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申请/专利权人：北京工业大学

摘要：一种结合连续与分层成型的快速DLP3D打印控制参数优化方法包括如下步骤：通过分析模型切片的可打印区域，确认每张切片最大可打印距离；进一步建立液‑液界面打印场景，并模拟记录打印完一层切片后树脂在打印物体与氟化油间的流动行为；接下来通过切片最大可打印距离和数值模拟模型，确定当前切片的打印模式；然后基于泊肃叶流动、Jacobs工作曲线以及朗伯‑比尔定律表达连续和分层打印的树脂固化时间、连续打印最大可填充距离、分层打印最佳提升距离以及两种方式对应的打印平台提升速度；最后在打印开始前采用相机监控确定打印原点。此方法通过获得最优的控制参数可实现任何模型的快速打印，同时具有可移植性和可打印性。

主权项：1.一种结合连续与分层成型的快速DLP3D打印控制参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100、对待打印的三维模型进行切片，得到切片数i，确定每张切片的可打印区域，计算求得每张切片可打印区域内所有的点到其边界点的最短距离中的最大值DMAX[i]；步骤200、基于开源计算流体力学CFD软件OpenFOAM的标准求解器，依据树脂-氟化油的液-液两相流打印场景，采用流体体积VoF模型，建立数值模拟模型；步骤300、根据打印场景建立笛卡尔坐标系，依据步骤100获得的DMAX[i]以及步骤200建立的数值模拟模型，采用泊肃叶流动特性分析获得每张切片的打印模式；步骤400、根据步骤300得到的切片打印模式，取采用连续方式打印的切片，依据朗伯-比尔定律计算连续成型打印平台上升速度，将其写入打印配置文件；步骤500、根据步骤300得到的切片打印模式，取采用分层方式打印的切片，计算其树脂流平时间与其他控制参数的关系，并依据Jacobs工作固化曲线获得分层树脂固化时间的表达，将得到的控制参数写入打印配置文件中；步骤600、打印开始前利用相机监控确定打印原点，然后依据打印配置文件，完成打印；步骤300具体如下：树脂在打印模型以及氟化油间隙中任意方向流动特性相同，根据打印场景建立笛卡尔坐标系；树脂在打印模型与氟化油的间隙中流动其雷诺数小于1，符合平板之间的层流运动规律，符合泊肃叶流动，有N-S方程： 其中y的原点为氟化油与树脂的交界面，表示距离此交界面的距离，x的原点为垂直于打印物体边缘的氟化油与树脂的交界面，表示树脂填充的距离，同时有边界条件： 其中u为树脂在x轴向运动的最大速度，us为滑移速度，Hs为打印平台上升的高度，dpdx为压力梯度，μ1为树脂的粘度，对式1积分有： 这里C1和C2是常数，将边界条件式3带入式1，得到： C2＝0#5 根据场景的线性滑移设置，得： 其中Ds为滑移长度，根据式147可得： 根据公式9得到宽度为W的打印模型与氟化油之间的体积流量Q为： 则光敏树脂的平均流速为： 在平台上升的t1时刻内，有树脂单方向填充距离Lr与时间变量t的关系： vm是打印平台在上升过程中的速度，t1为填充距离为Lr时树脂填充时间，此即为连续打印树脂填充时间；连续打印与分层打印的边界需要确定连续打印的树脂最大可填充距离，此距离需小于DMAX[i]，那么需要在单帧播放的时间1fn内将打印平台上升后留下的间隙补充完全，同时保证填充满间隙的树脂能够在下一帧图像播放前完全固化，且连续打印中打印平台上升速度较慢，结合式12有： 得到连续打印树脂最大可填充距离,对应的DMAX[i]′： 因此若切片的DMAX[i]DMAX[i]′则此切片采用分层成型打印，若切片的DMAX[i]≤DMAX[i]′则采用连续成型打印。

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