CN105751495A - 立体打印装置及其打印补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体打印装置及其打印补偿方法。此立体打印装置包括盛槽、光源模块、螺杆、平台、存储单元以及控制器。存储单元存储补偿参数表。此补偿参数表记录关联于至少一打印解析度的多个偏移向量，且这些偏移向量分别对应至多个打印高度其中之一。打印解析度决定立体目标的切层厚度。在打印立体目标期间，控制器利用补偿参数表对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的打印坐标信息打印立体目标。

Description

立体打印装置及其打印补偿方法

技术领域

本发明是有关于一种打印装置，且特别是有关于一种立体打印装置及其打印补偿方法。

背景技术

近年来，随着科技的日益发展，许多利用逐层建构模型等加成式制造技术(additivemanufacturingtechnology)来建造物理三维(threedimensional,简称3D)模型的不同方法已纷纷被提出。一般而言，加成式制造技术是将利用计算机辅助设计(computeraideddesign,简称CAD)等软件所建构的3D模型的设计数据转换为连续堆叠的多个薄横截面层。于此同时，许多可以成型多个薄横截面层的技术手段也逐渐被提出。举例来说，立体打印装置的成型平台或打印模块通常可在依据3D模型所建构的空间坐标XYZ中沿着Z轴上升或下降，从而使建构材料逐渐堆叠出3D模型所展示的立体目标。

以通过光源固化建构材料而形成立体目标的技术为例，成型平台适于浸入盛装在盛槽中的液态成型材中，而光源模块在XY平面上照射作为建构材料的液态成型材，以使液态成型材被固化，并堆叠在成型平台上。如此，通过成型平台沿着轴向Z逐层移动，即可使液态成型材逐层固化并堆叠成立体目标。由此可知，由于立体打印装置是通过各个部件之间的配合与相互作动而打印出立体目标，因此各个部件的元件质量与设置都会影响立体打印装置的打印质量。尤其是，倘若带动成型平台上下移动的螺杆质量不佳，或带动成型平台上下移动的螺杆的同心度落差太大，将导致成型平台在升降过程中产生XY平面上的位移，而导致光源模块无法将照射光打到预期的照射位置上。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种立体打印装置及其打印补偿方法，通过利用对应至不同打印高度的偏移向量来对立体打印信息进行补偿，可避免立体目标的表面或边缘产生锯齿状的现象并提升立体打印的打印质量。

本发明提出一种立体打印装置，用以打印一立体目标，所述立体打印装置包括盛槽、光源模块、螺杆、平台、存储单元以及控制器。盛槽用以盛装液态成型材，而光源模块发射一光束且配置于盛槽的下方。螺杆可移动地配置于光源模块上方，而平台与螺杆的一端连结。存储单元存储补偿参数表。此补偿参数表记录关联于至少一打印解析度的多个偏移向量，且这些偏移向量分别对应至多个打印高度其中之一。打印解析度决定立体目标的切层厚度。控制器耦接光源、螺杆以及存储单元。在打印立体目标期间，控制器利用补偿参数表对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的打印坐标信息打印立体目标。

在本发明的一实施例中，上述的立体目标包括分别对应至这些打印高度的多个切层目标，而上述的打印坐标信息包括分别对应至这些打印高度的多个切层打印坐标。当平台随螺杆上升切层厚度而位于这些打印高度中的当前打印高度时，控制器利用当前打印高度所对应的这些偏移向量其中之一对当前打印高度所对应的这些切层目标其中之一的这些切层打印坐标其中之一进行参数补偿。

在本发明的一实施例中，上述的控制器依据参数补偿后的打印坐标信息控制光源模块的照射路径，以固化被照射的液态成型材，而在平台上形成立体目标。

在本发明的一实施例中，上述的打印解析度包括第一打印解析度与第二打印解析度，而切层厚度包括对应至第一打印解析度的第一切层厚度与对应至第二打印解析度的第二切层厚度。

在本发明的一实施例中，上述的基于切层厚度所产生的这些偏移向量包括对应至第一切层厚度的多个第一偏移向量以及对应至第二切层厚度的多个第二偏移向量。

在本发明的一实施例中，若第一打印解析度与第二打印解析度呈现倍数关系且第一打印解析度所对应的切层厚度小于第二打印解析度所对应的切层厚度，这些第二偏移向量的全部分别与这些第一偏移向量的部分相同，且这些第一偏移向量与这些第二偏移向量都记录于同一补偿参数表之中。

在本发明的一实施例中，若第一打印解析度与第二打印解析度呈现非倍数关系，补偿参数表包括第一类补偿参数表以及第二类补偿参数表，且这些第一偏移向量记录于第一类补偿参数表之中，而这些第二偏移向量记录于第二类补偿参数表之中。

在本发明的一实施例中，当立体打印装置依据第一切层厚度打印立体目标时，控制器利用这些第一偏移向量对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿。当立体打印装置依据第二切层厚度打印立体目标时，控制器利用这些第二偏移向量对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿。

在本发明的一实施例中，在建立上述的补偿参数表期间，图像获取装置设置于螺杆上，而控制器控制螺杆沿一轴向移动致使图像获取装置依次位于这些打印高度上。与此同时，控制器控制图像获取装置朝光源模块所发射的光束获取图像，从而获取分别关联于这些打印高度的参考图像与多个校正图像。参考图像记录光束所形成的参考光点的参考位置，这些校正图像记录光束所形成的多个校正光点的多个光点位置。控制器逐一比对参考位置与各光点位置，从而获取分别关联于这些打印高度的这些偏移向量。

从另一观点来看，本发明提出一种打印补偿方法，所述方法包括下列步骤。提供图像获取装置与立体打印装置，而此立体打印装置包括发射一光束的光源、螺杆以及存储单元。接着，控制螺杆移动，致使设置于螺杆上的该图像获取装置沿一轴向移动。每当图像获取装置随螺杆移动一切层厚度，控制图像获取装置朝光束获取图像，从而获取分别关联于多个打印高度的一参考图像与多个校正图像。分别比对参考图像上光束所形成的参考位置与这些校正图像上光束所形成的多个光点位置，从而产生多个偏移向量。记录分别关联于这些打印高度的这些偏移向量于补偿参数表中，并将补偿参数表存储于存储单元中。在打印立体目标期间，利用补偿参数表对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的打印坐标信息打印立体目标。

基于上述，在本发明的一实施例中，立体打印装置的存储单元存储有关联于至少一打印解析度的补偿参数表，此补偿参数表记录有对应至各个打印高度的偏移向量。因此，在立体打印装置的制造过程中，可针对个别的立体打印装置提供对应的补偿参数表，以补偿因螺杆的升降而导致平台在打印平面上发生位移的偏移量。如此，每当立体打印装置打印立体目标时，记录于存储单元中的偏移向量可用来对立体打印信息进行调整，从而提升立体打印装置的打印质量。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例所示出的打印状态下的立体打印装置的示意图；

图2A为依据本发明一实施例所示出的立体打印装置的局部示意图；

图2B为依据本发明一实施例所示出的补偿参数表的范例示意图；

图3是依照本发明的一实施例所示出的执行补偿参数表建立程序的立体打印装置的示意图；

图4是依照本发明一实施例所示出的校正图像与参考图像的范例示意图；

图5是依照本发明一实施例所示出的打印补偿方法的流程图；

图6是依据本发明一实施例所示出的立体打印装置的示意图。

附图标记说明：

100、600：立体打印装置；

110、110a：控制器；

120、120a：盛槽；

130、130a：光源模块；

140、140a：螺杆；

150、150a：平台；

102：液态成型材；

128、128a：底部；

30：立体目标；

30a、30b：切层目标；

L1、L2、L3、L4、L’1、L’2、L’3、L’4：切层目标；

S1：承载面；

T1、T2：切层厚度；

Ta_1：补偿参数表；

H4、H’4：第四打印高度；

160：图像获取装置；

180、180a：存储单元；

190：光源；19L：光束；

H1：第一打印高度；

H2：第二打印高度；

H3：第三打印高度；

H5～H8：打印高度；

Img_1：参考图像；

Img_2、Img_3：校正图像；

P1、P2、P3：光点；

V1、V2、V3、V4：偏移向量；

S501～S506：本发明一实施例所述的打印补偿方法的各步骤。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合附图的各实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列各实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号。

图1是依照本发明的一实施例所示出的打印状态下的立体打印装置的示意图。请参照图1，本实施例的立体打印装置100适于依据一数字立体模型信息打印出一立体目标。在本实施例中，数字立体模型信息可为一立体数字图像文件，其可例如由一电脑主机通过计算机辅助设计(computer-aideddesign，简称CAD)或动画建模软件等建构而成，并将此数字立体模型信息切割为多个横截面信息，使立体打印装置100可依据包括横截面信息的打印坐标信息依次制作出多个切层目标，其中所述切层目标堆叠而形成立体目标。

请参照图1，在本实施例中，立体打印装置100为光固化(StereoLithography，简称SL)立体打印装置，其包括控制器110、盛槽120、光源模块130、螺杆140、平台150以及存储单元180。在此同时提供直角坐标系以便于描述相关构件及其运动状态。

控制器110例如是中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，简称DSP)、可编程控制器、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，简称ASIC)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogicDevice，简称PLD)或其他类似装置或这些装置的组合，本发明对此不限制。详细来说，控制器110依据打印坐标信息控制立体打印装置100的各个部件的作动，以将成型材料反复打印在平台150上直到生成整个立体目标。

存储单元180例如是任意型式的固定式或可移动式随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)、只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)、快闪存储器(Flashmemory)、硬盘或其他类似装置或这些装置的组合，记录有控制立体打印装置100正常操作的控制参数等信息。值得一提的是，存储单元180还存储有用以进行打印补偿的补偿参数表。也就是说，控制器110可读取存储单元180中的补偿参数表，从而依据补偿参数表所记录的偏移向量来进行打印补偿。

盛槽120用以装盛液态成型材102，而螺杆140以及平台150构成可移动的成型平台。螺杆140受控于控制器110而沿Z轴可移动地配置于盛槽120上，致使连接螺杆140的平台150可一同于盛槽120上方沿Z轴升降。平台150包括承载面S1并设置于螺杆140的一端。承载面S1与螺杆140的轴心垂直。藉此，平台150与螺杆140的部分能移出盛槽120或移入盛槽120并浸置于液态成型材102中。

在本实施例中，光源模块130设置于盛槽120的下方，且光源模块130包括激光元件及/或振镜模块。激光元件适于发出激光光，振镜模块适于将激光光投射至液态成型材102。然而，本发明并不限制光源模块130的种类及组成元件。举例来说，液态成型材102例如是光敏树脂，而光源模块130则是用以提供能固化光敏树脂的波段的光线，例如紫外光或是激光光等。以光源模块130为激光光源为例，控制器110可依据打印坐标信息控制光源模块130，致使光源模块130依赖射束定位技术而将激光光束照射至盛槽110的底部128上的特定位置。

进一步来说，控制器110控制光源模块130照射光线于平台150上，以固化平台150的承载面S1与盛槽120的底部128之间的液态成型材，并通过控制螺杆140的移动，使得平台150从盛槽120的底部128沿Z轴远离，而得以逐层固化立体目标30的多个切层目标。如图1所示，立体目标30包括刚形成于底部128上的切层目标30a、堆叠于切层目标30a上方的切层目标30b以及堆叠于切层目标30b上方的其他切层目标。

也就是说，在控制器110依据打印坐标信息控制光源模块130照射液态成型材102而产生切层目标30b之后，控制器110控制螺杆140沿Z轴上升一个切层厚度T1。之后，控制器110再次依据打印坐标信息控制光源模块130照射液态成型材102来产生堆叠于切层目标30b下方的切层目标30a。基于上述可知，立体目标30由多个切层目标堆叠而成，且各个切层目标的切层厚度T1(单位：毫米)一致，其中立体打印装置100的打印解析度可决定立体目标30的切层厚度T1。在一范例实施例中，立体打印装置100的打印解析度可定义为与切层厚度T1相同，但本发明并不以此为限。举例而言，立体打印装置100的打印解析度可以是0.1(mm)、0.05(mm)或是0.025(mm)。但本发明并不以此为限，立体打印装置100的打印解析度与切层厚度T1可依照实际需求而设定。

换言之，每当控制器110控制平台150移动至相对于底部128的多个打印高度其中之一，控制器110控制光源模块130依据打印坐标信息照射液态成型材102，使各个切层目标可逐一固化于平台150与盛槽120的底部128之间。于此，打印高度可定义为平台150的承载面S1至盛槽120的底部128之间的距离。如此，层层堆叠的多个切层目标就得以逐渐构成完整的立体目标。

由此可知，由于打印坐标信息中各个切层目标所对应的原始切层打印坐标是一致的，因此螺杆140以及平台150于升降期间的XY平面上的位移将影响立体目标30的成型质量。举例而言，原本预期为平整的表面可能因为螺杆140的同心度一致性不佳而变成锯齿状的表面。更具体来说，若螺杆140的同心度的误差太大，将各个切层目标的堆叠将因为平台150于XY平面上的位移而发生错位的现象。

在本范例实施例中，存储单元180存储补偿参数表。此补偿参数表记录关联于至少一打印解析度的多个偏移向量，且这些偏移向量分别对应至多个打印高度其中之一。也就是说，对应至各个打印高度的偏移向量为平台150在不同打印高度上的XY平面上的位移方向与位移量。在立体打印装置100打印立体目标30期间，控制器110利用补偿参数表对立体目标30的打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的打印坐标信息打印立体目标30。

为了详细说明补偿参数表以及立体打印装置如何依据补偿参数表进行打印补偿，以下列举一细部实施范例来进行说明。图2A为依据本发明一实施例所示出的立体打印装置的局部示意图，图2B为依据本发明一实施例所示出的补偿参数表的范例示意图。请同时参照图2A以及图2B，在本范例实施例中，切层目标L1、切层目标L2、切层目标L3以及切层目标L4依次堆叠于平台150以及盛槽120的底部128之间。各个切层目标L1～L4的切层厚度T2取决于一打印解析度。如图2A所示，当平台150位于打印高度H4时，切层目标L4可固化于平台150以及盛槽120的底部128之间。

在本范例中，打印中的立体目标包括分别对应至第一打印高度H1、第二打印高度H2、第三打印高度H3以及第四打印高度H4的切层目标L1～L4，而立体目标的打印坐标信息包括分别对应至这些打印高度H1～H4的多个切层打印坐标。请参照图2B，补偿参数表Ta_1记录有分别对应至打印高度H1～H4的偏移向量V1、偏移向量V2、偏移向量V3以及偏移向量V4。基此，当平台150随螺杆上升切层厚度T2而依次位于这些打印高度H1～H4时，控制器依次利用对应的偏移向量V1～V4对每一切层目标L1～L4的切层打印坐标进行参数补偿。于是，控制器110可依据参数补偿后的打印坐标信息控制光源模块130的照射路径，以固化被照射的液态成型材102，而在平台150上形成立体目标。

在图2A的范例中，假设第四打印高度H4为当前打印高度。基此，当平台150随螺杆上升切层厚度T2而位于当前打印高度(第四打印高度H4)时，控制器利用当前打印高度所对应的偏移向量V4对当前打印高度所对应的切层目标L4的切层打印坐标进行参数补偿。更详细来说，控制器110可依据参数补偿后的切层目标L4的切层打印坐标来控制光源模块130的照射路径，以固化被照射的液态成型材102，而在平台150上形成切层目标L4。需特别说明的是，虽然图2A与图2B所示的范例是以四个打印高度为例进行说明，但本发明并不以此为限，本领域技术人员应可依据前述的说明而推知其他数量的偏移向量的实施方式。

值得一提的是，立体打印装置一般具有多个不同的打印解析度，供操作者进行选择。不同的打印解析度将对应至不同的切层厚度。也就是说，当立体打印装置依据不同的打印解析度进行打印时，平台所处的打印高度也将因为切层厚度的差异而有所差异。因此，当立体打印装置依据不同的打印解析度进行打印时，用以进行补偿的偏移向量也将有所区别。

具体来说，在一实施例中，立体打印装置的打印解析度可包括第一打印解析度R1与第二打印解析度R2，而切层厚度包括对应至第一打印解析度R1的第一切层厚度a1与对应至第二打印解析度R2的第二切层厚度a2。因此，存储于存储单元180中的偏移向量包括对应至第一切层厚度a1的多个第一偏移向量以及对应至第二切层厚度a2的多个第二偏移向量。

若第一打印解析度R1与第二打印解析度R2呈现倍数关系，第一打印解析度R1所对应的部分的打印高度将与第二打印解析度R2所对应的每一个打印高度相同。因此，关联于第一打印解析度R1的多个第一偏移向量与关联于第二打印解析度R2的多个第二偏移向量可从同一个补偿参数表中获取出来。

举例来说，表1为依据本发明一实施例所示出的补偿参数表的范例。需特别说明的是，表1是关联于第一打印解析度R1的补偿参数表。

表1

打印高度	补偿向量
		H8	V8
H7	V7
		H6	V6
H5	V5
		H4	V4
H3	V3
		H2	V2
H1	V1

若第一打印解析度R1与第二打印解析度R2呈现倍数关系且第一打印解析度R1所对应的切层厚度小于第二打印解析度R2所对应的切层厚度，无论立体打印装置依据第一打印解析度R1或第二打印解析度R2来进行打印，立体打印装置仅需要存储例如表1所示的单一个补偿参数表。

举例来说，假设第二打印解析度R2为第一打印解析度R1的两倍(2*R1＝R2)，则第二打印解析度R2所对应的切层厚度为第一打印解析度R1所对应的切层厚度的两倍。基此，当立体打印装置依据第一打印解析度R1打印立体目标时，平台将逐渐上升并依次位于打印高度H1～H8。当立体打印装置依据第二打印解析度R2打印立体目标时，平台将逐渐上升并依次位于打印高度H2、H4、H6、H8。相对应的，当立体打印装置依据第一打印解析度R1打印立体目标时，立体打印装置利用表1中所有的偏移向量V1～V8依次进行补偿。当立体打印装置依据第二打印解析度R2打印立体目标时，立体打印装置利用表1中部分的偏移向量H2、H4、H6、H8依次进行补偿。

此外，假设第二打印解析度R2为第一打印解析度R1的四倍(4*R1＝R2)，则第二打印解析度R2所对应的切层厚度为第一打印解析度R1所对应的切层厚度的两倍。基此，当立体打印装置依据第二打印解析度R2打印立体目标时，平台将逐渐上升并依次位于打印高度H4、H8。相对应的，当立体打印装置依据第二打印解析度R2打印立体目标时，立体打印装置利用表1中部分的偏移向量H4、H8依次进行补偿。

也就是说，第二打印解析度R2所对应的这些第二偏移向量的全部分别与这些第一偏移向量的部分相同，且这些第一偏移向量与这些第二偏移向量皆记录于同一补偿参数表之中。基于表1的相关说明可知，倘若立体打印装置的多个打印解析度呈现倍数关系，立体打印装置仅需要通过单一个参数补偿表就可对不同解析度下的立体目标的打印坐标信息进行补偿。

另一方面，若第一打印解析度R1与第二打印解析度R2呈现非倍数关系，第一打印解析度R1所对应的每一个打印高度将不会与第二打印解析度R2所对应的部分打印高度完全一致。因此，关联于第一打印解析度R1的多个第一偏移向量与关联于第二打印解析度R2的多个第二偏移向量分别记录于相异的补偿参数表中。换言之，若第一打印解析度与第二打印解析度呈现非倍数关系，补偿参数表包括第一类补偿参数表以及第二类补偿参数表，且这些第一偏移向量记录于第一类补偿参数表之中，而这些第二偏移向量记录于第二类补偿参数表之中。

承上述，当立体打印装置依据对应至第一打印解析度R1的第一切层厚度打印立体目标时，控制器利用这些第一偏移向量对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿。当立体打印装置依据对应至第二打印解析度R2的第二切层厚度打印立体目标时，控制器利用这些第二偏移向量对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿。

以下将进一步说明如何建立补偿参数表。图3是依照本发明的一实施例所示出的执行补偿参数表建立程序的立体打印装置的示意图。请参照图3，本实施例的图像获取装置160以及光源190适于安装于图1所示的立体打印装置100上，用以检测螺杆140的稳定度。在本实施例中，控制器110耦接螺杆140以及图像获取装置160。通过将具有图像获取能力的装置设置于螺杆140上，在螺杆140升降过程中，图像获取装置160在各个打印高度上朝位置固定的光束获取对应于各个打印高度的多张图像，而这些图像记录有光束所形成的光点。如此，通过比较各张图像上光点的位置，可据以得知平台150因为螺杆140的影响而在各个打印高度上的偏移状态。换言之，通过比较各张图像上光点的位置可获取对应于各个打印高度的偏移向量，存储在存储单元180里的这些偏移向量可用以对立体打印信息进行补偿，以改善螺杆140与平台150于XY平面上的位移所引起的打印误差。

在本实施例中，光源190，例如是激光光源，可发出光束19L，光束19L的照射路径固定并与Z轴向平行。需特别说明的是，光源190可以是图1所示的光源模块130或是非光源模块的一可见光源。换言之，用来产生本发明的偏移向量的光源190可以是立体打印装置100的光源模块130，也可以是额外增设的可见光源。本发明对于光源190的实际实施形态并不限制，只要是可以发射出路径固定的光束的发光装置皆在本发明欲保护的范围内。

图像获取装置160可通过治具而可拆卸地固定于螺杆140之上，而光源190朝向图像获取装置160发射光束19L。基此，图像获取装置160所拍摄到的图像记录有光束19L所形成的光点。图像获取装置160随螺杆140的移动而一同沿Z轴升降。更具体来说，图像获取装置160例如可通过一夹具而固定于螺杆140上，并且随着螺杆140的移动从第一打印高度H1上升至第二打印高度H2。图像获取装置160可以是图像拍摄装置中的互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，简称CMOS)图像感测器或电荷耦合设备(Charge-coupledDevice，简称CCD)图像传感器。本发明对于图像获取装置160的实际实施形态并不限制，只要是具有图像获取功能的图像获取装置皆在本发明欲保护的范围内。

为了获取对应于每一打印高度的偏移向量，控制器110控制螺杆140移动，致使图像获取装置160沿轴向Z移动。图像获取装置160会在螺杆140的升降过程中连续获取可用以计算出偏移向量的多张图像。也就是说，本发明的立体打印装置100需先执行一补偿参数表建立程序来完成上述操作。

在本发明的补偿参数表建立程序中，控制器110可控制螺杆140上升，致使图像获取装置160依次从第一打印高度H1上升至第二打印高度H2以及第三打印高度H3。在另一实施例中，控制器110也可控制螺杆140下降，致使图像获取装置160依次从第三打印高度H3下降至第二打印高度H2以及第一打印高度H1。在一实施例中，为了获取对应至所有打印高度的偏移向量来进行打印补偿，补偿参数表建立程序期间的螺杆140将从可移动范围内的最高点下降至最低点，或者将从可移动范围内的最低点上升至最高点。

在执行补偿参数表建立程序期间，每当图像获取装置160随螺杆140移动一切层厚度，控制器110控制图像获取装置160朝光束19L获取图像，从而获取关联于多个打印高度的参考图像与多个校正图像。以图3为例来说，当图像获取装置160位于第一打印高度H1时，控制器110控制图像获取装置160朝光束19L获取第一张图像作为参考图像。之后，当图像获取装置160从第一打印高度H1上升切层厚度T1的距离并到达第二打印高度H2时，控制器110控制图像获取装置160朝光束19L获取第二张图像，上述第二张图像作为校正图像。接着，当图像获取装置160从第二打印高度H2移动到第三打印高度H3时，控制器110控制图像获取装置160朝光束19L再获取第三张图像，上述第三张图像同样作为校正图像。

依此类推，在执行补偿参数表建立程序期间，控制器10通过移动螺杆140以及图像获取装置160定期的拍照可获取多张图像，并将上述所有的图像视为多张校正图像与一参考图像。在一实施例中，控制器110可将图像获取装置160位于最低点或最高点所拍摄的图像作为参考图像。然而，参考图像可以是对应至多个打印高度其中的任一的图像，即为图像获取装置160所获取的全部图像中的任何一张，本发明对于参考图像的选择并不加以限制。

如此一来，在一实施例中，控制器110可自行依据校正图像与参考图像来计算出对应至各打印高度的偏移向量，并将计算结果存储于存储单元180中。在另一实施例中，控制器110可将校正图像与参考图像输出至计算能力更为强大的计算装置中，好让上述计算装置依据校正图像与参考图像来计算出对应至各打印高度的偏移向量，其中上述计算装置将计算结果输入并存储于存储单元180中。

进一步来说，参考图像记录光束19L所形成的参考光点的参考位置，校正图像记录光束19L所形成的多个校正光点的多个光点位置。控制器110可逐一比对参考位置与各个光点位置，从而获取分别关联于各个打印高度的各个偏移向量。

基此，存储单元180可记录分别关联于多个打印高度的多个偏移向量，而这些偏移向量是基于比对上述参考图像与各上述校正图像而产生。换言之，这些偏移向量可呈现出打印状态下平台150于XY平面上的位移量。于是，当立体打印装置100打印一立体目标时，控制器110可利用记录于存储单元180内的偏移向量对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的打印坐标信息打印立体目标。

进一步来说，待打印的立体目标包括分别对应至不同的打印高度的多个切层目标。也就是说，立体目标的打印坐标信息包括分别对应至多个打印高度的多个切层打印坐标，控制器110逐一利用记录于存储单元180内的偏移向量对相对应的多个切层打印坐标的进行补偿。基于对应至相同的打印高度，每一切层打印坐标通过对应的偏移向量来进行补偿。

为了详细说明如何依据校正图像与参考图像获取偏移向量，以下将举一范例进行说明。图4是依照本发明一实施例所示出的校正图像与参考图像的范例示意图。请一并参照图3与图4。在本范例中，立体打印装置100执行补偿参数表建立程序并基于切层厚度T1来产生用以进行打印补偿的偏移向量。此外，假设控制器110将图像获取装置160在第一打印高度H1上所获取的第一图像作参考图像。此外，本范例将以产生对应至三个打印高度的三个偏移向量为例进行说明，但本发明并不以此为限。切层厚度的实际数值、打印高度与偏移向量的实际数目可依照实际应用而设定。

在本范例中，由于用来对立体目标执行切层处理的厚度为切层厚度T1，因此第一打印高度H1与第二打印高度H2之间相差的高度差为切层厚度T1。相似的，第三打印高度H3与第二打印高度之间相差的高度差为也同为切层厚度T1。

当图像获取装置160位于第一打印高度H1时，控制器110控制图像获取装置160朝光源190获取图像而获取参考图像Img_1。接着，控制器110控制螺杆140上升一个切层厚度T1至第二打印高度H2。当图像获取装置160位于第二打印高度H2时，控制器110控制图像获取装置160朝光源190获取图像而获取校正图像Img_2。相似的，控制器110再控制螺杆140上升一个切层厚度T1至第三打印高度H3。当图像获取装置160位于第三打印高度H3时，控制器110控制图像获取装置160朝光源190获取图像而获取校正图像Img_3。

由于在第一打印高度H1所获取的图像被视为参考图像，因此第一打印高度H1的偏移向量为零向量。另一方面，参考图像Img_1记录光束19L所形成的参考光点P1的参考位置，校正图像Img_2记录光束19L所形成的校正光点P2的光点位置。控制器110比对参考光点P1的参考位置与校正光点P2的光点位置，从而获取关联于第二打印高度H2的偏移向量V2。相似的，校正图像Img_3记录光束19L所形成的校正光点P3的光点位置，而控制器110比对参考光点P1的参考位置与校正光点P3的光点位置，从而获取关联于第二打印高度H3的偏移向量V3。

具体来说，控制器110可分析构成参考光点P1的象素信息以及构成校正光点P2与P3的象素信息，从而计算出偏移向量V2与V3。偏移向量V2与V3即代表因为螺杆140移动而产生的于XY平面上的偏移状态。存储单元180将偏移向量V2与V3记录下来。基于上述，每当立体打印装置100打印一立体目标之前，偏移向量将用来对立体目标的每一切层打印坐标进行参数补偿。

设置图像获取装置于立体打印装置的螺杆上，而光源朝图像获取装置发射光束。每当螺杆移动一个切层厚度，立体打印装置利用图像获取装置朝光源拍摄图像，以获取分别于多个打印高度下所获取的校正图像与参考图像。通过逐一比对校正图像上与参考图像上光束所形成的光点的位置，可取得关联于各打印高度的偏移向量。

可以知道的是，本发明的偏移向量是基于特定的切层厚度而产生的。然而，对应于具备不同打印解析度的立体打印装置来说，立体打印装置可能在不同的使用情境中依据不同的切层厚度来进行打印。基此，本发明的立体打印装置可针对不同解析度来产生并记录对应的偏移向量。然而，基于前述的说明可知，当这些打印解析度呈现倍数关系时，本发明的立体打印装置仅需要针对最小的打印解析度来建立一个补偿参数表，就可获取针对各个打印解析度进行打印补偿所需的每一个偏移向量。如此一来，即便立体打印装置100依据不同的切层厚度来进行立体打印，本发明的立体打印装置依然可利用事先建立好的偏移向量对立体打印信息进行补偿，从而避免立体打印装置的边缘不如预期的现象。

为了清楚且进一步详细说明本发明，图5是依照本发明一实施例所示出的打印补偿方法的流程图。请参照图5，在步骤S501中，提供图像获取装置与立体打印装置，而此立体打印装置包括发射一光束的光源、螺杆以及存储单元。接着，在步骤S502中，控制螺杆移动，致使设置于螺杆上的该图像获取装置沿一轴向移动。在步骤S503中，每当图像获取装置随螺杆移动一切层厚度，控制图像获取装置朝光束获取图像，从而获取分别关联于多个打印高度的一参考图像与多个校正图像。在步骤S504中，分别比对参考图像上光束所形成的参考位置与这些校正图像上光束所形成的多个光点位置，从而产生多个偏移向量。在步骤S505中，记录分别关联于这些打印高度的这些偏移向量于补偿参数表中，并将补偿参数表存储于存储单元中。在步骤S506中，在打印立体目标期间，利用补偿参数表对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的打印坐标信息打印立体目标。

图6是依据本发明一实施例所示出的立体打印装置的示意图。在本实施例中，立体打印装置600包括控制器110a、盛槽120a、光源模块130a、螺杆140a、平台150a以及存储单元180a。请同时参考图1与图6，立体打印装置600的立体成型原理与图1所示的立体打印装置100相似。图6所示的控制器110a、盛槽120a、光源模块130a、螺杆140a、平台150a以及存储单元180a的功能与图1所示的控制器110、盛槽120、光源模块130、螺杆140、平台150以及存储单元180的功能相同或相似。

需注意的是，在本实施例中，光源130a配置于盛槽120a的上方，而同样配置于盛槽120a的上方的螺杆140a以及平台150a的移动路径不干涉光源130a照射液态成型材102。本实施例不同于前述实施例的是，在光源130a照射液态成型材102的过程中，螺杆140a以及平台150a在液态成型材102中往远离光源130a的方向移动，并逐渐靠近盛槽120a的底部128a。如此，随着平台150a沿Z轴逐层移动，其所经位置的液态成型材102便能逐层地固化在平台150a上，最终形成立体目标。由此可知，本发明不限制光源160与130a的位置，其可依据需求作调整。

换言之，每当控制器110a控制平台150a移动至相对于底部128a的多个打印高度其中之一，控制器110a控制光源模块130a依据打印坐标信息照射液态成型材102，使各个切层目标可逐一固化于平台150a与液态成型材102的液体表面之间。于此，打印高度可定义为平台150a的承载面S1至盛槽120a的底部128a之间的距离。举例而言，当平台150a随螺杆140a移动至第四打印高度H’4，光源模块130a照射液态成型材102而使切层目标L’4固化成型于平台150a之上。如此，层层堆叠的多个切层目标就得以逐渐构成完整的立体目标。

相似的，存储单元180a可存储有一补偿参数表。此补偿参数表记录关联于至少一打印解析度的多个偏移向量，且该些偏移向量分别对应至多个打印高度其中之一。基此，在立体打印装置600打印立体目标期间，控制器110a利用补偿参数表对立体目标的打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的打印坐标信息打印立体目标。也就是说，每当平台150a往远离光源模块130a的方向移动至一打印高度时，控制器110a从存储单元180a所存储的补偿参数表中获取相对的偏移向量，并依据此偏移向量对相对应的切层目标的打印坐标信息进行补偿。然而，关于利用补偿参数表来进行补偿的内容可参照图1至图5的说明而得知，于此不再赘述。

综上所述，立体打印装置上的螺杆的质量好坏会影响立体目标的质量与打印结果。通过在不同打印高度上所拍摄的参考图像与校正图像，本发明的立体打印装置将因螺杆同心度不一致所产生的偏移向量记录下来，且这些偏移向量分别对应至每一层打印高度。如此，在依据不同打印解析度执行打印动作时，本发明的立体打印装置可读取存储于存储单元中的补偿参数表并且利用偏移向量来进行打印坐标的补偿，以补偿因螺杆的升降而导致平台于打印平面上发生位移的偏移量，藉此避免立体目标的表面或边缘产生锯齿状的现象并提升立体打印的打印质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种立体打印装置，用以打印一立体目标，其特征在于，包括：

一盛槽，用以盛装一液态成型材；

一光源模块，用于发射一光束，且配置于该盛槽的一侧；

一螺杆，可移动地配置于该盛槽上方；

一平台，与该螺杆的一端连结；

一存储单元，存储一补偿参数表，其中，该补偿参数表记录关联于至少一打印解析度的多个偏移向量，且该些偏移向量分别对应至多个打印高度其中之一，其中该至少一打印解析度决定该立体目标的至少一切层厚度；以及

一控制器，耦接该光源、该螺杆以及该存储单元，

其中，在打印该立体目标期间，该控制器利用该补偿参数表对该立体目标的一打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的该打印坐标信息打印该立体目标。

2.根据权利要求1所述的立体打印装置，其特征在于，该立体目标包括分别对应至该些打印高度的多个切层目标，该打印坐标信息包括分别对应至该些打印高度的多个切层打印坐标，

其中，当该平台随该螺杆上升该切层厚度而位于该些打印高度中的一当前打印高度时，该控制器利用该当前打印高度所对应的该些偏移向量其中之一对该当前打印高度所对应的该些切层目标其中之一的该些切层打印坐标其中之一进行参数补偿。

3.根据权利要求1所述的立体打印装置，其特征在于，该控制器依据参数补偿后的该打印坐标信息控制该光源模块的照射路径，以固化被照射的该液态成型材，而在该平台上形成该立体目标。

4.根据权利要求1所述的立体打印装置，其特征在于，该至少一打印解析度包括一第一打印解析度与一第二打印解析度，而该切层厚度包括对应至该第一打印解析度的一第一切层厚度与对应至该第二打印解析度的一第二切层厚度。

5.根据权利要求4所述的立体打印装置，其特征在于，基于该至少一切层厚度所产生的该些偏移向量包括对应至该第一切层厚度的多个第一偏移向量以及对应至该第二切层厚度的多个第二偏移向量。

6.根据权利要求5所述的立体打印装置，其特征在于，若该第一打印解析度与该第二打印解析度呈现倍数关系且该第一打印解析度所对应的切层厚度小于该第二打印解析度所对应的切层厚度，该些第二偏移向量的全部分别与该些第一偏移向量的部分相同，且该些第一偏移向量与该些第二偏移向量都记录于同一补偿参数表之中。

7.根据权利要求5所述的立体打印装置，其特征在于，若该第一打印解析度与该第二打印解析度呈现非倍数关系，该补偿参数表包括一第一类补偿参数表以及一第二类补偿参数表，且该些第一偏移向量记录于该第一类补偿参数表之中而该些第二偏移向量记录于该第二类补偿参数表之中。

8.根据权利要求4所述的立体打印装置，其特征在于，当该立体打印装置依据该第一切层厚度打印该立体目标时，该控制器利用该些第一偏移向量对该立体目标的该打印坐标信息进行参数补偿，

其中，当该立体打印装置依据该第二切层厚度打印该立体目标时，该控制器利用该些第二偏移向量对该立体目标的该打印坐标信息进行参数补偿。

9.根据权利要求1所述的立体打印装置，其特征在于，在建立该补偿参数表期间，一图像获取装置设置于该螺杆上，该控制器控制该螺杆沿一轴向移动致使该图像获取装置依次位于该些打印高度上，与此同时，该控制器控制该图像获取装置朝该光源模块所发射的一光束获取图像，从而获取分别关联于该些打印高度的一参考图像与多个校正图像，

其中，该参考图像记录该光束所形成的一参考光点的一参考位置，该些校正图像记录该光束所形成的多个校正光点的多个光点位置，该控制器逐一比对该参考位置与各该些光点位置，从而获取分别关联于该些打印高度的该些偏移向量。

10.一种打印补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一图像获取装置与一立体打印装置，其中，该立体打印装置包括发射一光束的一光源、一螺杆以及一存储单元；

控制该螺杆移动，致使设置于该螺杆上的该图像获取装置沿一轴向移动；

每当该图像获取装置随该螺杆移动一切层厚度，控制该图像获取装置朝该光束获取图像，从而获取关联于多个打印高度的一参考图像与多个校正图像；

分别比对该参考图像上该光束所形成的一参考位置与该些校正图像上该光束所形成的多个光点位置，从而产生多个偏移向量；

记录分别关联于该些打印高度的该些偏移向量于一补偿参数表中，并将该补偿参数表存储于该存储单元中；以及

在打印一立体目标期间，利用该补偿参数表对该立体目标的一打印坐标信息进行参数补偿，并依据参数补偿后的该打印坐标信息打印该立体目标。