熔融沉积成型3D打印机混色装置的研究

当前基于熔融沉积成型的桌面级3D打印机的大部分打印头装置只能打印一种颜色的耗材,打印出来的物体颜色单一,为了解决这一问题,在分析了整个3D打印头装置的基础上,运用TRIZ理论对3D打印头进行了创新设计,设计出一种双进料单挤出的打印头装置,该打印头装置能将两种颜色的耗材融化混合,并从同一喷嘴挤出,实现混色打印。运用UG有限元模块对所设计机构进行了温度场的模拟分析,最终对装置进行了试验,验证了温度场分析的正确性,达到了混色要求,为3D打印机混色装置的进一步研究提供了理论依据。

基于喷头切换系统的多色3D打印机设计

针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机打印产品颜色单一的问题,该文研发了一款由多个送料机构相互配合,通过PLC控制喷头模组切换喷头的FDM多色3D打印机。通过搭建整机实验平台进行三维模型产品打印测试,测试使用0.4 mm直径的喷头,设置挤出层高0.1 mm、打印速度120 mm/s,以蓝、绿、黄、橙4种颜色丝状PLA耗材作为原料,实验结果表明该3D打印机可以精确、稳定地完成多色模型的快速成型打印,为FDM多色3D打印提供了新的思路。

FDM型混色3D打印机的设计

针对目前桌面级3D打印机普遍仅支持单色打印的问题,在熔融挤压堆积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)并联臂单色3D打印机的基础上通过改进喷头结构、编写上位机控制软件,实现了一种无需更换喷头、耗材,无需后处理,可一次成型多色、渐变色的3D打印方案。将单进料—单挤出喷头改进为双进料—单挤出结构,通过上位机软件设置2种不同颜色耗材的送料比例,不同颜色和比例的耗材在加热块内熔融后再通过单喷头挤出便可打印出不同的颜色。上位机控制软件还具有自定义混色方案、混色效果预览的功能。

一种基于BP神经网络的彩色打印机标定模型

彩色打印机打印色彩色度值与输入的数字图像象素值之间存在着非常复杂的非线性关系,按传统方法建立的打印机标定模型往往不能很好地反映打印机的特性。在研究中,利用BP神经网络理论,提出并建立了按色相角范围对实验数据分类的打印机标定模型。由于BP网络良好的非线性模拟和逼近特性,标定模型达到了较高的精度,欲打印色彩色度值与标定后实际打印色彩色度值之间的色差平均值远远小于人眼可以识别色差的阈值,标定精度要求适用于以彩色打印机作为输出设备色彩管理系统的色域匹配环节。

数字影像系统颜色再现实验研究

为实现彩色图像在数字化复制过程中的精确颜色再现,提出一种数字影像系统颜色再现实验方案。分析了数字影像系统的颜色再现原理,基于多项式回归法建立数字图像设备的色度特征化模型,设计由数码相机和彩色打印机组成的数字影像系统的颜色再现处理实验方案,以KODAK Q-60(IT8.7/2)标准色靶的264个色块为检验样本,考察该方案的有效性及其颜色再现精度。实验结果表明:当颜色样本位于数码相机和彩色打印机色域内时,平均/最大色差为3.85/12.96CIELab色差单位。该方案不需通过计算机操作系统和第3方图像处理软件,而是直接修正图像像素的三基色值,实现被摄物体或彩色原稿的颜色信息从数码相机成像采集到彩色打印机硬拷贝输出这一完整过程的高精度颜色再现。

FDM彩色3D打印机挤出装置结构设计

色彩信息是一个物体不可或缺的元素,当前基于FDM的3D打印机无法完成彩色3D打印,从而阻碍了3D打印件视觉表现力。为了解决这一问题,在深入研究FDM 3D打印机工作原理的基础上,对传统3D打印机挤出装置进行了改进,设计了一套基于CMYK-W的彩色3D打印机挤出装置。通过打印试验,将打印件的色彩信息与标准比色卡比对,验证了所设计的彩色3D打印机挤出装置达到设计要求,为彩色3D打印技术的进一步研究提供了一种有效的解决方案。

自抗扰控制器在无主轴凹印机套色控制的应用

无主轴凹版印刷机自动套色控制系统要求版辊根据套印偏差及其变化趋势按要求转动一定距离从而平稳快速地消除偏差。采用自抗扰控制器(ADRC),在没有对象的精确模型时,可实现干扰补偿。在此基础上又将推导出的无主轴凹印机粗基本模型与AD-RC相结合,得出新的控制算法。仿真和实验结果表明,该复合型自抗扰控制器具有良好的动态性能,且对负载变化及扰动都有很好的鲁棒性。

基于Yule-Nielsen方程及YNSN模型的喷墨打印机颜色特性化研究

为在打印系统中准确再现颜色,本研究首先利用Yule-Nielsen方程对打印的CMYK单色梯尺进行特性化分析,确定了不同光源下使测量值和预测值之间的平均色差及平均光谱均方差达到最小的最优化n值,建立了四色梯尺理论网点面积率和有效网点面积率间的查找表（LUTs）,然后利用光谱式YNSN模型对四色叠印色块进行特性化分析,获得最优化n值。实验结果表明:使不同光源下的色差及光谱均方差达到最小的最优化n值是不同的;该喷墨打印机的最优化n值大致在0.91.1之间,此时A、D50、D65三种光源下的平均色差值基本都在34之间,平均sRMS为0.018,已经达到相当高的预测精度。

基于视觉模型的色彩半色调技术

视觉模型半色调技术通过对仪器显示和人眼视觉系统的研究来最佳展示图像,提高图像的色彩质量效果,依赖于显示和人眼接受的准确模。基于视觉模型的最小二成法半色调技术能够很好地检测图像质量,客观地可以得到图像打印的质量效果。

熔融沉积成型混色打印机的设计与实现

针对当前熔融沉积成型(FDM)打印机普遍只能打印单色零件的问题,设计了一种送丝机构与三进料挤出头相配合的混色打印机。设计了一种由几何信息和材料信息结合导出的统一接口文件,为混色打印机的运动系统和送丝系统提供了驱动数据源,通过调节色彩细分量并给三进料挤出头输送两种颜色的丝材打印出了两种颜色梯度渐变效果不同的零件。最后给三进料挤出头输送三种颜色的丝材也可打印出色彩更加丰富的零件。设计的混色打印机可一次成型梯度渐变色、多色的零件,为FDM彩色3D打印技术的进一步研究提供了参考。