一種3d打印產(chǎn)品上色裝置及使用該裝置進(jìn)行上色的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3D彩色打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印產(chǎn)品上色裝置及使用該裝置進(jìn)行上色的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D彩色打印以其不僅能夠打印出人們所需要的模型形狀，而且同時(shí)使模型具有相應(yīng)的表面顏色而成為3D打印技術(shù)中最受矚目的一種。但現(xiàn)有的兩種彩色打印機(jī)的上色方案在清晰度以及色彩還原度的上與模型數(shù)據(jù)上的顏色存在很大差距。具體分別如下:
[0003]全彩粉末打印是目前出現(xiàn)最早，使用最多的全彩打印類型。上色方式是通過(guò)將顏料噴在白色粉末耗材上，將模型表面相應(yīng)位置點(diǎn)的白色粉末染成對(duì)應(yīng)的顏色，由于印在粉末上的油墨會(huì)向周圍擴(kuò)散，因此模型表面顏色相對(duì)模糊。所以自從2005年出現(xiàn)以來(lái)，雖然在圖像層次上有所提高，清晰度和對(duì)比度上一直難以明顯提升，打印出來(lái)的模型只能遠(yuǎn)觀。另外，石膏粉末模型材質(zhì)脆弱，模型僅有觀賞價(jià)值。同時(shí)，全彩粉末打印機(jī)設(shè)備及耗材成本較高，因此適用范圍較小。
[0004]全彩熔絲打印機(jī)上色方式是，其耗材有多種顏色，打印過(guò)程中通過(guò)程序控制切換不同耗材來(lái)實(shí)現(xiàn)顏色變化。這種方式色彩對(duì)比度較好，但其不能完成色彩混合，因此色彩數(shù)量等于墨盒數(shù)量，因此色彩數(shù)量相對(duì)較少。
[0005]從以上可以看出現(xiàn)有的兩種3D彩色打印方式，不論在清晰度、對(duì)比度，還是在彩色適用范圍上均受到很大限制。另外，由于需要同時(shí)完成模型形狀與色彩的打印，現(xiàn)有3D彩色打印分辨率相對(duì)只完成模型形狀打印的單色打印機(jī)分辨率要低，即現(xiàn)有3D彩色打印模型表面有較明顯的打印等高線相對(duì)粗糙。另外現(xiàn)有3D彩色打印模型因種類單一，物理性能較差，模型只能滿足觀賞價(jià)值。
[0006]在單色打印方面，目前已經(jīng)有一百余種物理性能各異的耗材。和滿足生活中各類制品的性能要求，但顏色單一，使模型不夠美觀。
[0007]以上所述原因是目前3D打印產(chǎn)品難以進(jìn)入大眾生活的重要因素之一。在這種情況下，高清晰、高對(duì)比度、低成本的上色方式將可以將3D彩色打印質(zhì)量大幅提升的同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大3D彩色打印的應(yīng)用范圍，為3D彩色打印注入新的活力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種3D打印模型的上色裝置及方法，它利用3D軟件單獨(dú)生成模型貼圖，結(jié)合已有的水轉(zhuǎn)印原理，無(wú)需增加其它特殊設(shè)備即可在單色模型上準(zhǔn)確上色。
[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0010]一種3D打印產(chǎn)品上色裝置，包括水平操作臺(tái)，在所述水平操作臺(tái)上設(shè)有透明水箱，所述透明水箱一側(cè)位于水平操作臺(tái)上設(shè)有一圓孔，在所述圓孔內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)支架，水平操作臺(tái)主要為水箱與旋轉(zhuǎn)支架提供穩(wěn)定水平支撐，所述水平操作臺(tái)上設(shè)有兩個(gè)方形槽，在所述水平操作臺(tái)底部的四個(gè)支腳上安裝有可旋轉(zhuǎn)伸縮腳，可旋轉(zhuǎn)伸縮腳主要為了方便調(diào)整操作臺(tái)的水平；
[0011]所述透明水箱的側(cè)面設(shè)有水平線，轉(zhuǎn)印時(shí)將會(huì)在透明水箱內(nèi)盛有適量的水和放置印有貼圖的水披覆膜，并通過(guò)調(diào)節(jié)可旋轉(zhuǎn)伸縮腳來(lái)確保水面高度與水平線平行；
[0012]所述旋轉(zhuǎn)支架為可旋轉(zhuǎn)“[”字形支架，所述旋轉(zhuǎn)支架包括穿設(shè)在圓孔中的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有旋轉(zhuǎn)把手，在所述轉(zhuǎn)軸上端連接有旋轉(zhuǎn)支撐，所述旋轉(zhuǎn)支撐上設(shè)有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌上連接有上水平支撐臂，所述上水平支撐臂可在導(dǎo)軌上上下滑動(dòng)，在所述上水平支撐臂上通過(guò)緊固螺桿連接有兩個(gè)卡臂，卡臂可在上水平支撐臂上滑動(dòng)，并可以通過(guò)緊固螺桿進(jìn)行位置固定，所述轉(zhuǎn)軸底部位于水平操作臺(tái)下部連接有垂直轉(zhuǎn)軸的下水平支撐臂，在所述下水平支撐臂上安裝有兩個(gè)激光筆，所述激光筆可以在下水平支撐上滑動(dòng)，所述方形槽主要為底部激光筆發(fā)出的兩束光提供良好通道。
[0013]本發(fā)明的3D產(chǎn)品上色方法是:
[0014]1)先通過(guò)旋轉(zhuǎn)把手將旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)90度，預(yù)先將被印對(duì)象通過(guò)調(diào)節(jié)卡臂固定在上水平支撐臂上，并在被印對(duì)象上設(shè)置兩個(gè)參照點(diǎn)，并且要確保參照點(diǎn)朝下；
[0015]2)再打開兩支激光筆，調(diào)整激光筆，使其光點(diǎn)穿過(guò)方形槽對(duì)準(zhǔn)預(yù)先設(shè)置的兩個(gè)參昭占.
[0016]3)再通過(guò)旋轉(zhuǎn)把手將旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)回原來(lái)角度；
[0017]4)再將電腦生成的3D打印模型貼圖打印在水披覆膜上，貼在被印對(duì)象上，空白水披覆膜可在市面上買到；
[0018]5)噴好保護(hù)油墨劑后將其晾干，然后在四周貼上紙膠帶，去掉水披覆膜上的保護(hù)紙，將水披覆膜靜置于水面上，此時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)水披覆膜在水面上的位置使水披覆膜上的參照點(diǎn)分別與激光筆在水披覆膜上的光點(diǎn)重合；
[0019]6)噴好活化劑后通過(guò)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌使上水平支撐臂勻速下降，直至被印對(duì)象完全浸入水中；
[0020]7)將殘余水披覆膜劃向透明水箱四周，通過(guò)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌使上水平支撐臂升起；
[0021]8)噴水清洗被印對(duì)象上未完全溶解的水披覆膜殘留物，晾干后噴上保護(hù)光油，整個(gè)上色過(guò)程完成。
[0022]本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種定位裝置，它利用激光3點(diǎn)一線的原理，給模型貼圖上的特征點(diǎn)、與模型上的特征點(diǎn)準(zhǔn)確定位提供參照，使操作人員可以輕松完成準(zhǔn)確定位。
[0023]本發(fā)明方法和專用裝置的工作原理是這樣的，電腦生成3D打印模型貼圖相當(dāng)于將3D模型表面完整剝開拉平，水披覆轉(zhuǎn)印主要是通過(guò)水的壓力和水披覆膜可隨水面自由伸縮將電腦轉(zhuǎn)化成的平面貼圖再逆向轉(zhuǎn)印到3D打印模型上。
[0024]本發(fā)明充分發(fā)揮了傳統(tǒng)二維打印的圖像高清晰低成本與單色3D打印的高精度設(shè)備與耗材低成本，大大提升了彩色3D打印的精度與色彩清晰度，同時(shí)總體成本大大降低。與目前全彩3D打印的表面圖像模糊、模型精度低、設(shè)備和耗材成本高得缺點(diǎn)形成鮮明對(duì)t匕。另外現(xiàn)有全彩打印模型類似于陶瓷，易碎，只能觀賞。而單色打印模型材質(zhì)相對(duì)廣泛，性能優(yōu)越，通過(guò)本專利實(shí)現(xiàn)上色之后應(yīng)用范圍大大提升，為3D打印產(chǎn)品全面進(jìn)入人們生活片掃清視覺單調(diào)的障礙。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]1)上述上色方式可以將現(xiàn)有先進(jìn)的2D打印清晰度高、對(duì)比度高的優(yōu)勢(shì)與3D單色打印分辨率高、成本低的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，使最終模型更加精致美觀。
[0027]2)上述上色方式，可以充分利用已有的2D圖像處理方式，對(duì)圖像完成美化。大大簡(jiǎn)化對(duì)技術(shù)人員的技能要求。
[0028]3)上述上色方式客服了以往的曲面上色方式在復(fù)雜表面產(chǎn)生的氣泡，大大提升了上色質(zhì)量。
[0029]4)本發(fā)明的3D彩色模型可以是3D全彩人像、3D全彩玩偶、3D全彩建筑模型、3D全彩仿制文物。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明實(shí)