CN212555058U - 亮度检测治具及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种亮度检测治具及3D打印设备。所述亮度检测治具包括检测板和第一测量装置，检测板上开设有多个透光组；每一透光组中包括至少一个透光部；第一测量装置活动设置于检测板的上表面，第一测量装置的下表面设置有对应于至少一个透光组的多个光强检测元件，以在移动状态下遍历各透光部以检测从各透光部中透过的光线亮度，从而对能量辐射装置所辐射的能量从不同位置的透光孔中透过的光线亮度进行检测，由此得到能量辐射装置所辐射的能量在不同位置的强度，为能量辐射装置的标定提供数据支持。并且，本申请的第一测量装置可在一个检测位置上检测多个透光部中透出的光线亮度，有效提高了检测的效率。

Description

亮度检测治具及3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种亮度检测治具及3D打印设备。

背景技术

在3D打印过程中，3D打印设备的能量辐射装置通过向打印成型面辐射能量以使打印成型面上的待固化材料成型。在此期间，如果能量辐射装置所辐射的能量强度分布不均匀，则会导致所打印出的构件上不同区域的固化效果不一致，进而影响打印构件的质量。为此，需要对能量辐射***进行标定以使其辐射的能量强度分布均匀，然而，目前缺乏一种可有效检测能量辐射装置在各方向所辐射的能量强度的方案，使得标定工作难以进行。

实用新型内容

鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种亮度检测治具，用以克服上述相关技术中存在的无法检测能量辐射装置所辐射的能量强度分布的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请公开的第一方面提供一种亮度检测治具，包括：检测板，开设有用以透过光线的多个透光组；其中，每一透光组中包括至少一个透光部；第一测量装置，活动设置于所述检测板的第一侧面，所述第一测量装置的第二侧面设置有对应于至少一个透光组的多个光强检测元件，以在移动状态下遍历各透光部以检测从所述各透光部中透过的光线亮度。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述亮度检测治具还包括导轨，所述导轨位于所述检测板第一侧面一侧或相对的两侧；其中，所述第一测量装置设置在所述导轨上以在沿所述导轨移动的过程中遍历各透光部。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述检测板中心还开设有一中心透光部。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述亮度检测治具还包括用以检测从所述中心透光部中透出的光线亮度的第二测量装置。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述检测板上还设置有用以定位所述第二测量装置的中心定位结构。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述检测板上还开设有用以确定所述检测板与光源的投射图案之间位置关系的多个定位孔。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述各透光部以阵列形式开设在所述检测板上且每一列透光部被定义为一个透光组，所述第一测量装置的多个光强检测元件至少与一个透光组的位置及数量相对应。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述检测板上设置有用于指示每一透光组检测位置的定位标识，或者所述检测板和第一测量装置上设置有对应的用于指示每一透光组检测位置的定位标识。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述检测板和第一测量装置上设有对应的定位机构，用以在第一测量装置遍历各透光部的过程中定位至每一个透光组的检测位置。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述定位机构包括：多个定位槽，设置在所述检测板上且与每一透光组的检测位置对应；一定位销，设置在所述第一测量装置上，以在所述第一测量装置遍历各透光部的过程中依次落入所述定位槽中。

本申请公开的第二方面提供一种3D打印设备，包括：容器，用于盛放待固化的光固化材料；能量辐射***，设置在所述容器顶部或底部一侧的预设位置，被配置为接收到打印指令时通过控制程序向所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化所述打印基准面上的光固化材料；构件平台，在打印状态中位于所述容器内，用于附着经能量辐射后得到的固化层，以便经由所述固化层累积形成打印构件；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件板与所述容器底面的间距以填充待固化的光固化材料；如本申请公开的第一方面中任一实施方式中所述的亮度检测治具，用以在标定作业中检测所述能量辐射装置的辐射面中不同区域的亮度；控制装置，电性连接所述能量辐射***和Z轴驱动机构，用于令所述能量辐射***和Z轴驱动机构协同工作以打印3D构件。

综上所述，本申请中的第一测量装置可在移动状态下遍历检测板上的各透光部，从而对能量辐射装置所辐射的能量从不同位置的透光孔中透过的光线亮度进行检测，由此得到能量辐射装置所辐射的能量在不同位置的强度，为能量辐射装置的标定提供数据支持。并且，本申请的第一测量装置可在一个检测位置上检测多个透光部中透出的光线亮度，有效提高了检测的效率。

本领域技术人员能够从下文的详细描述中容易地洞察到本申请的其它方面和优势。下文的详细描述中仅显示和描述了本申请的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，本申请的内容使得本领域技术人员能够对所公开的具体实施方式进行改动而不脱离本申请所涉及发明的精神和范围。相应地，本申请的附图和说明书中的描述仅仅是示例性的，而非为限制性的。

附图说明

本申请所涉及的实用新型的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及实用新型的特点和优势。对附图简要说明书如下：

图1显示为本申请中的亮度检测治具在一实施方式中的结构示意图。

图2a显示为本申请中的检测板在一实施方式中的结构示意图。

图2b显示为本申请中的检测板在另一实施方式中的结构示意图。

图2c显示为本申请中的检测板在再一实施方式中的结构示意图。

图3a显示本申请中在检测板上配置有定位标识的一实施方式示意图。

图3b显示本申请中在检测板上配置有定位标识的另一实施方式示意图。

图4显示为本申请中的第一测量装置在一实施方式中的结构示意图。

图5显示为本申请中第一测量装置与检测板在一实施方式中的连接结构示意图。

图6显示为本申请中的检测板在又一实施方式中的结构示意图。

图7显示为本申请中的第二测量装置在一实施方式中的结构示意图。

图8显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件或参数，但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如，第一测量装置可以被称作第二测量装置，并且类似地，第二测量装置可以被称作第一测量装置，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一测量装置和第二测量装置均是在描述一个测量装置，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个测量装置。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

诚如背景技术中所述，在3D打印过程中，3D打印设备的能量辐射装置通过向打印成型面辐射能量以使打印成型面上的待固化材料成型。由于能量辐射装置所辐射的能量强度分布不均匀，会导致所打印出的构件上不同区域的固化效果不一致，进而影响打印构件的质量。以基于面曝光的能量辐射装置为例，在基于面曝光的能量辐射装置所投射的辐射面中，通常辐射面中心的亮度值较高，而位于辐射面边缘的亮度值较低，导致能量辐射装置所辐射的能量强度分布不均，且在此基础上打印出的构件被固化的程度也会不均匀。因此，需要对能量辐射***进行标定以使其辐射的能量强度分布均匀。

为此，需要获取能量辐射***的辐射面中各位置的光强数据，以期利用光强数据对3D打印设备的能量辐射装置进行校正而使得其辐射面的强度保持均匀性。

有鉴于此，本申请提供一种亮度检测治具，所述亮度检测治具用以检测光源所投射出的投射图案中各区域亮度，以此来检测光机投影面各部位的输出功率。

其中，所述光机可以是3D打印设备中基于面曝光的能量辐射装置，所述面曝光的能量辐射装置例如为DLP光机、LCD屏幕；也可以是其他投影设备，例如为投影仪等。

在一个示例性的实施例中，请参阅图1，其显示为本申请中的亮度检测治具在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述亮度检测治具包括：检测板11和第一测量装置12。

所述检测板11上开设有用以透过光线的多个透光部1111，其中，单个或多个透光部1111构成一透光组，由此在所述检测板上形成多个透光组，每组中的透光部1111数量相等。当将检测板11放置在光源的投射方向时，所述透光部1111可透过光源所投射的光线。所述第一测量装置12活动设置于所述检测板11的第一侧面，即所述第一测量装置12可相对于所述检测板11活动。所述第一测量装置12的第二侧面设置有对应于至少一个透光组的多个光强检测元件，即所述光强检测元件的数量至少与一个透光组中的透光部1111数量相等，从而在所述第一测量装置12沿所述检测板11第一侧面移动的状态下，检测从所述检测板11的透光部中透过的光线亮度。其中，所述光强检测元件举例包括光强检测器或光电传感器等。在实施例中，为便于理解，所述检测板11的上表面的一侧面为第一侧面；所述检测板11的下表面的一侧面为第二侧面。

在一实施方式中，请参阅图2a，其显示为本申请中的检测板在一实施方式中的结构示意图。如图所示，在本实施例中，所述透光部1111为通孔，各通孔的形状可以为如图所示的圆形，也可以为方形、三角形或其他多边形等任意形状。

在另一实施方式中，请参阅图2b，其显示为本申请中的检测板在另一实施方式中的结构示意图。如图所示，在本实施例中，所述透光部1111为长条形的镂空结构。

在再一实施方式中，请参阅图2c，其显示为本申请中的检测板在再一实施方式中的结构示意图。如图所示，在本实施例中，所述透光部1111还可包括位于两边的长条形镂空结构、以及位于所述两边的长条形镂空结构之间的方形镂空结构。

在此，所述透光部的形状和布置方式可以根据实际应用情况而被配置，只要能够透过光源投射的投射图案于多个不同位置处的光线均可被应用于本申请中。

在一个示例性的实施例中，所述多个透光组以阵列形式开设在所述检测板上且每一列透光部被定义为一组，所述第一测量装置的多个光强检测元件至少与一个透光组中的各透光部位置及数量相对应。

继续以图2a为例，在图2a所示的实施方式中，位于同一列的4个通孔构成一个透光组111。光强检测元件的数量以及其在第一测量装置上的设置位置即至少与一个透光组中的透光部1111数量和位置相对应。当然，所述光强检测元件的数量以及其在第一测量装置上的设置位置也可与多个透光组中的透光部数量和位置对应，例如在图2a的示例中，所述光强检测元件的数量也可为8个或12个或16个或20个或24个，从而在同一位置上检测多列中的透光部1111所透过的光线亮度。

需要说明的是，虽然在本实施方式中以图示的竖向一排为一列，但是在实际应用中根据所定义的方向不同，也可定义横向一排为一列而形成一个透光组，例如对应于图2a的示例中，也可定义横向的6个通孔为一个透光组。另外，所述阵列中纵横方向上的透光部数量也可根据实际需求而被配置，换言之，本领域技术人员在知晓本申请的情况下，针对透光孔或光强检测元件的数量可以依据实际的结构或检测板的尺寸大小做适应性的调整及改变，在此不做限制。

在一个示例性的实施例中，为使第一测量装置能够准确定位至各检测位置以对各透光部中透过的光线亮度进行检测，所述亮度检测治具还配置有定位标识或定位机构。

在一实施方式中，请参阅图3a，其显示本申请中在检测板上配置有定位标识的一实施方式示意图。如图所示，在所述检测板上对应每一检测位置处设有定位标识117，即如图中虚线所表示的定位标识线。在本实施方式中，在所述第一测量装置的移动过程中，可将第一测量装置的左侧轮廓线与各定位标识线对齐以使第一测量装置定位到每一检测位置，当第一测量装置移动到各检测位置时，第一测量装置中的各光强测量元件与各透光部位置一一对应，从而检测从所述检测板11的透光部中透过的光线亮度。当然，定位标识线也可以其他形式呈现或被配置在与第一测量装置的右侧轮廓线或其他位置对齐之处。

在另一实施方式中，请参阅图3b，其显示本申请中在检测板上配置有定位标识的另一实施方式示意图。如图所示，在所述检测板和第一测量装置上均设置有定位标识117，即如图中虚线所表示的定位标识线以及定位标识箭头。在本实施方式中，在所述第一测量装置的移动过程中，可将第一测量装置上的定位标识箭头与各定位标识线对齐以使第一测量装置定位到每一检测位置，当第一测量装置移动到各检测位置时，第一测量装置中的各光强测量元件与各透光部位置一一对应，从而检测从所述检测板11的透光部中透过的光线亮度。当然，定位标识线和定位标识箭头也可以其他形式呈现或被配置在检测板和第一测量装置的其他位置处。

在再一实施方式中，为提高定位效率和便捷性，所述检测板和第一测量装置上设有对应的定位机构，用以在第一测量装置遍历各透光部的过程中定位至每一个透光组的检测位置。在第一测量装置沿检测板移动的过程中，第一测量装置上的定位机构当接触到检测板上的定位机构时会因结构间的作用力而产生限位作用，以提示操作人员第一测量装置在检测板上的检测位置。

请参阅图2a并结合图4，其中，图4显示为本申请中的第一测量装置在一实施方式中的结构示意图。呈如图2a所示，在检测板上对应每一透光组111处设置有一定位槽115，由此在所述检测板上形成多个定位槽；呈如图4所示，所述第一测量装置12上设有一定位销125。在第一测量装置遍历各透光部的过程中，第一测量装置上的定位销依次落入各定位槽中。当第一测量装置移动到各检测位置时，第一测量装置中的各光强测量元件与各透光部位置一一对应，从而检测从所述检测板11的透光部中透过的光线亮度。

其中，所述定位销可以为弹簧销，或者能够在人力下产生形变的材料例如高分子材料等。当所述定位销为弹簧销时，在其落入定位槽后，通过向移动方向施力，促使弹簧收缩即可使其从定位槽中离开并沿移动方向行进至下一检测位置；当所述定位销为高分子材料时，在其落入定位槽后，通过向移动方向施力，促使定位销产生形变以使其从定位槽中离开并沿移动方向行进至下一检测位置。

在实际应用中，根据具体需要，也可在所述检测板上对应检测位置处设置多个定位销，并在所述第一测量装置上设置一定位槽以实现相同或相似的技术效果，在此不再赘述。

在又一实施方式中，在检测板上对应每一透光组处设置有一定位块，所述定位块为形成于检测板表面的凸起状结构，由此在所述检测板上形成多个定位块，在所述第一测量装置上设有一定位销。在第一测量装置遍历各透光部的过程中，第一测量装置上的定位销依次触碰各定位块以被限位，当第一测量装置移动到一检测位置时，第一测量装置中的各光强测量元件与该检测位置所对应的各透光部位置一一对应，从而检测从所述检测板的各透光部中透过的光线亮度。在检测完成后，通过向移动方向施力，促使第一测量装置上的定位销越过各定位块以行进至下一检测位置。

其中，所述定位销可以为弹簧销，或者能够在人力下产生形变的材料例如高分子材料等。当所述定位销为弹簧销时，在其触碰到定位块后，首先受到定位块对其的阻挡力，即提示到达检测位置，在检测完成后，通过向移动方向施力，促使弹簧收缩即可使其越过定位块并沿移动方向行进至下一检测位置；当所述定位销为高分子材料时，当其触碰到定位块后，首先受到定位块对其的阻挡力，即提示到达检测位置，在检测完成后，通过向移动方向施力，促使其产生形变以越过定位块并沿移动方向行进至下一检测位置。

在此，为保证定位块与定位销之间的配合，所述定位块的设置高度应当与定位销可产生的高度形变量相匹配。例如，当所述定位销为弹簧销时，定位块的设置高度不宜高于弹簧可产生的形变量；当所述定位销为高分子材料时，定位块的设置高度不宜高于定位销本体在收到人力作用时可产生的形变量。

在一个示例性的实施例中，为提供所述第一测量装置在检测板上的移动路径，所述亮度检测治具还包括导轨。

请继续参阅图1，在检测板11的第一侧面一侧设有一导轨13。其中，所述导轨13包括安装于所述检测板11的第一侧面一侧的轨道、以及设置在所述轨道上的滑块。所述第一测量装置安装在所述滑块上，由此可借由滑块在轨道上滑动以实现在检测板上移动。其中，所述导轨也可设置在所述检测板的第一侧面相对的两侧，所述第一测量装置的两端均分别与两侧的导轨连接。在第一测量装置沿导轨移动的过程中，第一测量装置上的多个光强检测元件遍历各透光部以检测从各透光部中透过的光线亮度。在可能的实施方式中，为方便对第一测量装置的行程范围进行限制，所述检测板上相对第一测量装置的行程范围两侧还设有限位机构116，所述限位机构举例包括但不限于凸块或限位销等。

在另一个示例性的实施例中，所述第一测量装置的两端具有可活动固定于检测板的连接部。请参阅图5，其显示为本申请中第一测量装置与检测板在一实施方式中的连接结构示意图。如图所示，所述第一测量装置12包括本体122和位于本体下部两侧的连接部123，检测板11卡设于所述连接部123与本体122之间的孔隙中。由此所述第一测量装置12可沿检测板11的第一侧面移动，并且借由连接部123限位，以使第一测量装置沿检测板11第一侧面的过程中，第一测量装置上的多个光强检测元件在到达相应检测位置时能够与对应的透光部对准，从而遍历各透光部以检测从各透光部中透过的光线亮度。

在一个示例性的实施例中，请参阅图6，其显示为本申请中的检测板在又一实施方式中的结构示意图。如图所示，为对光源的中心点光亮进行检测，所述检测板11中心还开设有一中心透光部112。

在此，为对该中心透光部112中透过的光线进行检测，在一实施方式中可在第一测量装置上的相应位置处配置对应于该中心透光部112的光强检测元件。在另一实施方式中，由于第一测量装置上可安装的光强检测元件数量有限，可单独配置一第二测量装置，从而将各透光部1111与该中心透光部112分开检测。例如，可在第一测量装置遍历了其他透光部1111后，再通过第二测量装置对该中心透光部112中透过的光线亮度进行检测。或者，也可以先通过第二测量装置对该中心透光部112中透过的光线亮度进行检测，再令第一测量装置遍历其他透光部1111以检测各透光部1111中透过的光线亮度。

在一个示例性的实施例中，为准确定位至对应于中心透光部的检测位置，所述检测板上还设置有用以定位所述第二测量装置的中心定位结构。

在一实施方式中，请参阅图7并结合图6，其中，图7显示为本申请中的第二测量装置在一实施方式中的结构示意图。呈如图7所示，第二测量装置14包括壳体124及光强检测元件121，并且呈如图6中所示，在检测板11的第一侧面中心设置有与第二测量装置14的壳体轮廓所对应的定位槽113。在检测中心透光部中透出的光线亮度时，将该第二检测装置14放置在该定位槽113中并使第二检测装置14上的光强检测元件121朝向检测板放置，所述光强检测元件121即可对准检测板上的中心透光部以检测从所述中心透光部中透出的光线亮度。

应当理解，所述定位槽仅为中心定位结构的一种实现方式，在实际应用中，所述中心定位机构还可根据实际需求被配置为其他形式。例如在检测板上对应第二测量装置的摆放位置(即中心透光部的检测位置)处边沿设置有至少一个用以提示第二测量装置的摆放位置的凸块或标识等。

在一些情况下，当使用所述亮度检测治具检测光源所投射的投射图案中各光线的亮度时，首先确定所述检测板与光源所投射的投射图案之间的位置关系。

为此，在可能的实施方式中，呈如图2a及图6所示，在所述检测板上还开设有用以确定所述检测板与光源的投射图案之间位置关系的多个定位孔114。在对检测板上的各透光部中透过的光线亮度进行检测前，首先令光源投射一标定图案，并通过多个定位孔114校验检测板与光源所投射的投射图案之间是否处于理想的位置关系。所述标定图案例如可包括对应于所述定位孔114数量及位置的标定点，当光源向检测板投出标定图案时，若标定图案中的各标定点均透过各定位孔，则表示检测板与光源所投射的投射图案之间处于理想位置关系，否则(即当有标定点被检测板阻挡而无法通过定位点时)，则调节光源和/或检测板的位置，以使标定图案中的各标定点均透过各定位孔。

在可能的实施方式中，可通过光强检测元件检测，或者通过目测的方式确定标定图案中的各标定点是否均透过各定位孔。当通过目测的方式确定标定图案中的各标定点是否均透过各定位孔时，可在定位孔底部设置一半透光层，以减少光源对眼睛的刺激。所述半透光层举例包括半透光膜或纸张等。

在本申请的一种实施方式中，请继续参阅图1，以该亮度检测治具应用于3D打印设备为例，首先将亮度检测治具固定在3D打印设备上，例如放置在3D打印设备的做件平台上，并令光源投射一具有与检测板11上各定位孔114数量和位置对应的标定点的标定图像，通过各标定点是否透过各定位孔114确定检测板与光源的投射图案之间的位置关系。若各标定点未均透过各定位孔114，则调整光源的投射方向或亮度检测治具的位置，以使各标定点透过各定位孔114。然后，通过将第一测量装置12通过导轨13移动到对应于各透光组的检测位置使其遍历各透光部，在移动过程中，在每一检测位置处可通过定位槽115提示操作者到达检测位置，在当前检测位置的检测工作完成后，将第一测量装置12继续移动至下一检测位置，以检测从检测板的透光部1111中透过的光线亮度。呈如图1中所示，在检测板11中心还开设有一中心透光部112，通过一第二测量装置测量该中心透光部112中透过的光线亮度，并借由中心定位结构即定位槽113定位。

综上所述，本申请中的第一测量装置可在移动状态下遍历检测板上的各透光部，从而对能量辐射装置所辐射的能量从不同位置的透光孔中透过的光线亮度进行检测，由此得到能量辐射装置所辐射的能量在不同位置的强度，为能量辐射装置的标定提供数据支持。并且，本申请的第一测量装置可在一个检测位置上检测多个透光部中透出的光线亮度，有效提高了检测的效率。

本申请的第二方面还提供一种3D打印设备。

在一个示例性的实施例中，请参阅图8，其显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述3D打印设备包括：容器31、能量辐射***32、构件平台34、Z轴驱动机构35、亮度检测治具(未予以图示)、以及控制装置33。

其中，所述容器31具有透明底部，用于盛放待固化的光固化材料。所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，其举例包括：光固化树脂液，或掺杂了陶瓷粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。所述容器31可以是整体透明或仅容器底透明，例如，所述容器31为玻璃容器31，且容器31壁贴设吸光纸(如黑色薄膜、或黑色纸等)，以便减少在投射期间由于光散射对光固化材料的固化干扰。在所述容器底部表面可铺设有便于分离的透明柔性膜即离型膜。

在一实施方式中，所述构件平台包括构件板，所述构件板上开设有若干通孔，以在3D打印设备的打印作业中允许光固化材料通过，从而使打印过程中容器内的光固化材料具有较好的流动性以保证打印质量。

所述构件板在打印状态中位于所述容器31内，其在Z轴驱动机构35带动下进行升降移动，在升降移动期间，固化层被从容器31底面分离，以及固化层与容器31底面之间会填充光固化材料，从而在能量辐射***的配合工作下附着经能量辐射后得到的固化层，以便经由所述固化层累积形成打印构件。

所述能量辐射***32位于所述容器31下方并向所述底面照射光能量，用于在接收到打印指令时通过控制程序将所接收的分层图像照射到所述容器31的打印基准面，以固化所述打印基准面上的光固化材料，得到对应的图案固化层。当然，在某些实施方式中，所述能量辐射***也可位于所述容器的上方并向所述底面照射光能量。

所述能量辐射***32的结构根据所述3D打印设备的类型而确定。

在一实施方式中，所述3D打印设备可以为底面投影或底面曝光3D打印设备，例如顶面或底面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以为顶面投影光机进行面曝光的LCD设备。所述3D打印设备的能量辐射***位于容器底面并面向所述容器的底面照射，用于将3D构件模型中的分层图像照射到所述构件板与所述容器底部的间隙形成的打印基准面，以使光固化材料固化成对应的图案固化层。

在利用所述3D打印设备打印物体时，能量辐射***将容器底的光固化材料进行照射以形成第一层固化层，所述第一层固化层附着在构件板上，构件板在Z轴驱动机构的带动下上升移动，使得所述固化层从容器底部分离，接着下降所述构件板使得所述容器底部与第一层固化层之间填充待固化的光固化材料，再次照射以得到附着在第一层固化层上的第二层固化层，以此类推，经过多次填充、照射和分离操作，将各固化层累积在构件板上以得到3D物件。对采用底面曝光方式的光固化材料制造3D物件的3D打印设备，打印过程中采取逐层打印的方式必须实现每一打印层固化完成后与容器底剥离。形成一固化层时该固化层上、第二侧面分别附着于构件板、容器底，一般情况下3D物件与容器底粘合力较强，在构件板带动固化层上升以实现剥离的过程需要克服较大拉扯力，同时伴随固化层被损坏的风险。因此，通常会通过在容器底部覆离型膜以减少剥离需克服的粘合力。

在DLP设备中，所述能量辐射***举例包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D构件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器顶面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明顶部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

在LCD打印设备中，其能量辐射装置为LCD液晶屏光源***。所述LCD打印设备包括位于所述容器上方的LCD液晶屏、在LCD液晶屏上方对正设置的光源。能量辐射装置中的控制芯片将待打印切片的分层图像通过LCD液晶屏投影到打印面，利用LCD液晶屏所提供的图案辐射面将容器中的待固化材料固化为相应的图案固化层。

由于能量辐射装置在辐射能量时，到达构件板上各位置的能量会有所不同，尤其是对于面曝光的能量辐射装置。因此，通过亮度检测治具检测能量辐射装置所辐射的能量在构件板上各个位置的能量大小可对能量辐射装置进行标定，以使标定后的能量辐射装置所投射的能量均匀。

所述亮度检测治具的具体结构与前述图1～图7对应的实施例中的亮度检测治具结构基本相同，因此，前述实施例中的技术特征可应用在本实施例中，故不再对已描述的技术细节进行重复赘述。

所述亮度检测治具被配置为在对3D打印设备的标定作业中放置在构件平台上，并令所述能量辐射装置投射一具有与亮度检测治具的检测板上各定位孔数量和位置对应的标定点的标定图像，通过各标定点是否透过各定位孔确定检测板与能量辐射装置的投射图案之间的位置关系。若各标定点未均透过各定位孔，则调整能量辐射装置的投射方向或亮度检测治具的位置，以使各标定点透过各定位孔。然后，通过将亮度检测治具的第一测量装置通过导轨移动到对应于各透光组的检测位置使其遍历各透光部，在移动过程中，在每一检测位置处可通过定位槽提示操作者到达检测位置，在当前检测位置的检测工作完成后，将第一测量装置继续移动至下一检测位置，以检测从检测板的透光部中透过的光线亮度。在非标定作业中，将所述亮度检测治具从构件平台上取下，以便于打印作业。

所述Z轴驱动机构35与所述构件平台34相连，用于受控的带动构件平台34升降移动使得所述构件平台34与容器31之间的间隔填充有所述光固化材料。

在此，所述Z轴驱动机构35包含驱动单元和连接单元。其中，所述驱动单元举例为驱动电机，其中，所述驱动电机举例为伺服电机，其基于所接收的控制指令选择正向或反向旋转以控制升降、且按照控制指令所指示的转速/转动加速度/扭力等驱动连接单元进行升降移动。其中，所述控制指令包括升降方向和具体操作参数。所述操作参数举例为转速、转动加速度或扭力等参数值。

所述连接单元举例包括一端固定在所述构件平台34上的固定杆、与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述连接单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构件平台34上，该定位移动结构可包含滚珠和夹持件的螺母形结构。

所述控制装置33分别与所述Z轴驱动机构35和能量辐射***32电性连接，用于控制所述Z轴驱动机构35以及所述能量辐射***32打印3D构件。

在此，所述控制装置33举例为计算机设备、包含CPU或MCU的工控机、或基于嵌入式操作***的电子设备等。

在可能的实施方式中，所述包括存储单元、处理单元、和接口单元。

其中，所述存储单元包含非易失性存储器、易失性存储器等。其中，所述非易失性存储器举例为固态硬盘或U盘等。所述存储单元通过***总线与处理单元连接在一起。所述处理单元包含CPU或集成有CPU的芯片、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。

所述接口单元包括多个驱动预留接口，各所述驱动预留接口分别电性连接如能量辐射***32和Z轴驱动机构35等3D打印设备中独立封装且通过接口传输数据或驱动工作的装置，从而控制所述能量辐射***32和Z轴驱动机构35等3D打印设备中独立封装且通过接口传输数据或驱动工作的装置。所述控制装置还包括以下至少一种：提示装置、人机交互单元等。所述接口单元根据所连接的装置而确定其接口类型，其包括但不限于：通用串行接口、视频接口、工控接口等。例如，所述驱动预留接口包括：USB接口、HDMI接口和RS232接口，其中，USB接口和RS232接口均有多个，USB接口可连接人机交互单元等，RS232接口连接能量辐射***32和Z轴驱动机构35等，从而控制所述能量辐射***32和Z轴驱动机构35等。

综上所述，本申请中的3D打印设备配置有用以检测能量辐射装置辐射面各区域亮度的亮度检测治具，其第一测量装置可在移动状态下遍历检测板上的各透光部，从而对能量辐射装置所辐射的能量从不同位置的透光孔中透过的光线亮度进行检测，由此得到能量辐射装置所辐射的能量在不同位置的强度，为能量辐射装置的标定提供数据支持。并且，本申请的第一测量装置可在一个检测位置上检测多个透光部中透出的光线亮度，有效提高了检测的效率。通过亮度检测治具提供的检测数据可对3D打印设备的能量辐射装置进行标定，从而使能量辐射装置的辐射面亮度保持均匀。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种亮度检测治具，其特征在于，包括：

检测板，开设有用以透过光线的多个透光组；每一透光组中包括至少一个透光部；

第一测量装置，活动设置于所述检测板的第一侧面，所述第一测量装置的第二侧面设置有对应于至少一个透光组的多个光强检测元件，以在移动状态下遍历各透光部以检测从所述各透光部中透过的光线亮度。

2.根据权利要求1所述的亮度检测治具，其特征在于，还包括导轨，所述导轨位于所述检测板第一侧面一侧或相对的两侧；其中，所述第一测量装置设置在所述导轨上以在沿所述导轨移动的过程中遍历各透光部。

3.根据权利要求1所述的亮度检测治具，其特征在于，所述检测板中心还开设有一中心透光部。

4.根据权利要求3所述的亮度检测治具，其特征在于，还包括用以检测从所述中心透光部中透出的光线亮度的第二测量装置。

5.根据权利要求4所述的亮度检测治具，其特征在于，所述检测板上还设置有用以定位所述第二测量装置的中心定位结构。

6.根据权利要求1所述的亮度检测治具，其特征在于，所述检测板上还开设有用以确定所述检测板与光源的投射图案之间位置关系的多个定位孔。

7.根据权利要求1所述的亮度检测治具，其特征在于，所述各透光部以阵列形式开设在所述检测板上且每一列透光部被定义为一个透光组，所述第一测量装置的多个光强检测元件至少与一个透光组的位置及数量相对应。

8.根据权利要求7所述的亮度检测治具，其特征在于，所述检测板上设置有用于指示每一透光组检测位置的定位标识，或者所述检测板和第一测量装置上设置有对应的用于指示每一透光组检测位置的定位标识。

9.根据权利要求7所述的亮度检测治具，其特征在于，所述检测板和第一测量装置上设有对应的定位机构，用以在第一测量装置遍历各透光部的过程中定位至每一个透光组的检测位置。

10.根据权利要求8或9所述的亮度检测治具，其特征在于，所述定位机构包括：

多个定位槽，设置在所述检测板上且与每一透光组的检测位置对应；

一定位销，设置在所述第一测量装置上，以在所述第一测量装置遍历各透光部的过程中依次落入所述定位槽中。

11.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

容器，用于盛放待固化的光固化材料；

能量辐射***，设置在所述容器顶部或底部一侧的预设位置，被配置为接收到打印指令时通过控制程序向所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化所述打印基准面上的光固化材料；

构件平台，在打印状态中位于所述容器内，用于附着经能量辐射后得到的固化层，以便经由所述固化层累积形成打印构件；

Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件板与所述容器底面的间距以填充待固化的光固化材料；

如权利要求1～10任一所述的亮度检测治具，用以在标定作业中检测所述能量辐射装置的辐射面中不同区域的亮度；

控制装置，电性连接所述能量辐射***和Z轴驱动机构，用于令所述能量辐射***和Z轴驱动机构协同工作以打印3D构件。

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