数字投影微光刻3D打印关键技术研究

发布时间：2023-03-19 11:16

　　近年来,3D打印作为一种新型数字化制造技术,因其灵活、个性化与定制化等突出优势,被广泛应用于工业生产、生物医学以及科研等多个领域的快速成型。在3D打印的众多技术分支中,一种原理上基于集成电路微光刻工艺的面投影成型技术,凭借其精度和效率方面的优势,在珠宝设计、牙科医疗等领域的高精细结构模型制作应用中脱颖而出。因此,本文从该技术的打印工艺过程与实现原理出发,针对微光刻3D打印整机软硬件系统集成,重在实现多个子系统关键技术模块,并构建可实现高精细结构快速成型的小型化设备,主要工作如下:(1)为实现包括整机结构、切片软件、图像投影与打印控制在内的样机系统初步集成,完成了多个关键技术模块开发验证,重点构建了基于8位控制板的电路控制系统,以及根据微光刻工艺流程设计实现上位机控制。经测试,样机系统中各部分功能模块能够稳定、协调运行,可以完成横向分辨力小于100微米的较高精度小尺寸模型打印。(2)为了在不牺牲打印分辨率或精度的前提下,适度提高打印效率并实现较大面积的单次成型,提出一种低成本的大尺寸3D打印方法思路。首先,根据投影光机分辨率实现了切片图像分割及预处理,然后实现了基于stm32的多轴运动控...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 快速成型技术领域国内外研究进展
        1.2.1 主流分支技术介绍
        1.2.2 微光刻3D打印技术简介
    1.3 论文主要内容
    1.4 论文结构安排
第二章 样机系统结构与关键技术开发
    2.1 引言
    2.2 系统原理与实现架构
        2.2.1 光学投影系统
        2.2.2 电路控制系统
        2.2.3 系统机械结构
    2.3 模型切片技术
    2.4 上位机控制软件设计与实现
        2.4.1 功能需求分析
        2.4.2 基于QT的软件程序设计
    2.5 样机的优化升级
    2.6 本章小结
第三章 大尺寸3D打印的控制设计与实现
    3.1 引言
    3.2 大尺寸3D打印方法的设计
        3.2.1 总体设计思路
        3.2.2 切片图像预处理
    3.3 运动控制系统设计
        3.3.1 基于梯形加减速算法的运动控制原理
        3.3.2 单片机程序设计
    3.4 成型测试与分析
    3.5 本章小结
第四章 样机系统误差分析与梯形畸变矫正
    4.1 引言
    4.2 系统误差分析
        4.2.1 体积误差
        4.2.2 投影误差
    4.3 梯形畸变矫正
        4.3.1 图像几何变换原理
        4.3.2 梯形畸变矫正方法流程
        4.3.3 实验验证
    4.4 本章小节
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3765151