本发明涉及3d打印,尤其涉及一种光固化3d打印机的检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术:
1、现代光固化3d打印技术已经能够实现精细化和高精度的三维实体制造,尤其是在立体光固化成型(sla,stereolithography)领域中,打印机依靠精确控制的光源系统将液态光敏树脂逐层固化以构建复杂的三维物体。为了确保打印质量,现有的光固化3d打印机不仅需要先进的硬件配置如精密的打印平台、光路系统和控制单元,还需要严谨的质量检测手段。
2、尽管现有的光固化3d打印机在技术上已经能够实现高度自动化和参数监控,但在实际操作中如何有效建立一套全面、精准且易于实施的3d打印质量检测体系,以便于准确评估和反馈打印机在连续打印过程中的稳定性和精度保持能力,仍然是该领域面临的一个重要技术挑战。特别是在复杂变化的层厚和横截面积条件下,如何通过优化检测模型设计和参数调整策略,进一步提高打印机对于各种打印条件的适应性以及最终产品的质量一致性,是一个亟待解决的关键技术问题。
技术实现思路
1、本发明实施例提供一种光固化3d打印机的检测方法、装置、设备及存储介质,能够准确评估和量化光固化3d打印机的打印精度和一致性,从而确定其整体打印质量水平。
2、本发明一实施例提供一种光固化3d打印机的检测方法,包括:
3、设定一个用于测试的3d测试模型;所述3d测试模型的各打印层厚度相同,所述各打印层的的横截面为正方形,且所述各打印层的横截面积从上到下依次增大;
4、根据3d测试模型,进行逐层光固化3d打印,并通过目标传感器记录每层光固化3d打印时的实际打印参数;实际打印参数包括实际曝光时间和实际曝光光强;
5、通过三维光学扫描仪对打印完成的模型产品进行尺寸测量,得到各打印层的实际尺寸;实际尺寸包括实际厚度、实际长度和实际宽度;
6、计算各打印层的实际尺寸与理论尺寸之间的尺寸误差,并计算实际打印参数与理论打印参数之间的参数误差;
7、基于各打印层的尺寸误差和参数误差,得到光固化3d打印机的打印质量检测结果。
8、作为上述方案的改进,所述基于各打印层的尺寸误差和参数误差,得到光固化3d打印机的打印质量检测结果,包括:
9、根据各打印层的尺寸误差和参数误差并按照以下计算公式来计算各打印层的综合误差系数:en=αd·|δdn|+αl·|δln|+αw·|δwn|+βt·δtn|+βi·|δin|,其中,αd,αl,αw,βt,βi分别表示各个尺寸误差和各个参数误差对应的且预设的权重系数,δdn为尺寸误差中的厚度误差,δln为尺寸误差中的长度误差,δwn为尺寸误差中的宽度误差,δtn为参数误差中的曝光时间误差,δin为参数误差中的曝光光强误差;
10、若所述打印层的相关误差不满足以下误差合格条件,则该打印层的打印质量不符合要求;所述误差合格条件包括:所述综合误差系数小于预设误差系数阈值,且所述尺寸误差和所述参数误差两者的各个误差均小于预设的误差阈值;
11、若所述打印层的相关误差满足所述误差合格条件,则该打印层的打印质量符合要求。
12、作为上述方案的改进,在所述基于各打印层的尺寸误差和参数误差,得到光固化3d打印机的打印质量检测结果之后,所述方法还包括:
13、收集各打印层的打印数据样本;打印数据样本包括:理论尺寸、尺寸误差、理论打印参数和参数误差;
14、利用多次收集的打印数据样本进行用于纠正各个打印层的打印误差的打印误差纠正模型训练,得到训练好的打印误差纠正模型;
15、在进行实际3d模型的打印过程中,将实际3d模型的各个打印层的理论尺寸和理论打印参数输入至训练好的打印误差纠正模型中,得到修正后的理论尺寸和理论打印参数;
16、根据各个打印层的修正后的理论尺寸和理论打印参数,进行打印。
17、作为上述方案的改进,所述训练好的打印误差纠正模型,包括:
18、尺寸误差es的预测模型:其中,es是维度为(3×1)的实际尺寸误差向量;是维度为(3×3)的权重矩阵,用于从理论尺寸向量映射到尺寸误差向量;stheo是维度为(3×1)的理论尺寸向量;是维度为(2×3)的权重矩阵,用于从理论打印参数向量映射到尺寸误差向量;ptheo是维度为(2×1)的理论打印参数向量;bs是与尺寸误差预测相关的偏置向量;
19、参数误差ep的预测模型:其中,ep表示待打印层新的参数误差预测向量,包含了预测的曝光时间和光源强度误差;是维度为(2×3)的权重矩阵,用于从理论尺寸向量映射到参数误差预测向量;是维度为(2×2)的权重矩阵,用于从理论打印参数向量映射到参数误差预测向量;bp是与参数误差预测相关的偏置向量;stheo是维度为(3×1)的理论尺寸向量;ptheo是维度为(2×1)的理论打印参数向量;
20、理论尺寸修正模型:scorr=stheo-es;
21、理论打印参数修正模型:pcorr=ptheo-ep;
22、其中,在实际应用过程中,输入待打印层的理论尺寸和理论打印参数,通过上面训练好的打印误差纠正模型来计算出预测误差并以此进行修正理论值的计算,从而得到修正后的理论尺寸和理论打印参数。
23、本发明另一实施例对应提供了一种光固化3d打印机的检测装置,包括:
24、设定模块,用于设定一个用于测试的3d测试模型;所述3d测试模型的各打印层厚度相同,所述各打印层的的横截面为正方形,且所述各打印层的横截面积从上到下依次增大;
25、测试打印模块,用于根据3d测试模型,进行逐层光固化3d打印,并通过目标传感器记录每层光固化3d打印时的实际打印参数;实际打印参数包括实际曝光时间和实际曝光光强;
26、测量模块,用于通过三维光学扫描仪对打印完成的模型产品进行尺寸测量,得到各打印层的实际尺寸;实际尺寸包括实际厚度、实际长度和实际宽度;
27、计算模块,用于计算各打印层的实际尺寸与理论尺寸之间的尺寸误差,并计算实际打印参数与理论打印参数之间的参数误差;
28、分析模块,用于基于各打印层的尺寸误差和参数误差,得到光固化3d打印机的打印质量检测结果。
29、作为上述方案的改进,所述分析模块具体用于:
30、根据各打印层的尺寸误差和参数误差并按照以下计算公式来计算各打印层的综合误差系数:en=αd·|δdn|+αl·|δln|+αw·|δwn|+βt·|δtn|+βi·|δin|,其中,αd,αl,αw,βt,βi分别表示各个尺寸误差和各个参数误差对应的且预设的权重系数,δdn为尺寸误差中的厚度误差,δln为尺寸误差中的长度误差,δωn为尺寸误差中的宽度误差,δtn为参数误差中的曝光时间误差,δin为参数误差中的曝光光强误差;
31、若所述打印层的相关误差不满足以下误差合格条件,则该打印层的打印质量不符合要求;所述误差合格条件包括:所述综合误差系数小于预设误差系数阈值,且所述尺寸误差和所述参数误差两者的各个误差均小于预设的误差阈值;
32、若所述打印层的相关误差满足所述误差合格条件,则该打印层的打印质量符合要求。
33、作为上述方案的改进,所述装置还包括:
34、收集模块,用于收集各打印层的打印数据样本;打印数据样本包括:理论尺寸、尺寸误差、理论打印参数和参数误差;
35、训练模块,用于利用多次收集的打印数据样本进行用于纠正各个打印层的打印误差的打印误差纠正模型训练,得到训练好的打印误差纠正模型;
36、修正模块,用于在进行实际3d模型的打印过程中,将实际3d模型的各个打印层的理论尺寸和理论打印参数输入至训练好的打印误差纠正模型中,得到修正后的理论尺寸和理论打印参数;
37、实际打印模块,用于根据各个打印层的修正后的理论尺寸和理论打印参数,进行打印。
38、作为上述方案的改进,所述训练好的打印误差纠正模型,包括:
39、尺寸误差es的预测模型:其中,es是维度为(3×1)的实际尺寸误差向量;是维度为(3×3)的权重矩阵,用于从理论尺寸向量映射到尺寸误差向量;stheo是维度为(3×1)的理论尺寸向量;是维度为(2×3)的权重矩阵,用于从理论打印参数向量映射到尺寸误差向量;ptheo是维度为(2×1)的理论打印参数向量;bs是与尺寸误差预测相关的偏置向量;
40、参数误差ep的预测模型:其中,ep表示待打印层新的参数误差预测向量,包含了预测的曝光时间和光源强度误差;是维度为(2×3)的权重矩阵,用于从理论尺寸向量映射到参数误差预测向量;是维度为(2×2)的权重矩阵,用于从理论打印参数向量映射到参数误差预测向量;bp是与参数误差预测相关的偏置向量;stheo是维度为(3×1)的理论尺寸向量;ptheo是维度为(2×1)的理论打印参数向量;
41、理论尺寸修正模型:scorr=stheo-es;
42、理论打印参数修正模型:pcorr=ptheo-ep;
43、其中,在实际应用过程中,输入待打印层的理论尺寸和理论打印参数,通过上面训练好的打印误差纠正模型来计算出预测误差并以此进行修正理论值的计算,从而得到修正后的理论尺寸和理论打印参数。
44、本发明另一实施例提供了一种光固化3d打印机的检测设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的光固化3d打印机的检测方法。
45、本发明另一实施例提供了一种存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的光固化3d打印机的检测方法。
46、相比于现有技术,本发明实施例具有以下有益效果:
47、本发明实施例通过设计并打印具有特殊规格的3d测试模型(各层厚度一致,且横截面积按预设规律逐渐增大的正方形结构,这样方便进行误差计算),在打印过程中,通过目标传感器实时监测和记录每一层的实际曝光时间和曝光光强等关键打印参数,并再打印完成后,采用三维光学扫描仪对模型进行全面尺寸检测,获取各打印层的实际厚度、长度和宽度数据,并对比理论设计尺寸,计算出尺寸误差。同时,将实际打印参数与理想的理论参数进行比较,得出参数误差。基于上述步骤获得的尺寸误差和参数误差,可以准确评估和量化光固化3d打印机的打印精度和一致性,从而确定其整体打印质量水平。
1.一种光固化3d打印机的检测方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的光固化3d打印机的检测方法,其特征在于,所述基于各打印层的尺寸误差和参数误差,得到光固化3d打印机的打印质量检测结果,包括:
3.如权利要求1所述的光固化3d打印机的检测方法,其特征在于,在所述基于各打印层的尺寸误差和参数误差,得到光固化3d打印机的打印质量检测结果之后,所述方法还包括:
4.如权利要求3所述的光固化3d打印机的检测方法,其特征在于,所述训练好的打印误差纠正模型,包括:
5.一种光固化3d打印机的检测装置,其特征在于,包括:
6.如权利要求5所述的光固化3d打印机的检测装置,其特征在于,所述分析模块具体用于:
7.如权利要求5所述的光固化3d打印机的检测装置,其特征在于,所述装置还包括:
8.如权利要求7所述的光固化3d打印机的检测装置,其特征在于,
9.一种光固化3d打印机的检测设备,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的光固化3d打印机的检测方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至4中任意一项所述的光固化3d打印机的检测方法。
