一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110116565A(43)申请公布日2019.08.13(21)申请号201910465284.4(22)申请日2019.05.30(71)申请人华南理工大学地址510000广东省广州市天河区五山路(72)发明人陈广学袁江平钟雨晗(74)专利代理机构太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙)14109代理人冷锦超安丽荣(51)Int.Cl.B41M3/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法(57)摘要本发明提供了一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，采用分步式切割与喷印集成控制策略，通过模型分层信息调节切喷一体化单元模块上安装的切割用激光束发射器和着色用油墨喷嘴的所有功能状态与位置。该方法提出了预涂胶打印纸着色轮廓分步式切割方法与分步式着色方法的操作步骤以及参数设置，既可以保持更高的打印速度，又能解决打印过程中油墨不串色底层纸面边界问题，极大满足了纸基全彩3D打印技术在高精度与高速度的颜色再现应用以及促进其在文创领域产业化广度。CN110116565ACN110116565A权利要求书1/2页1.一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于，采用切喷一体化单元模块将分步式切割与喷印集成控制，所述切喷一体化单元模块包括切割用激光束发射器和着色用油墨喷嘴，通过模型分层信息调节激光束发射器和油墨喷嘴的所有功能、状态与位置，所述纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法包括以下步骤：1）、采用预涂胶打印纸，通过纸张传递过程中的夹纸传感器获取当前预涂胶打印纸的厚度x后，再将所述当前预涂胶打印纸传递到模型成型基台指定位置，并准确粘合在前一张打印纸上；2）、根据分层软件生成的切割轮廓路径信息指令，在驱动装置控制下，激光束发射器定位于当前预涂胶打印纸纸面切割路径起始位置垂直正上方h1处；3）、激光束发射器发射高能量级激光束，自预涂胶打印纸表面向内部以V1的速度快速纵向切割，切割至纸内部深度y处；然后，使用激光束发射器进行水平切割，所述水平切割的方法为：在纸面内y深度处，将激光束发射器相对轮廓起始位置以V1的速度，向轮廓内方向快速水平切割，所述水平切割的宽度为a；最后，关闭激光束发射器并移回纸面起始切割定位h1处；4）、再打开激光束发射器，发射高能量级激光束以V2的速度，对所述预涂胶打印纸纵向缓慢完成剩下的x-y纸内深度切割，切割完成孔腔，关闭激光束发射器；5）、油墨喷嘴相对下降到纸面起始切割路径垂直上方h2处，针对切割完成的预涂胶打印纸，油墨喷嘴以I1的速度慢速喷出粘度为S1的高粘性油墨，待高粘性油墨将切割路径的底部向上至纸内0.2~0.3x高度处铺满后，油墨喷嘴再以I2的速度快速喷出粘度为S2的低粘性油墨，直至齐平纸面，油墨喷嘴继续上升至距离纸面h2+x处；6）、将激光束发射器选择低能量级激光束闪烁照射着墨区，来加速填充油墨粘结与干燥；7）填充油墨干燥后，重复步骤2）-6）进行下段轮廓路径切割着色。2.根据权利要求1所述的一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于：所述切喷一体化单元模块上的激光束发射器与油墨喷嘴的安装位置并排，并处于相同水平线高度。3.根据权利要求1所述的一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于：所述激光发射器的定位位置h1值范围为6.0~10.0mm，所述油墨喷嘴的定位位置h2值范围为2.0~5.0mm。4.根据权利要求1所述的一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于：所述2预涂胶打印纸克重选择70~100g/m的A3打印纸进行单面涂胶加工而成。5.根据权利要求1所述的一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于：所述预涂胶打印纸内部切割深度y值与打印纸厚度x的关系为：y=0.6x-0.9x。6.根据权利要求1所述的一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于：所述激光束发射器提供高能量级、中能量级与低能量级共三种能量级别激光束。7.根据权利要求1所述的一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于：所述加载高能量级激光束的激光束发射器快速移动的速度V1值范围为120.0~200.0mm/s，所述加载高能量级激光束的激光束发射器缓慢移动速度V2值范围为40.0~80.0mm/s。8.根据权利要求1所述的一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于：所述2CN110116565A权利要求书2/2页激光束发射器往内水平移动距离a值范围为0.1~0.3mm。9.根据权利要求1所述的一种纸基全彩3D打印颜色再现的优化方法，其特征在于：所述油墨喷嘴喷墨速度I1值选择5.0~15.0mm/s，所述油墨喷嘴喷墨速度I2值选择40.0~50.0