每一个所述分层截面的打印位置，以保持每一个所述分层截面的打印位置一致。

具体的，在UV-LED喷墨打印机进行打印之前，首先需要设置待打印的每一个分层截面的打印位置，以保持每一分层截面打印位置一致，以便控制UV-LED喷墨打印机根据设置好的打印位置进行打印。

本发明实施例中，参考图3，步骤104，所述控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体，包括：

S301、控制所述UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的3D模型进行打印，得到白色模型；

S302、控制UV-LED喷墨打印机，在所述白色模型的最外层打印彩色油墨，得到打印完成的3D物体。

结合步骤301～步骤302，控制UV-LED喷墨打印机按照正常打印相反顺序进行打印，即按照分层数据，依次从高程最高的截面向高程最低的截面打印之后，得到白色模型；然后在模型最外层打印一层彩色油墨为模型上色，得到打印完成的3D物体，完成打印。

另外，在控制UV-LED喷墨打印机按照正常打印相反顺序进行打印之后，得到白色模型，然后系统还控制所述UV-LED喷墨打印机，在打印完成的所述白色模型的最后一层分层截面上叠加打印白色UV-LED油墨，使所述白色UV-LED油墨覆盖所述白色模型。

具体的，在打印完成之后的白色模型上再叠加打印2～4层白色UV-LED油墨，使上述白色UV-LED油墨将模型整个覆盖。上述白色UV-LED油墨的面积优选与3D模型每一个分层的图片框架的面积相等，目的是使上述白色UV-LED油墨将模型整个覆盖。

上述技术方案中，所述步骤6)中的在打印完之后的白色模型上再叠加2-4层白色UV-LED油墨，每层面积应与模型底面积相等，保证能完全覆盖整个模型。原因在于每层白墨厚度平均约为13.5μm，2-4层白墨厚度即不会影响模型整体视觉效果，但可以将每一层的分层边缘覆盖，消除梯田现象，故需要在成型好的白墨模型上打印2～4层白墨。

参考图4，本发明实施例提供了一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法，所述方法包括以下步骤：

S401、获取待打印物体的3D模型，将所述3D模型进行分层处理，提取每一分层的分层截面。

S402、将分层后每一个所述分层截面进行矢量化处理，将处理得到的数据导入UV-LED喷墨打印机中等待打印。

S403、在打印机控制软件中设置好每一个所述分层截面的打印位置，保持每一个所述分层截面的打印位置一致。

S404、使用白墨替换功能，用UV-LED白色油墨对所有的所述分层截面进行模型高度叠加处理，得到3D打印模型。

S405、控制所述UV-LED喷墨打印机按照正常逐层叠加打印顺序相反的顺序打印所述3D打印模型。

S406、控制所述UV-LED喷墨打印机，在打印完成之后的白色模型上再叠加打印2～4层白色UV-LED油墨。

S407、控制所述UV-LED喷墨打印机，在所述白色模型最外层打印一层彩色油墨为模型上色。

本发明实施例提供的一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法，与现有技术中的油画的复制及彩色地形图打印，出现过于明显的梯田现象直接影响到模型的可观赏性相比，其按照分层数据，依次从高程最高的截面向高程最低的截面打印，该种打印方式中最高层打印截面会被低一层的打印截面覆盖，由于UV-LED油墨的特性，截面边缘高度会被下一层面积较大的截面油墨覆盖，既消除了梯田现象，且不影响截面高度的叠加。参考图6，图6中左图为未使用本发明实施例的方法打印得到的立体复制的油画；图6中右图为使用本发明实施例的方法打印得到的立体复制的油画。

下面结合具体实施方式对本发明实施例提供的提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法作进一步的说明。以打印一幅油画为例，具体实施步骤如下：

1.将油画的分层数据导入UV喷墨打印机等待打印，分层截面见说明书附图5；

2.设置打印参数，将每层截面的打印位置设置成一致，本实施例设置为底距20mm，右边距20mm，并使用白墨替换功能，以白色UV油墨代替说明书附图1中的黑色进行打印；

3.使用倒序打印方法打印，即按照高程由高至低的顺序打印，以说明附图5为例，应按照编号由大至小的顺序打印图层；

4.在模型打印完成之后再在其上打印2～4层与说明书附图5中每个单位图层图片图框面积大小的白墨，将模型整个覆盖；

5.最后在模型上打印一层彩色油墨，完成整个3D打印过程。

本发明一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法，与目前的UV-LED喷墨3D打印技术相比，其有益效果是：

1.采用倒序打印，即按照高程由高至低的顺序打印每一层分层截面，低一层截面面积较高一层截面面积大，所以高层截面边缘会被底层截面覆盖，使得层与层之间的过度更加平缓，可基本消除“梯田现象”。

2.在打印完成之后再叠加打印2-4层白色油墨，将打印模型完全覆盖，进一步对每层打印边缘进行平滑处理，加强平滑效果，消除“梯田现象”。

3.本发明打印方法不许增加任何工作量及打印难度，仅调换打印顺序即可，简单可行。

本发明实施例提供了一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印装置，所述装置用于执行上述提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印方法，所述装置包括：

获取模块100，用于获取待打印物体的3D模型；

分层处理模200，用于将所述3D模型进行分层处理，提取每一分层的分层截面；

叠加处理模块300，用于使用UV-LED白色油墨，将所有的所述分层截面进行模型高度叠加处理，得到3D打印模型；

打印控制模块400，用于控制UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的所述3D打印模型进行打印，得到打印完成的3D物体。

进一步的，上述一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印装置还包括：

矢量化处理模块500，用于将每一分层的分层截面进行矢量化处理，得到分层数据；

导入模块600，用于将矢量化处理得到的所述分层数据导入所述UV-LED喷墨打印机中，以等待所述UV-LED喷墨打印机对所述分层数据进行打印。

进一步的，上述一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印装置，所述装置还包括：

设置模块700，用于设置所述UV-LED喷墨打印机打印每一个所述分层截面的打印位置，以保持每一个所述分层截面的打印位置一致。

进一步的，上述一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印装置中，所述打印控制模块400，包括：

第一打印控制单元401，用于控制所述UV-LED喷墨打印机，按照3D打印高程从高至低逐层叠加的打印顺序对高度叠加后的3D模型进行打印，得到白色模型；

第二打印控制单元402，用于控制UV-LED喷墨打印机，在所述白色模型的最外层打印彩色油墨，得到打印完成的3D物体。

进一步的，上述一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印装置，所述打印控制模块400，还包括：

第三打印控制单元403，用于控制所述UV-LED喷墨打印机，在打印完成的所述白色模型的最后一层分层截面上叠加打印白色UV-LED油墨，使所述白色UV-LED油墨覆盖所述白色模型。

本发明实施例提供的一种提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印装置，与现有技术中的油画的复制及彩色地形图打印，出现过于明显的梯田现象直接影响到模型的可观赏性相比，其按照分层数据，依次从高程最高的截面向高程最低的截面打印，该种打印方式中最高层打印截面会被低一层的打印截面覆盖，由于UV-LED油墨的特性，截面边缘高度会被下一层面积较大的截面油墨覆盖，既消除了梯田现象，且不影响截面高度的叠加。

本发明实施例所提供的提高UV-LED喷墨3D打印质量的打印装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。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。