一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法

摘要

本发明公开了一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法，包括以下步骤：步骤1)准备开发板；步骤2)读取文件；步骤3)绘制曝光掩膜；步骤4)多屏异显输出。本发明制造成本降低、系统功耗低、设备发热低，并且大大降低存储空占用。

权利要求

1.一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)准备开发板，对该开发板进行Linux系统配置；

步骤2)读取文件，将SLC文件输入到开发板中，并对该SLC文件的层数以及每一层的轮廓点数据进行读取；

步骤3)绘制曝光掩膜，对每一层的轮廓点数据进行内轮廓和外轮廓辨别，当存在内轮廓的轮廓点数据时，将内轮廓的轮廓点数据连接成内轮廓线，将外轮廓的轮廓点数据连接成外轮廓线，接着对内轮廓线与外轮廓线之间进行实体填充，得到空心曝光掩膜并保存至内存等待调用，当不存在内轮廓的轮廓点数据时，将外轮廓的轮廓点数据连接成外轮廓线，接着对外轮廓线内部进行实体填充，得到实心曝光掩膜并保存至内存等待调用；

步骤4)多屏异显，将内存中的空心曝光掩膜和实心曝光掩膜进行输出；

所述步骤3中，当不存在内轮廓的轮廓点数据时，在外轮廓的轮廓点数据内设定一个极坐标原点，将极坐标原点与外轮廓的轮廓点进行连线，记录相邻两个轮廓点之间的向量夹角，得到∠1、∠2、∠3、…、∠N，∠1+∠2+∠3+…+∠N＝2π，然后将相邻两个轮廓点之间进行连线，得到外轮廓线；当存在内轮廓的轮廓点数据时，继续以该极坐标原点与内轮廓的轮廓点进行连线，记录相邻两个轮廓点之间的向量夹角，得到∠A1、∠A2、∠A3、…、∠AN，∠A+∠A2+∠A3+…+∠AN＝-2π，然后将相邻两个轮廓点之间进行连线，得到内轮廓线。

2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法，其特征在于：所述步骤2中，读取SLC文件的层数后设置进度条，当步骤3中每完成一层曝光掩膜的绘制，该进度条计数加一。

说明书

一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法

技术领域

[0001] 本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法。

背景技术

[0002] 3D打印技术(又称快速成型)是20世纪80年代后期出现的一种全新制造技术，它借助计算机、激光、精密传动和数控等现代化手段，通过原材料的层层堆叠实现工件的快速制造。这种新兴的制造技术将计算机辅助设计和计算机辅助制造集于一体，首先将事先绘制的三维实体模型按照某一厚度分层，再通过运动控制系统和光学系统相互配合完成原材料的固化堆叠工作。其成型实体不受外形限制，具有成型速度快，单件成本低、材料利用率高等优点。能够精确、直接的将处于虚拟模型阶段的工件转化为实体，从而更好的完成产品的相关分析验证，大大提高工件生产效率。

[0003] 面曝光3D打印是一种依托光敏树脂聚合反应实现材料固化成型的技术。基于面曝光工艺的3D打印设备直接利用常规DLP(Digital Light Processing)投影仪产生的可见光以平面形式照射树脂材料，通过控制投影仪光强与照射时间实现树脂固化，相比其他快速成型技术操控更加简便，成型速度更快，能够有效提高打印精度，获得更高的表面质量，同时又能够显著降低打印设备系统成本。

[0004] 当前面曝光设备中为了实现多屏异显(多个屏幕同时显示不同内容)，普遍使用装有windows系统的笔记本电脑或工业控制电脑运行3D打印机控制软件，二者均存在无法克服的成本高昂、功耗大、设备发热等问题。

[0005] 国内现有基于嵌入式系统的面曝光DLP设备无法读取SLC文件，只能逐次读取单张BMP图片文件，存储空间耗费巨大。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法，本发明制造成本降低、系统功耗低、设备发热低，并且大大降低存储空占用。

[0007] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方法实现：

[0008] 一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法，包括以下步骤：

[0009] 步骤1)准备开发板，对该开发板进行Linux系统配置；

[0010] 步骤2)读取文件，将SLC文件输入到开发板中，并对该SLC文件的层数以及每一层的轮廓点数据进行读取；

[0011] 步骤3)绘制曝光掩膜，对每一层的轮廓点数据进行内轮廓和外轮廓辨别，当存在内轮廓的轮廓点数据时，将内轮廓的轮廓点数据连接成内轮廓线，将外轮廓的轮廓点数据连接成外轮廓线，接着对内轮廓线与外轮廓线之间进行实体填充，得到空心曝光掩膜并保存至内存等待调用，当不存在内轮廓的轮廓点数据时，将外轮廓的轮廓点数据连接成外轮廓线，接着对外轮廓线内部进行实体填充，得到实心曝光掩膜并保存至内存等待调用；

[0012] 步骤4)多屏异显，将内存中的空心曝光掩膜和实心曝光掩膜进行输出。

[0013] 进一步的，所述步骤2中，读取SLC文件的层数后设置进度条，当步骤3中每完成一层曝光掩膜的绘制，该进度条计数加一。

[0014] 进一步的，所述步骤3中，当不存在内轮廓的轮廓点数据时，在外轮廓的轮廓点数据内设定一个极坐标原点，将极坐标原点与外轮廓的轮廓点进行连线，记录相邻两个轮廓点之间的向量夹角，得到∠1、∠2、∠3、…、∠N，∠1+∠2+∠3+…+∠N＝2π，然后将相邻两个轮廓点之间进行连线，得到外轮廓线；当存在内轮廓的轮廓点数据时，继续以该极坐标原点与内轮廓的轮廓点进行连线，记录相邻两个轮廓点之间的向量夹角，得到∠A1、∠A2、∠A3、…、∠AN，∠A+∠A2+∠A3+…+∠AN＝-2π，然后将相邻两个轮廓点之间进行连线，得到内轮廓线。

[0015] 本发明的有益效果是:

[0016] 本方法使得DLP 3D打印机实现脱离Windows系统，在DLP 3D打印设备中引入了嵌入式控制系统，可将控制部分制造成本降低两倍以上，同时可以大幅度降低系统功耗，降低设备发热。实现基于嵌入式的SLC文件读取，相对原有的BMP格式常规模型掩膜文件可大大降低存储空占用。

[0017] 上述说明仅是本发明技术方法的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。

具体实施方式

[0018] 下面将对本发明实施例中的技术方法进行清楚、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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

[0019] 一种基于嵌入式的面曝光3D打印机多屏异显方法，包括以下步骤：

[0020] 先准备开发板，对该开发板进行Linux系统配置，可以采用天嵌iMX6Q；

[0021] 然后读取文件，将SLC文件输入到开发板中，并对该SLC文件的层数以及每一层的轮廓点数据进行读取，读取SLC文件的层数后设置进度条，以满足操作时，能够直观的展示给操作者一个处理速度；

[0022] 接着绘制曝光掩膜，对每一层的轮廓点数据进行内轮廓和外轮廓辨别，当存在内轮廓的轮廓点数据时，将内轮廓的轮廓点数据连接成内轮廓线，将外轮廓的轮廓点数据连接成外轮廓线，接着对内轮廓线与外轮廓线之间进行实体填充，得到空心曝光掩膜并保存至内存等待调用，当不存在内轮廓的轮廓点数据时，将外轮廓的轮廓点数据连接成外轮廓线，接着对外轮廓线内部进行实体填充，得到实心曝光掩膜并保存至内存等待调用；

[0023] 在以上绘制中，正确区分每一层切片图形中工件的内外轮廓曲线，是绘制曝光掩膜的关键。SLC文件格式规定，按照存储顺序读取点坐标绘制工件轮廓，以轮廓内部一点作为参照，若轮廓线沿顺时针延伸，此轮廓为内轮廓；反之，若轮廓线沿逆时针延伸，此轮廓为外轮廓。又由于工件轮廓是具有凹凸性的，凹点或凸点会造成轮廓中某一点处的时针顺序反向于整个点集的时针顺序，根据边界轮廓线中任意相邻2点所计算得出的时针顺序，不能代表当前边界的时针顺序。因此判定当前边界的时针顺序,不仅需要线段之间的夹角，而且要将极坐标的原点与轮廓上所有的点皆连成线段，计算轮廓上所有的相邻线段的夹角，并求所有夹角之和。其中外轮廓线和内轮廓线都是封闭的轮廓线，是由绕原点旋转一圈的点组成，其夹角之和的绝对值必为2π。当夹角之和的值为2π时,封闭轮廓线按照逆时针旋转；当夹角之和为-2π时，封闭轮廓线按照顺时针旋转；

[0024] 具体方法为，当不存在内轮廓的轮廓点数据时，在外轮廓的轮廓点数据内设定一个极坐标原点，将极坐标原点与外轮廓的轮廓点进行连线，记录相邻两个轮廓点之间的向量夹角，得到∠1、∠2、∠3、…、∠N，∠1+∠2+∠3+…+∠N＝2π，然后将相邻两个轮廓点之间进行连线，得到外轮廓线；当存在内轮廓的轮廓点数据时，继续以该极坐标原点与内轮廓的轮廓点进行连线，记录相邻两个轮廓点之间的向量夹角，得到∠A1、∠A2、∠A3、…、∠AN，∠A+∠A2+∠A3+…+∠AN＝-2π，然后将相邻两个轮廓点之间进行连线，得到内轮廓线。

[0025] 最后进行多屏异显，将内存中的空心曝光掩膜和实心曝光掩膜通过HDMI设备进行输出，也可以使用HDMI之外的VGA或LVDS显示接口实现多屏异显。

[0026] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。