本发明涉及三维(threedimensional，3d)打印领域，具体涉及一种3d打印系统及3d打印方法。
背景技术：
3d打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料、树脂等可粘合或固化材料，通过逐层打印、刻蚀或固化的方式构造物体的技术。
3d打印技术根据成型原理，大致可以分为融化沉积成型(fuseddepositionmodeling，fdm)、光固化成型(stereolithographyappearance，sla)、数字光处理成型(digitallightprocession，dlp)等。其中，数字光处理成型3d打印是采用数字投影对光敏树脂进行固化的技术。
在计算机模拟一个3d物体的情况下，从多个不同角度计算出物体的形状，然后将由此产生的2d图像输入一台幻灯片投影仪。该投影仪将平面二维图像投射到一个装着光敏树脂的容器中。通过旋转容器，使得多张平面二维图像能够覆盖容器的整个周面，光敏树脂固化后，得到完整的3d打印体。现有技术中，容器多次旋转，多张平面二维图像彼此交接，使得打印体表面质量粗糙。
技术实现要素：
本发明提供一种3d打印系统及3d打印方法，提高打印效率和打印质量。
第一方面，本发明实施例提供一种3d打印系统，其包括：容器，用于容纳待固化材料，容器具有第一中心轴；曲面发光装置，包括呈曲面的发光面，发光面围绕容器的至少部分外周设置；转动驱动装置，与容器连接，用于驱动容器以第一中心轴为轴转动；以及数据处理器，与曲面发光装置以及转动驱动装置电连接，数据处理器能够根据目标打印物的切片信息，向曲面发光装置提供发光控制信息，以及向转动驱动装置发送转动控制信息。
第二方面，本发明实施例提供一种3d打印方法，其通过根据前述第一方面的任一实施方式的3d打印系统打印目标打印物，3d打印方法包括：在容器内添加待固化材料，获取目标打印物的多层虚拟切片，其中目标打印物具有平行于容器第一中心轴的第二中心轴，多层虚拟切片自第二中心轴向目标打印物的外周侧依次嵌套，其中重合于第二中心轴的虚拟切片为柱状切片，嵌套于柱状切片外周的虚拟切片为筒状切片；根据每层虚拟切片的展开图案得到对应虚拟切片的切片信息；根据每层虚拟切片对应的切片信息获取每层虚拟切片对应的发光控制信息和转动控制信息；通过发光控制信息控制曲面发光装置向容器内的待固化材料辐射光线，通过转动控制信息控制转动驱动装置驱动容器以第一中心轴为轴转动，使得待固化材料固化，得到虚拟切片对应的实体切片；自第一中心轴向容器的外周侧依次形成多层虚拟切片对应的多层实体切片，得到目标打印物。
第三方面，本发明实施例提供一种3d打印系统，其包括：容器，用于容纳待固化材料，容器具有第一中心轴；曲面发光装置，包括呈曲面的发光面，发光面围绕容器的整个外周设置；以及数据处理器，与曲面发光装置电连接，数据处理器能够根据目标打印物的切片信息，向曲面发光装置提供发光控制信息。
第四方面，本发明实施例提供一种3d打印方法，其通过根据前述第三方面的任一实施方式的3d打印系统打印目标打印物，3d打印方法包括：在容器内添加待固化材料，获取目标打印物的多层虚拟切片，其中目标打印物具有平行于容器第一中心轴的第二中心轴，多层虚拟切片自第二中心轴向目标打印物的外周侧依次嵌套，其中重合于第二中心轴的虚拟切片为柱状切片，嵌套于柱状切片外周的虚拟切片为筒状切片；根据每层虚拟切片的展开图案得到对应虚拟切片的切片信息；根据每层虚拟切片对应的切片信息获取每层虚拟切片对应的发光控制信息；通过发光控制信息控制曲面发光装置向容器内的待固化材料辐射光线，使得待固化材料固化，得到虚拟切片对应的实体切片；自第一中心轴向容器的外周侧依次形成多层虚拟切片对应的多层实体切片，得到目标打印物。
根据本发明实施例的3d打印系统及3d打印方法，利用曲面发光装置向容器内的待固化材料提供发光控制信息，曲面发光装置相对于平面投影装置，能够同时对容器的更广的周面进行照射，提高每一时刻下容器接收发光控制信息的周面面积，减少打印过程中对容器转动的次数，甚至在曲面发光装置的发光面围绕容器的整个外周设置时，无需对容器进行转动，从而提高3d打印的效率。此外，采用曲面发光装置能够同时对容器的更广的周面进行照射，避免了采用平面投影装置时对多个平面投影进行投影交接产生的表面质量粗糙的现象，提高了3d打印的质量。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征，附图并未按照实际的比例绘制。
图1是根据本发明一种实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图；
图2是根据本发明一种实施例提供的3d打印系统的俯视结构示意图；
图3是根据本发明一种实施例提供的3d打印系统中曲面发光装置的立体结构示意图；
图4是根据本发明一种替代实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图；
图5是根据本发明一种替代实施例提供的3d打印系统的俯视结构示意图；
图6是根据本发明又一种替代实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图；
图7是根据本发明又一种替代实施例提供的3d打印系统的俯视结构示意图；
图8是根据本发明又一种替代实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图；
图9是根据本发明又一种替代实施例提供的3d打印系统的俯视结构示意图；
图10是根据本发明再一种替代实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图；
图11是根据本发明一种实施例提供的3d打印方法的流程图；
图12是根据本发明另外一种实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图；
图13是根据本发明另外一种实施例提供的3d打印系统的俯视结构示意图；
图14是根据本发明另外一种实施例提供的3d打印方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
本发明实施例提供一种3d打印系统，在容器内添加待固化材料，通过对待固化材料选择性分层固化，最终得到目标打印物。
图1是根据本发明一种实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图，图2是根据本发明一种实施例提供的3d打印系统的俯视结构示意图。3d打印系统100包括容器110、曲面发光装置120、转动驱动装置130以及数据处理器140。
容器110用于容纳待固化材料m1，容器110具有第一中心轴ca1。可选地，容器110为空心圆柱状容器，第一中心轴ca1沿圆柱的轴向延伸。容器110可以是由透光材质制成，例如容器110是玻璃杯，以便于光线透过。
曲面发光装置120包括呈曲面的发光面ls，发光面ls围绕容器110的至少部分外周设置。
转动驱动装置130与容器110连接，转动驱动装置130用于驱动容器110以第一中心轴ca1为轴转动。
数据处理器140与曲面发光装置120以及转动驱动装置130电连接，数据处理器140能够根据目标打印物的切片信息，向曲面发光装置120提供发光控制信息，以及向转动驱动装置130发送转动控制信息。
相关技术中，可以采用平面光源作为3d打印系统的光固化光源，例如采用平面投影仪作为光固化光源，在任一时刻，平面投影仪将平面二维图像投射于容器中，为了使得投影覆盖容器的整个周面，需要数量较多的二维图像沿容器周向依次排列，如果降低二维图像的数量，需要每个二维图像覆盖容器周向更广的角度，会产生明显的打印物失真现象。当采用平面光源作为3d打印系统的光固化光源时，3d打印的计算过程需要考虑平面光源产生的二维图像与投影在容器周向曲面上的曲面图像的转换，提高计算的复杂度且容易产生转换误差。
根据本发明实施例的3d打印系统100，利用曲面发光装置120向容器110内的待固化材料m1提供发光控制信息，曲面发光装置120相对于平面投影装置，能够同时对容器110的更广的周面进行照射，提高每一时刻下容器110接收发光控制信息的周面面积，减少打印过程中对容器110转动的次数，甚至在曲面发光装置120的发光面ls围绕容器110的整个外周设置时，无需对容器110进行转动，从而提高3d打印的效率。采用曲面发光装置120能够同时对容器110的更广的周面进行照射，避免了采用平面投影装置时对多个平面投影进行投影交接产生的表面质量粗糙的现象，提高了3d打印的质量。本发明实施例中，发光面ls提供的曲面图像也无需进行平面图像与曲面图像之间的投影转换，可以避免投影转换中的误差导致的失真问题，从而提高目标打印物周向上的打印品质，降低边缘不良产生的可能性。
可选地，3d打印系统还包括载台150，载台150包括安装面151。转动驱动装置130以及数据处理器140连接于载台150。可选地，转动驱动装置130的至少部分暴露于安装面151，容器110的底部与转动驱动装置130连接，使得转动驱动装置130能够带动容器110转动，曲面发光装置120安装于载台150的安装面151，发光面ls垂直于安装面151设置。数据处理器140与曲面发光装置120以及转动驱动装置130之间的电连接可以通过信号线实现，也可以是采用无线通讯方式实现。本实施例中，数据处理器140连接于载台150，在其它一些实施例中，数据处理器140也可以远离载台150、曲面发光装置120以及转动驱动装置130等设置，例如是集成于另外的计算机中，其物理位置可以根据实际需要进行调整设置。
图3是根据本发明一种实施例提供的3d打印系统中曲面发光装置的立体结构示意图。在一些实施例中，曲面发光装置120包括柔性的显示面板121，显示面板121包括阵列排布于发光面ls的多个发光元件px。显示面板121可以是自发光的柔性显示面板121，利用其柔性可弯曲特性，使得显示面板121的发光面ls能够环绕容器110的至少部分外周设置，当容器110的外周为其它形状时，柔性显示面板121也可以弯折为与容器外周匹配的形状，提高了发光面ls的形状可塑性，便于匹配各种外形的容器110，提高通用性和可调节性。利用发光元件px的自发光特性，能够对容器内的待固化材料m1提供足够强度的光照，并且待固化材料m1周向的各位置接收的光量能够通过对应发光元件px的发光状态单独控制，提高3d打印的精密度。
可选地，发光元件px为紫外光发光元件，例如发光元件px发射光线的波长是355纳米至420纳米，产生紫外光到近紫外光。当发光元件px为紫外光发光元件时，能够用于对紫外光敏感度高的待固化材料m1的固化及3d打印。
发光元件px为可见光发光元件，例如发光元件px发射光线的波长是380纳米至780纳米，产生可见光。当发光元件px为可见光发光元件时，能够用于对可见光敏感度高的待固化材料m1的固化及3d打印。
待固化材料m1例如丙烯酸酯或其它光敏性合成树脂，根据待固化材料m1对某种波段的光线的敏感度，可以采用包含可发射对应波段光线的发光元件px对其进行照射，保证3d打印系统对待固化材料m1的广适性。
发光元件px可以是发光二极管(lightemittingdiode，led)或有机发光二极管(organiclightemittingdiode，oled)。可选地，发光元件px包括次毫米发光二极管(mini-led)、微发光二极管(micro-led)、次毫米有机发光二极管(mini-oled)、或微发光二极管(micro-oled)。本文中，“微”发光二极管、“次毫米”发光二极管及其它“微”器件、“次毫米”器件指发光二极管及器件的尺寸，在一些实施例中，术语“微”指器件的尺寸在1微米至100微米的尺度，术语“次毫米”指器件的尺寸在100微米至1000微米的尺度。
在一些实施例中，发光面ls呈整个或部分柱面，发光面ls与容器110同轴设置，发光面ls的各点到容器110外壁的距离相等，使得发光面ls对容器110周向各位置能够输出均一的光量，保证打印每个切片时各位置的光量的均一性，从而提高每个切片成型的品质，进而提高得到的目标打印物的打印质量。
在本实施例中，显示装置120包括单个显示面板121，该显示面板121围绕容器110的部分外周设置。然而，显示装置120的设置方式可以不限于上述示例。
图4、图5分别是根据本发明一种替代实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图、俯视结构示意图。在一些可选地的实施例中，显示面板121的数量为至少两个，至少两个显示面板121沿容器110的周向依次拼接。在本替代实施例中，显示装置120包括三个显示面板121，三个显示面板121沿容器110的周向依次拼接。通过采用至少两个显示面板121拼接的设置方式，能够根据设计需要，使得发光面ls围绕容器110的更广周面，以提高同一时刻对容器110周面照射的面积，便于进一步提高3d打印效率和目标打印物表面质量。
在上述一些实施例中，发光面ls的垂直于第一中心轴ca1的截面围绕容器110的部分外周设置，即发光面ls沿周向围绕容器110的部分外周，例如是围绕容器110周向的180度设置。发光面ls围绕容器110周向的角度可以根据实际设计需要设置，该角度可以是0到360度之间的任意角度。
请继续参考图1和图2，在一些实施例中，发光面ls的垂直于第一中心轴ca1的截面包括相对的第一端e1和第二端e2，第一端e1到第一中心轴ca1的连线，与第二端e2到第一中心轴ca1的连线之间具有预设夹角θ，该预设夹角θ可以是大于0且小于等于360度。本实施例中，该预设夹角θ为180度，使得2次步进转动容器110后，发光面ls依次完整照射容器110的360度。
图6、图7分别是根据本发明又一种替代实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图、俯视结构示意图。在本实施例中，显示装置120包括单个显示面板121，该显示面板121围绕容器110的部分外周设置。发光面ls的垂直于第一中心轴ca1的截面包括相对的第一端e1和第二端e2，第一端e1到第一中心轴ca1的连线，与第二端e2到第一中心轴ca1的连线之间具有预设夹角θ，本实施例中，该预设夹角θ为60度，使得6次步进转动容器110后，发光面ls依次完整照射容器110的360度。
可选地，预设夹角θ的正整数倍等于360度，使得整数次转动容器110后，发光面ls依次完整照射容器110的360度，便于每次步进转动容器110的转动角度的配置。
在上述一些实施例中，发光面ls沿周向围绕容器110的部分外周。然而，发光面ls与容器110外周之间的对应关系可以不限于此。
图8、图9分别是根据本发明又一种替代实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图、俯视结构示意图。在本实施例中，发光面ls的垂直于第一中心轴ca1的截面围绕容器110的整个外周设置，即发光面ls沿周向围绕容器110的全部外周。此时，在3d打印过程中，形成每个切片时，发光面ls能够同时对容器110的360度外周进行照射，形成每个切片时不再需要转动驱动装置130驱动容器110转动，使得打印速度更快，每个切片的形成完全不需要光照投影的拼接，每层切片的表面质量更高，使得得到的目标打印物品质更稳定。
在前述一些实施例中，发光面ls沿第一中心轴ca1上的长度大于等于容器110沿第一中心轴ca1的长度，使得发光面ls沿第一中心轴ca1的高度可以覆盖容器110内待固化材料m1的深度，每一时刻的光照过程中，发光面ls在第一中心轴ca1上的跨度大于等于待固化材料m1的深度，使得每个切片的沿第一中心轴ca1方向的高度即目标打印物在该位置的高度，从而提高打印效率。
图10是根据本发明再一种替代实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图。与前述实施例不同的是，本实施例中，发光面ls沿第一中心轴ca1上的长度小于容器110沿第一中心轴ca1的长度。3d打印系统100还可以包括升降装置160。升降装置160与容器110、曲面发光装置120中的至少一者连接，升降装置160能够驱动容器110、曲面发光装置120中的一者相对另一者沿第一中心轴ca1方向移动。例如本实施例中，升降装置160安装于载台150的安装面151，曲面发光装置120与升降装置160连接，升降装置160能够带动曲面发光装置120沿第一中心轴ca1方向移动，使得曲面发光装置120相对容器110升降。可选地，升降装置160与数据处理器140电连接，数据处理器140能够根据目标打印物的切片信息，向升降装置160发送升降控制信息。通过设置升降装置160，在发光面ls沿第一中心轴ca1上的长度小于容器110沿第一中心轴ca1的长度时，仍然能够实现目标打印物沿第一中心轴ca1方向的整个高度的实体打印，并且节省发光装置120中发光面ls的所需面积，一定程度降低3d打印系统的制作成本。
需要说明的是，在上述实施例中，以升降装置160与曲面发光装置120连接为例进行了说明，然而在其它一些可选的实施例中，也可以将容器110与升降装置160直接或间接连接，使得升降装置160能够驱动容器110相对曲面发光装置120沿第一中心轴ca1方向移动。可选地，升降装置160还可以与转动驱动装置130连接，例如升降装置160经由转动驱动装置130与容器110连接，或者转动驱动装置130经由升降装置160与容器110连接。在容器110与升降装置160直接或间接连接时，也能在发光面ls沿第一中心轴ca1上的长度小于容器110沿第一中心轴ca1的长度时，仍然实现目标打印物沿第一中心轴ca1方向的整个高度的实体打印，节省发光装置120中发光面ls的所需面积。
本发明实施例提供一种3d打印方法，其通过根据前述本发明任一实施方式的3d打印系统100打印目标打印物。
图11是根据本发明一种实施例提供的3d打印方法的流程图，该3d打印方法包括步骤s110至步骤s160。
在步骤s110中，在容器110内添加待固化材料m1。待固化材料m1例如丙烯酸酯或其它光敏性合成树脂。当发光面ls发出的光线为紫外光时，待固化材料m1可以采用紫外光感光树脂，当发光面ls发出的光线为可见光时，待固化材料m1可以采用可见光感光树脂。
在步骤s120中，获取目标打印物的多层虚拟切片。其中目标打印物具有平行于容器110第一中心轴ca1的第二中心轴，多层虚拟切片自第二中心轴向目标打印物的外周侧依次嵌套，其中重合于第二中心轴的虚拟切片为柱状切片，嵌套于柱状切片外周的虚拟切片为筒状切片。
在步骤s130中，根据每层虚拟切片的展开图案得到对应虚拟切片的切片信息。
在步骤s140中，根据每层虚拟切片对应的切片信息获取每层虚拟切片对应的发光控制信息和转动控制信息。
在步骤s150中，通过发光控制信息控制曲面发光装置120向容器110内的待固化材料m1辐射光线，通过转动控制信息控制转动驱动装置130驱动容器110以第一中心轴ca1为轴转动，使得待固化材料m1固化，得到虚拟切片对应的实体切片。
如前所述，多层虚拟切片包括重合于第二中心轴的柱状切片以及嵌套于柱状切片外周的筒状切片。在形成实体切片时，实体切片也对应包括重合于第一中心轴ca1的中心切片和嵌套于中心切片外周的外围切片，其中中心切片与柱状切片对应，外围切片与筒状切片对应。
在形成多个实体切片时，首先形成中心切片。当曲面发光装置120向容器110内的待固化材料m1辐射光线时，容器中心、也即第一中心轴ca1处为辐射光线的聚焦处，使得第一中心轴ca1处的能量优先达到待固化材料m1的固化阈值，因此，第一中心轴ca1处的待固化材料m1首先固化，得到中心切片。中心切片可作为固化核，使得之后形成的外围切片层层固化于中心切片的外周。
在一些实施方式中，为保证中心切片形成于第一中心轴ca1处，避免中心切片形成于容器的其它位置，可以在容器的其它位置辅以局部抑制固化技术。例如，在容器的其它位置，利用氧气抑制、光抑制、油面抑制等方式抑制固化材料m1的固化。其中，氧气抑制即在固化临界面形成高浓度的氧气扩散面，氧气较多的面处固化材料m1不会固化。具体地，例如，在容器110的周向侧壁分散布置有氧气通道，通过氧气通道能够向容器内通入氧气，在形成中心切片时，控制容器110由周向侧壁到第一中心轴ca1方向的氧气扩散浓度，使得第一中心轴ca1处氧气浓度较低，能够保证中心切片形成于第一中心轴ca1处。中心切片作为固化核，使得之后形成的外围切片层层固化于中心切片的外周。光抑制即在容器的其它位置，利用比辐射光线更短波长的光线照射，抑制其它位置的固化材料m1固化。油面抑制即在容器的其它位置设置有油面层，使得油面层附近的固化材料m1不会固化。
在形成实体切片时，可以在打印系统100建立空间直角坐标系，其中，z轴平行于第一中心轴ca1，x轴和y轴是在垂直于第一中心轴ca1的平面内的一对正交方向。
发光面ls的垂直于第一中心轴ca1的截面包括相对的第一端e1和第二端e2，第一端e1到第一中心轴ca1的连线，与第二端e2到第一中心轴ca1的连线之间具有预设夹角θ，该预设夹角θ可以是大于0且小于等于360度。在形成每个实体切片时，固化时辐射光线的能量密度函数如下：
上式中，int为取整函数。ω转动容器的步进角速度，其等于转动角度与固化时间的比值，其中随着固化时间的变化，角速度ω随之变化。i为表示该待固化材料m1的阈值指数函数。α为该待固化材料m1对发光面ls产生波段光线的吸收系数。dc为决定该待固化材料m1固化程度的关键剂量光。r为该切片的半径大小，
相关技术中，可以采用平面光源作为3d打印系统的光固化光源，例如采用平面投影仪作为光固化光源，在任一时刻，平面投影仪将平面二维图像投射于容器中，为了使得投影覆盖容器的整个周面，需要数量较多的二维图像沿容器周向依次排列，其中，每个二维图像所覆盖容器周向的角度，需要经过从平面二维图像向容器的周向曲面的投影变换得到，因此利用平面光源进行3d打印时，其辐射光线的能量密度函数中需要“预设的投影变换角度”这一变量，该“预设的投影变换角度”即每个平面二维图像投影至容器周面后，所对应的角度，该变量的数值还涉及平面二维图像的画幅、平面光源与容器的距离等，因而计算较为复杂，为3d打印中的计算过程带来更高的难度和负载。在本实施例中，提供光固化的光源为曲面发光装置120，其发光面ls围绕容器110周向的角度，也即预设夹角θ，是围绕容器110周向的真实角度，该角度不需要经过投影变换得到，降低了3d打印的计算过程的难度，从而降低相关处理器的负载，便于打印过程的快速进行。同时，发光面ls提供的在预设夹角θ范围内的图像也无需进行平面图像与曲面图像之间的投影转换，可以避免投影转换中的误差导致的失真问题，从而提高目标打印物周向上的打印品质，降低边缘不良产生的可能性。
在步骤s160中，自第一中心轴ca1向容器110的外周侧依次形成多层虚拟切片对应的多层实体切片，得到目标打印物。
根据本发明实施例的3d打印方法，利用曲面发光装置120向容器110内的待固化材料m1提供发光控制信息，曲面发光装置120相对于平面投影装置，能够同时对容器110的更广的周面进行照射，提高每一时刻下容器110接收发光控制信息的周面面积，减少打印过程中对容器110转动的次数，甚至在曲面发光装置120的发光面ls围绕容器110的整个外周设置时，无需对容器110进行转动，从而提高3d打印的效率。采用曲面发光装置120能够同时对容器110的更广的周面进行照射，避免了采用平面投影装置时对多个平面投影进行投影交接产生的表面质量粗糙的现象，提高了3d打印的质量。发光面ls围绕容器110周向的角度不需要经过投影变换得到，降低了3d打印的计算过程的难度，从而降低相关处理器的负载，便于打印过程的快速进行。发光面ls提供的曲面图像也无需进行平面图像与曲面图像之间的投影转换，可以避免投影转换中的误差导致的失真问题，从而提高目标打印物周向上的打印品质，降低边缘不良产生的可能性。
本发明实施例还提供另外一种3d打印系统，同样在容器内添加待固化材料，并通过对待固化材料选择性分层固化，最终得到目标打印物。
图12是根据本发明另外一种实施例提供的3d打印系统的立体结构示意图，图13是根据本发明另外一种实施例提供的3d打印系统的俯视结构示意图。3d打印系统200包括容器210、曲面发光装置220以及数据处理器240。
容器210用于容纳待固化材料m1，容器210具有第一中心轴ca1＇。曲面发光装置220包括呈曲面的发光面ls＇，发光面ls＇围绕容器210的整个外周设置。数据处理器240与曲面发光装置220电连接，数据处理器240能够根据目标打印物的切片信息，向曲面发光装置220提供发光控制信息。
根据本发明实施例的3d打印系统200，利用曲面发光装置220向容器210内的待固化材料m1提供发光控制信息，其中发光面ls＇围绕容器210的整个外周设置，无需对容器210进行转动，从而3d打印系统200不再包括转动驱动装置，提高了3d打印的效率，节省了3d打印系统200的成本。发光面ls＇围绕容器210的整个外周设置，避免了采用平面投影装置时对多个平面投影进行投影交接产生的表面质量粗糙的现象，提高了3d打印的质量。发光面ls提供的曲面图像也无需进行平面图像与曲面图像之间的投影转换，可以避免投影转换中的误差导致的失真问题，从而提高目标打印物周向上的打印品质，降低边缘不良产生的可能性。
本发明实施例还提供一种3d打印方法，其通过根据前述本发明任一实施方式的3d打印系统200打印目标打印物。
图14是根据本发明另外一种实施例提供的3d打印方法的流程图，该3d打印方法包括步骤s210至步骤s260。
在步骤s210中，在容器210内添加待固化材料m1。待固化材料m1例如丙烯酸酯或其它光敏性合成树脂。当发光面ls＇发出的光线为紫外光时，待固化材料m1可以采用紫外光感光树脂，当发光面ls＇发出的光线为可见光时，待固化材料m1可以采用可见光感光树脂。
在步骤s220中，获取目标打印物的多层虚拟切片，其中目标打印物具有平行于容器210第一中心轴ca1＇的第二中心轴，多层虚拟切片自第二中心轴向目标打印物的外周侧依次嵌套，其中重合于第二中心轴的虚拟切片为柱状切片，嵌套于柱状切片外周的虚拟切片为筒状切片。
在步骤s230中，根据每层虚拟切片的展开图案得到对应虚拟切片的切片信息。
在步骤s240中，根据每层虚拟切片对应的切片信息获取每层虚拟切片对应的发光控制信息。
在步骤s250中，通过发光控制信息控制曲面发光装置220向容器210内的待固化材料m1辐射光线，使得待固化材料m1固化，得到虚拟切片对应的实体切片。
在步骤s260中，自第一中心轴ca1＇向容器210的外周侧依次形成多层虚拟切片对应的多层实体切片，得到目标打印物。
根据本发明实施例的3d打印方法，每个切片的形成过程中，发光面ls＇同时向容器210的整个外周照射光线，打印过程中无需对容器210进行转动，从而提高3d打印的效率，并且避免了每个切片形成时的投影交接，提高了3d打印的质量。发光面ls围绕容器110的整个外周，降低了3d打印的计算过程的难度，从而降低相关处理器的负载，便于打印过程的快速进行。发光面ls提供的曲面图像也无需进行平面图像与曲面图像之间的投影转换，可以避免投影转换中的误差导致的失真问题，从而提高目标打印物周向上的打印品质，降低边缘不良产生的可能性。
依照本发明如上文所述的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
1.一种3d打印系统，其特征在于，包括：
容器，用于容纳待固化材料，所述容器具有第一中心轴；
曲面发光装置，包括呈曲面的发光面，所述发光面围绕所述容器的至少部分外周设置；
转动驱动装置，与所述容器连接，用于驱动所述容器以所述第一中心轴为轴转动；以及
数据处理器，与所述曲面发光装置以及所述转动驱动装置电连接，所述数据处理器能够根据目标打印物的切片信息，向所述曲面发光装置提供发光控制信息，以及向所述转动驱动装置发送转动控制信息。
2.根据权利要求1所述的3d打印系统，其特征在于，所述发光面与所述容器同轴设置，所述发光面的各点到所述容器外壁的距离相等。
3.根据权利要求1所述的3d打印系统，其特征在于，所述发光面的垂直于所述第一中心轴的截面围绕所述容器的整个外周设置。
4.根据权利要求1所述的3d打印系统，其特征在于，所述发光面的垂直于所述第一中心轴的截面围绕所述容器的部分外周设置。
5.根据权利要求4所述的3d打印系统，其特征在于，所述发光面的垂直于所述第一中心轴的截面包括相对的第一端和第二端，所述第一端到所述第一中心轴的连线，与所述第二端到所述第一中心轴的连线之间具有预设夹角，所述预设夹角的正整数倍等于360度。
6.根据权利要求1所述的3d打印系统，其特征在于，所述发光面沿所述第一中心轴上的长度大于等于所述容器沿所述第一中心轴的长度。
7.根据权利要求1所述的3d打印系统，其特征在于，所述发光面沿所述第一中心轴上的长度小于所述容器沿所述第一中心轴的长度，所述3d打印系统还包括：
升降装置，与所述容器、所述曲面发光装置中的至少一者连接，所述升降装置能够驱动所述容器、所述曲面发光装置中的一者相对另一者沿所述第一中心轴方向移动。
8.根据权利要求1所述的3d打印系统，其特征在于，所述曲面发光装置包括柔性的显示面板，所述显示面板包括阵列排布于所述发光面的多个发光元件。
9.根据权利要求8所述的3d打印系统，其特征在于，所述发光元件为紫外光发光元件；或者
所述发光元件为可见光发光元件。
10.根据权利要求8所述的3d打印系统，其特征在于，所述发光元件包括次毫米发光二极管、微发光二极管、次毫米有机发光二极管、或微发光二极管。
11.根据权利要求8所述的3d打印系统，其特征在于，所述显示面板的数量为至少两个，至少两个所述显示面板沿所述容器的周向依次拼接。
12.一种3d打印方法，其特征在于，通过根据权利要求1至10任一项所述3d打印系统打印目标打印物，所述3d打印方法包括：
在容器内添加待固化材料，
获取所述目标打印物的多层虚拟切片，其中所述目标打印物具有平行于所述容器第一中心轴的第二中心轴，所述多层虚拟切片自所述第二中心轴向所述目标打印物的外周侧依次嵌套，其中重合于所述第二中心轴的所述虚拟切片为柱状切片，嵌套于所述柱状切片外周的所述虚拟切片为筒状切片；
根据每层虚拟切片的展开图案得到对应虚拟切片的切片信息；
根据每层虚拟切片对应的切片信息获取每层虚拟切片对应的发光控制信息和转动控制信息；
通过所述发光控制信息控制曲面发光装置向所述容器内的所述待固化材料辐射光线，通过所述转动控制信息控制转动驱动装置驱动所述容器以所述第一中心轴为轴转动，使得所述待固化材料固化，得到所述虚拟切片对应的实体切片；
自所述第一中心轴向所述容器的外周侧依次形成多层所述虚拟切片对应的多层所述实体切片，得到所述目标打印物。
13.一种3d打印系统，其特征在于，包括：
容器，用于容纳待固化材料，所述容器具有第一中心轴；
曲面发光装置，包括呈曲面的发光面，所述发光面围绕所述容器的整个外周设置；以及
数据处理器，与所述曲面发光装置电连接，所述数据处理器能够根据目标打印物的切片信息，向所述曲面发光装置提供发光控制信息。
14.一种3d打印方法，其特征在于，通过根据权利要求13所述3d打印系统打印目标打印物，所述3d打印方法包括：
在容器内添加待固化材料，
获取所述目标打印物的多层虚拟切片，其中所述目标打印物具有平行于所述容器第一中心轴的第二中心轴，所述多层虚拟切片自所述第二中心轴向所述目标打印物的外周侧依次嵌套，其中重合于所述第二中心轴的所述虚拟切片为柱状切片，嵌套于所述柱状切片外周的所述虚拟切片为筒状切片；
根据每层虚拟切片的展开图案得到对应虚拟切片的切片信息；
根据每层虚拟切片对应的切片信息获取每层虚拟切片对应的发光控制信息；
通过所述发光控制信息控制曲面发光装置向所述容器内的所述待固化材料辐射光线，使得所述待固化材料固化，得到所述虚拟切片对应的实体切片；
自所述第一中心轴向所述容器的外周侧依次形成多层所述虚拟切片对应的多层所述实体切片，得到所述目标打印物。
技术总结