所屬技術(shù)領(lǐng)域

嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計技術(shù)；顯影技術(shù)。

背景技術(shù)：

當(dāng)今，3D打印技術(shù)正已領(lǐng)頭羊的角色，拉開了世界第三次工業(yè)革命的序幕。

由于多種材料被研發(fā)用作3D打印的耗材，使原先以體現(xiàn)“增材制造，快速成型”學(xué)術(shù)思想、節(jié)約產(chǎn)品從設(shè)計到市場的開發(fā)時間為主要目的而推出的3D打印能涉及的領(lǐng)域越來越廣。

但與能完美運用黑白和彩色兩種色譜打印的2D打印相比，幾乎所有的3D打印機只能打印出與所使用的耗材相同色彩的單一色彩的3D打印件。

彩色3D打印，隨著3D打印涉及的領(lǐng)域越來越廣，這必將是3D打印技術(shù)發(fā)展的一個重要研發(fā)內(nèi)容，但要用“直接打印出彩色3D打印件”的方法實現(xiàn)彩色3D打印，在打印技術(shù)方案和打印成本控制上是有一定難度的。

經(jīng)資料查詢，查到麻省理工學(xué)院于1990年提出的“三維印刷技術(shù)”，那也只是二維印刷中局部三維處理一種印刷技術(shù)，不能用于彩色3D打印。除此以外，沒查到有關(guān)“彩色3D打印”方面的專利技術(shù)的記載。

本發(fā)明試圖提供一種“間接”的、對耗材有針對性、易實施的、低成本的、效果雷同真彩色3D打印的準彩色3D打印方法，高性價比地解決這一已放在廣大“3D打印技術(shù)研發(fā)者”面前的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決此問題的技術(shù)方案是這樣的：

從形式上看該方案是一種后期色彩處理方法，但它的工藝過程與3D打印工作同步開始，它是通過以下流程實現(xiàn)使ABS料3D打印件表面生成與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維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是由3D掃描儀采集的，那在作3D掃描的同時，需用本方案中第一項專門設(shè)計制作的“原始模型色彩數(shù)據(jù)采集器”以360度圓柱型同步采集與原始模型結(jié)構(gòu)匹配的原始模型表面色彩象素信號，用采集器內(nèi)含的A-D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成編碼數(shù)據(jù)，輸出到本方案中第二項專門設(shè)計制作的“感光槍”數(shù)據(jù)輸入接口，加以存儲備用。

(2)如需要作3D打印的原始模型的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是由三維模型制圖軟件制作的，那就要在該類軟件中加入能同時制作三維模型表面色彩數(shù)據(jù)的本方案中第三項專門設(shè)計編寫的“軟件插件”，在定義供3D打印機打印所需的模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)時同步定義結(jié)構(gòu)表面色彩數(shù)據(jù)，并以合適格式同時存儲這兩套數(shù)據(jù)，一套輸入3D打印機作3D打印，另一套輸出到上述“感光槍”數(shù)據(jù)輸入接口，加以存儲備用。

2.在3D打印機上按原始模型三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)用白色ABS打印出表面呈白色的3D打印件。

3.用本方案中第四項專門設(shè)計制作的“專用彩色感光液”均勻地涂抹于上述2所述由3D打印出的白色3D打印件的表面。

4.將上述4所述的表面涂抹了“專用彩色感光液”的白色3D打印件安放于本方案中第五項專門設(shè)計制作的能以Z軸為旋轉(zhuǎn)中心軸作360度同步旋轉(zhuǎn)的“感光臺”上接受彩色感光。

5.用上述“感光槍”輸出根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)經(jīng)D-A轉(zhuǎn)換成的色彩信號來對安放于“感光臺”的白色3D打印件表面均勻涂抹的“專用彩色感光液”作360度圓柱面型感光。

6.對經(jīng)過了感光工藝的的ABS料3D打印件進行傳統(tǒng)的顯影與定影工藝。

經(jīng)過以上工藝流程，一件與原始模型表面相同色彩的ABS料3D打印件便做就了。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明：

圖1是本發(fā)明實施例(一)的工作流程圖。

圖中1.3D掃描儀；2.原始模型色彩數(shù)據(jù)采集器；3.原始模型；4.3D打印機；

5.白色ABS料3D打印件；6.專用彩色感光液；7.感光臺；8.感光槍；

9.表面涂滿感光液的白色ABS料3D打印件；10.顯影液；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。

具體實施方式

這里提供兩個實施例來敘述本發(fā)明的具體實施，兩個實施例的唯一不同處是：

實施例(一)的3D打印原始模型(3)的三維數(shù)據(jù)是來自3D掃描儀(1)。

實施例(二)的3D打印原始模型(3)的三維數(shù)據(jù)是來自三維制圖軟件，比如：如：Proe5.0。

因此，這里只對實施例(一)作詳細敘述，對實施例(二)只列出與實施例(一)不同之處。

要完成這兩個實施例，就現(xiàn)有技術(shù)而言，是要準備一臺以ABS為耗材的3D打印機(4)和一架3D掃描儀(1)，這可通過市場購得。

本發(fā)明所涉及的兩個技術(shù)領(lǐng)域：

就嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計技術(shù)而言，是要設(shè)計、制作三項硬件及各自的驅(qū)動程序(原始模型色彩數(shù)據(jù)采集器(2)、感光臺(7)和感光槍(8))。

就顯影技術(shù)而言，要設(shè)計、制作適合用于ABS材料作片基的專用彩色感光液(6)。

原始模型色彩數(shù)據(jù)采集器(2)，是由中央處理單元(CPU)、信號緩沖器、存儲器、A-D轉(zhuǎn)換器、一個輸入接口(連接采集模型色彩信號的攝像頭)、一個輸出接口(輸出模型色彩信號經(jīng)A-D轉(zhuǎn)換后形成的數(shù)據(jù)系列和同步信號)，輸入、輸出和A-D的工作均受安裝于總控制計算機內(nèi)的驅(qū)動程序控制。

感光臺(7)，是放置表面涂抹了專用彩色感光液(6)的白色ABS料3D打印件(4)接受感光槍(8)感光的一個工作臺，其圓形的臺面能受內(nèi)置的步進電機控制作與同步信號同步的以Z坐標(biāo)軸為轉(zhuǎn)動軸的360度中心旋轉(zhuǎn)。整體運行受安裝于總控制計算機內(nèi)的驅(qū)動程序控制。

感光槍(8)，是由中央處理單元(CPU)、信號緩沖器、存儲器、D-A轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)輸入接口、能輸出合適的感光色彩的輸出接口構(gòu)成。能根據(jù)原始模型色彩數(shù)據(jù)采集器(2)(對于實施例(一)而言)輸入的模型表面色彩數(shù)據(jù)或由總控制計算機輸入的模型表面色彩數(shù)據(jù)(對于實施例(二)而言)經(jīng)感光槍(8)內(nèi)的D-A環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成感光色彩束，通過輸出接口輸出。感光槍(8)的感光色彩束，設(shè)計成于所選用的3D打印機Z方向?qū)痈呦嗤睆?，感光?8)由步長也等于這個數(shù)據(jù)的步進電機帶動作上、下往返運動。

專用彩色感光液(6)，是一種能以ABS料為底基的彩色感光劑。

備齊了以上兩個市售的設(shè)備(一臺以ABS為耗材的3D打印機(4)和一架3D掃描儀(1))及四項特制的部件，便能具體完成實施例(一)了：

1.將原始模型色彩數(shù)據(jù)采集器(2)的攝像頭與3D掃描儀(1)的掃描頭加以空間位置的調(diào)整，分別對原始模型(3)上同一單元部位的色彩與結(jié)構(gòu)及兩者的同步信息進行數(shù)據(jù)采集、編碼；

2.色彩數(shù)據(jù)將輸出至感光槍(8)，經(jīng)D-A部件還原成感光色彩輸出。

3.同步信息數(shù)據(jù)將用來充當(dāng)總控制計算機對感光臺(7)同步360度旋轉(zhuǎn)的速率控制信號；

4.結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸出至3D打印機(4)作原始模型(3)的3D打印，打印出白色ABS料3D打印件(5)；

5.將白色ABS料3D打印件(5)浸沒于專用彩色感光液(6)中，使白色ABS料3D打印件(5)表面形成一層感光膜；過后將表面涂滿感光液的白色ABS料3D打印件(9)按3D打印的狀態(tài)安置于感光臺(7)的中心位置；

6.表面涂滿感光液的白色ABS料3D打印件(9)表面的感光膜在感光臺(7)按同步速率作的360度旋轉(zhuǎn)和感光槍(8)上、下往返的直線運動的合運動中接受感光槍(8)射出的同步色光的感光，再經(jīng)過顯影液(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，實施例(一)得以完成。

實施例(二)只有第1步工藝與實施例(一)不同，其它完全一樣。

1.原始模型(3)上同一單元部位的色彩與結(jié)構(gòu)及兩者的同步信息的生成和采集是由三維制圖程序和根據(jù)三維制圖程序編制的軟件插件完成的。

2.--6.步工藝兩個實施例是一致的。