CN103303000A - 使abs料3d打印件表面生成与模型相同色彩的一种方案 - Google Patents

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Abstract

使ABS料3D打印件表面生成与模型相同色彩的一种方案，用后期处理的思路，提供一种“间接”的、对耗材有针对性、易实施的、低成本的、效果雷同真彩色3D打印的准彩色3D打印方法。

Description

使ABS料3D打印件表面生成与模型相同色彩的一种方案
所属技术领域
嵌入式***软、硬件设计技术；显影技术。
背景技术
当今，3D打印技术正已领头羊的角色，拉开了世界第三次工业革命的序幕。
由于多种材料被研发用作3D打印的耗材，使原先以体现“增材制造，快速成型”学术思想、节约产品从设计到市场的开发时间为主要目的而推出的3D打印能涉及的领域越来越广。
但与能完美运用黑白和彩色两种色谱打印的2D打印相比，几乎所有的3D打印机只能打印出与所使用的耗材相同色彩的单一色彩的3D打印件。
彩色3D打印，随着3D打印涉及的领域越来越广，这必将是3D打印技术发展的一个重要研发内容，但要用“直接打印出彩色3D打印件”的方法实现彩色3D打印，在打印技术方案和打印成本控制上是有一定难度的。
经资料查询，查到麻省理工学院于1990年提出的“三维印刷技术”，那也只是二维印刷中局部三维处理一种印刷技术，不能用于彩色3D打印。除此以外，没查到有关“彩色3D打印”方面的专利技术的记载。
本发明试图提供一种“间接”的、对耗材有针对性、易实施的、低成本的、效果雷同真彩色3D打印的准彩色3D打印方法，高性价比地解决这一已放在广大“3D打印技术研发者”面前的课题。
发明内容
本发明解决此问题的技术方案是这样的：
从形式上看该方案是一种后期色彩处理方法，但它的工艺过程与3D打印工作同步开始，它是通过以下流程实现使ABS料3D打印件表面生成与原始模型相同色彩的：
1.(1)如需要作3D打印的原始模型的三维结构数据是由3D扫描仪采集的，那在作3D扫描的同时，需用本方案中第一项专门设计制作的“原始模型色彩数据采集器”以360度圆柱型同步采集与原始模型结构匹配的原始模型表面色彩象素信号，用采集器内含的A-D转换电路转换成编码数据，输出到本方案中第二项专门设计制作的“感光枪”数据输入接口，加以存储备用。
(2)如需要作3D打印的原始模型的三维结构数据是由三维模型制图软件制作的，那就要在该类软件中加入能同时制作三维模型表面色彩数据的本方案中第三项专门设计编写的“软件插件”，在定义供3D打印机打印所需的模型结构数据时同步定义结构表面色彩数据，并以合适格式同时存储这两套数据，一套输入3D打印机作3D打印，另一套输出到上述“感光枪”数据输入接口，加以存储备用。
2.在3D打印机上按原始模型三维结构数据用白色ABS打印出表面呈白色的3D打印件。
3.用本方案中第四项专门设计制作的“专用彩色感光液”均匀地涂抹于上述2所述由3D打印出的白色3D打印件的表面。
4.将上述4所述的表面涂抹了“专用彩色感光液”的白色3D打印件安放于本方案中第五项专门设计制作的能以Z轴为旋转中心轴作360度同步旋转的“感光台”上接受彩色感光。
5.用上述“感光枪”输出根据存储的数据经D-A转换成的色彩信号来对安放于“感光台”的白色3D打印件表面均匀涂抹的“专用彩色感光液”作360度圆柱面型感光。
6.对经过了感光工艺的的ABS料3D打印件进行传统的显影与定影工艺。
经过以上工艺流程，一件与原始模型表面相同色彩的ABS料3D打印件便做就了。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明实施例(一)的工作流程图。
图中1.3D扫描仪；2.原始模型色彩数据采集器；3.原始模型；4.3D打印机；
    5.白色ABS料3D打印件；6.专用彩色感光液；7.感光台；8.感光枪；
    9.表面涂满感光液的白色ABS料3D打印件；10.显影液；11.定影液；
    12.表面色彩和模型表面色彩相同的ABS料3D打印件。
具体实施方式
这里提供两个实施例来叙述本发明的具体实施，两个实施例的唯一不同处是：
实施例(一)的3D打印原始模型(3)的三维数据是来自3D扫描仪(1)。
实施例(二)的3D打印原始模型(3)的三维数据是来自三维制图软件，比如：如：Proe5.0。
因此，这里只对实施例(一)作详细叙述，对实施例(二)只列出与实施例(一)不同之处。
要完成这两个实施例，就现有技术而言，是要准备一台以ABS为耗材的3D打印机(4)和一架3D扫描仪(1)，这可通过市场购得。
本发明所涉及的两个技术领域：
就嵌入式***软、硬件设计技术而言，是要设计、制作三项硬件及各自的驱动程序(原始模型色彩数据采集器(2)、感光台(7)和感光枪(8))。
就显影技术而言，要设计、制作适合用于ABS材料作片基的专用彩色感光液(6)。
原始模型色彩数据采集器(2)，是由中央处理单元(CPU)、信号缓冲器、存储器、A-D转换器、一个输入接口(连接采集模型色彩信号的摄像头)、一个输出接口(输出模型色彩信号经A-D转换后形成的数据系列和同步信号)，输入、输出和A-D的工作均受安装于总控制计算机内的驱动程序控制。
感光台(7)，是放置表面涂抹了专用彩色感光液(6)的白色ABS料3D打印件(4)接受感光枪(8)感光的一个工作台，其圆形的台面能受内置的步进电机控制作与同步信号同步的以Z坐标轴为转动轴的360度中心旋转。整体运行受安装于总控制计算机内的驱动程序控制。
感光枪(8)，是由中央处理单元(CPU)、信号缓冲器、存储器、D-A转换器、数据输入接口、能输出合适的感光色彩的输出接口构成。能根据原始模型色彩数据采集器(2)(对于实施例(一)而言)输入的模型表面色彩数据或由总控制计算机输入的模型表面色彩数据(对于实施例(二)而言)经感光枪(8)内的D-A环节转换成感光色彩束，通过输出接口输出。感光枪(8)的感光色彩束，设计成于所选用的3D打印机Z方向层高相同直径，感光枪(8)由步长也等于这个数据的步进电机带动作上、下往返运动。
专用彩色感光液(6)，是一种能以ABS料为底基的彩色感光剂。
备齐了以上两个市售的设备(一台以ABS为耗材的3D打印机(4)和一架3D扫描仪(1))及四项特制的部件，便能具体完成实施例(一)了：
1.将原始模型色彩数据采集器(2)的摄像头与3D扫描仪(1)的扫描头加以空间位置的调整，分别对原始模型(3)上同一单元部位的色彩与结构及两者的同步信息进行数据采集、编码；
2.色彩数据将输出至感光枪(8)，经D-A部件还原成感光色彩输出。
3.同步信息数据将用来充当总控制计算机对感光台(7)同步360度旋转的速率控制信号；
4.结构数据输出至3D打印机(4)作原始模型(3)的3D打印，打印出白色ABS料3D打印件(5)；
5.将白色ABS料3D打印件(5)浸没于专用彩色感光液(6)中，使白色ABS料3D打印件(5)表面形成一层感光膜；过后将表面涂满感光液的白色ABS料3D打印件(9)按3D打印的状态安置于感光台(7)的中心位置；
6.表面涂满感光液的白色ABS料3D打印件(9)表面的感光膜在感光台(7)按同步速率作的360度旋转和感光枪(8)上、下往返的直线运动的合运动中接受感光枪(8)射出的同步色光的感光，再经过显影液(10)和定影液(11)，一件表面色彩和模型表面色彩相同的ABS料3D打印件(12)便告成，实施例(一)得以完成。
实施例(二)只有第1步工艺与实施例(一)不同，其它完全一样。
1.原始模型(3)上同一单元部位的色彩与结构及两者的同步信息的生成和采集是由三维制图程序和根据三维制图程序编制的软件插件完成的。
2.--6.步工艺两个实施例是一致的。

Claims (5)

1.使ABS料3D打印件表面生成与模型相同色彩的一种方案，以ABS为耗材的3D打印机，3D扫描仪，其特征是：原始模型色彩数据收集器(2)；专用彩色感光剂(6)；感光台(7)；感光枪(8)。
2.根据权利要求1所述的使ABS料3D打印件表面生成与模型相同色彩的一种方案，其特征是：原始模型色彩数据收集器(2)。
3.根据权利要求1所述的使ABS料3D打印件表面生成与模型相同色彩的一种方案，其特征是：专用彩色感光剂(6)。
4.根据权利要求1所述的使ABS料3D打印件表面生成与模型相同色彩的一种方案，其特征是：感光台(7)。
5.根据权利要求1所述的使ABS料3D打印件表面生成与模型相同色彩的一种方案，其特征是：感光枪(8)。
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