一种基于高落差物体表面的喷墨打印方法、装置、设备与流程

本发明涉及喷墨打印，具体涉及3d喷墨打印打印技术，尤其涉及一种基于高落差物体表面的喷墨打印方法、装置、设备。

背景技术：

1、喷墨打印技术是一种非接触式的打印方式，它通过喷嘴将墨水或胶水以微小的液滴形式喷射到打印介质上，形成图像或文字。这种技术具有打印精度高、色彩鲜艳、噪音低等优点，广泛应用于各个领域，如印刷、广告、包装、电子等。然而，传统的喷墨打印技术主要应用于平面物体的打印，对于高落差的物体，如不规则物体的打印，则存在很大的挑战。

2、为了实现对于高落差的物体的喷墨打印操作，现有技术中开发了能够适应高落差打印的喷头，其能对应的最大高度差可达到20mm左右。这种喷头主要是通过提升打印喷头的作业电压，从而提升墨滴滴落的速度。然而，这种方法会增加打印喷头内部压电陶瓷的动作幅度，对喷头的使用寿命有极大的影响。

3、现有技术在对于高落差的物体的喷墨打印中存在的问题：

4、现有的喷墨打印设备使用的打印喷头一般对应的打印高度在1~2mm以内，打印高度越高，墨滴受空气阻力后期速度越低，从而墨滴出现不规则的飘散运动，出现打印不均一的现象（一般以打印的实际厚度不超出所需厚度的10%，认为均一性良好）。

5、由于物体打印面的弯曲或弯折，物体凹凸面或者折面单位面积上接受到的墨滴量不均一，导致打印非水平面上因厚度不均导致的水波纹的现象，整体的打印品质效果较差。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于高落差物体表面的喷墨打印方法、装置、设备；能在高落差的物体上实现均匀的喷墨打印，避免墨滴受空气阻力后期速度降低、落点精度降低，导致打印不均一的现象。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于高落差物体表面的喷墨打印方法，包括以下步骤：

3、获得待打印物体的尺寸数据；所述尺寸数据是根据打印物体的3d设计图或物体的实测尺寸，计算所需打印的打印部位的s以及各打印面垂直方向上的打印部位的s’，其中，s是表面积，s’是投影面积；

4、根据打印部位的s及打印部位的s’计算r，r是s与s’之间的比值；r为异面打印与水平面打印的相同厚度所需的打印胶水的体积比；

5、根据打印部位的s及打印部位的s’的比值r，选择设置对应的打印画布的灰度值和/或已色彩分离百分比。

6、进一步的，灰度值：正常默认水平面s打印所需设置的灰度值为1，根据计算得出的比值r，则打印面s’的灰度值需设定为r（灰度值与打印厚度即打印体积成线性关系）。已色彩分离百分比：打印面s设置的已色彩分离百分比的打印厚度为1，通过调整百分比的值，使得打印厚度与打印面s’的厚度比例关系为r，厚度比例关系即为体积关系（已色彩分离百分比的值与厚度非线性关系，已色彩分离百分比的值是通过测量打印水平面的厚度来确定的）。

7、本发明一个较佳方案中，尺寸数据包括不规则物体需打印的平面共有n个，每个需要打印的平面分别计为s1、s2、s3...sn-1、sn，通过对应的多边形的面积计算公式分别计算得出各面积：s1、s2、s3...sn-1、sn，计算出其垂直方向上的投影面积s1’、s2’、s3’...sn-1’、sn’。

8、本发明一个较佳方案中，尺寸数据包括不规则物体需打印的半球体或球冠的表面积，需要将球冠划分成n个球环区域；

9、且球环区域打印厚度差异≤5~30%，打印区域的划分根据打印的厚度差异要求进行划分；

10、每个球环的表面积及垂直投影面积分别计为sk、sk’;表面积sk及投影面积sk’分别计算为:

11、；

12、；

13、其中，sk是打印表面积，sk’是投影面积，r是半球体或球冠的半径，hk-1是球冠顶部距离打印球环k-1底部的高度，hk是球冠顶部距离打印球环k底部的高度。

14、本发明一个较佳方案中，打印画布的灰度值的调整适用于比值r≥1的情况，所述灰度值是通过打印墨滴的融合实现，且相邻的打印墨滴相融合，形成融合后的打印墨滴。

15、本发明一个较佳方案中，色彩分离百分比适用于比值r≤1的情况，已色彩分离百分比通过打印墨滴的排布，减少墨滴的量。

16、本发明一个较佳方案中，利用已色彩分离百分比或灰度等级实现厚度均一打印，相对于已色彩分离百分比，灰度值打印方案的打印后的胶层更加均匀。

17、进一步的，灰度值与r值是相等的关系；已色彩分离百分比的设定需要通过测量打印水平面的厚度来确定的，使得打印面s与打印面s’成关系r。

18、本发明一个较佳方案中，对于半球体或球冠体，使用灰度值方案设定不同灰度值的圆环形打印画布，以实现均一性打印。

19、本发明一个较佳方案中，当待打印物体的比值r≤1时，采用已色彩分离百分比进行喷墨打印，且r值越大则已色彩分离百分比取值越小；

20、和/或，当待打印物体的比值r≥1时，采用根据灰度值匹配进行喷墨打印，且r值越大则灰度值匹配取值越小。

21、本发明一个较佳方案中，一种基于高落差物体表面的喷墨打印装置，包括：

22、尺寸数据获取模块，用于获得待打印物体的尺寸数据；所述尺寸数据是根据打印物体的3d设计图或物体的实测尺寸，计算所需打印的打印部位的s以及各打印面垂直方向上的打印部位的s’，其中，s是表面积，s’是投影面积；

23、打印参数转化模块，用于根据打印部位的s及打印部位的s’计算r，r是s与s’之间的比值；r为异面打印与水平面打印的相同厚度所需的打印胶水的体积比；

24、打印参数参照匹配模块，用于根据打印部位的s及打印部位的s’的比值r，选择设置对应的打印画布的灰度值和/或已色彩分离百分比。

25、进一步的，灰度值与r值是相等的关系；已色彩分离百分比的设定需要通过厚度的的测量来确定的，使得打印面s与打印面s’成关系r。

26、本发明一个较佳方案中，一种基于高落差物体表面的喷墨打印设备，包括：

27、存储器；

28、处理器；

29、以及

30、计算机程序；

31、其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现基于高落差物体表面的喷墨打印方法。

32、本发明解决了背景技术中存在的缺陷：

33、本发明公开的一种基于高落差物体表面的喷墨打印方法、装置、设备；能在高落差的物体上实现均匀的喷墨打印，避免墨滴受空气阻力后期速度降低、落点精度降低，导致打印不均一的现象。

34、本发明能在不规则的物体上实现精确的喷墨打印，避免由于物体打印面的弯曲或弯折，导致样品凹凸面或者折面单位面积上接受到的墨滴量不均一、出现的水波纹现象。

技术特征：

1.一种基于高落差物体表面的喷墨打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于高落差物体表面的喷墨打印方法，其特征在于：所述尺寸数据包括不规则物体需打印的平面共有n个，每个需要打印的平面分别计为s1、s2、s3...sn-1、sn，通过对应的多边形的面积计算公式分别计算得出各面积：s1、s2、s3...sn-1、sn，计算出其垂直方向上的投影面积s1’、s2’、s3’...sn-1’、sn’。

3.根据权利要求1所述的基于高落差物体表面的喷墨打印方法，其特征在于：所述尺寸数据包括不规则物体需打印的半球体或球冠的表面积，需要将球冠划分成n个球环区域；

4.根据权利要求1所述的基于高落差物体表面的喷墨打印方法，其特征在于：打印画布的灰度值的调整适用于比值r≥1的情况，所述灰度值是通过打印墨滴的融合实现，且相邻的打印墨滴相融合，形成融合后的打印墨滴。

5.根据权利要求1所述的基于高落差物体表面的喷墨打印方法，其特征在于：色彩分离百分比适用于比值r≤1的情况，已色彩分离百分比通过打印墨滴的排布，减少墨滴的量。

6.根据权利要求2所述的基于高落差物体表面的喷墨打印方法，其特征在于：利用已色彩分离百分比或灰度等级实现厚度均一打印，相对于已色彩分离百分比，灰度值打印方案的打印后的胶层更加均匀。

7.根据权利要求3所述的基于高落差物体表面的喷墨打印方法，其特征在于：对于半球体或球冠体，使用灰度值方案设定不同灰度值的圆环形打印画布，以实现均一性打印。

8.根据权利要求3所述的基于高落差物体表面的喷墨打印方法，其特征在于：当待打印物体的比值r≤1时，采用已色彩分离百分比进行喷墨打印，且r值越大则已色彩分离百分比取值越小；

9.一种基于高落差物体表面的喷墨打印装置，其特征在于，包括：

10.一种基于高落差物体表面的喷墨打印设备，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种基于高落差物体表面的喷墨打印方法，包括以下步骤：获得待打印物体的尺寸数据；尺寸数据是根据打印物体的3D设计图或物体的实测尺寸，计算所需打印的打印部位的S以及各打印面垂直方向上的打印部位的S’，其中，S是表面积，S’是投影面积；根据S及S’计算r，r是S与S’之间的比值；r为异面打印与水平面打印的相同厚度所需的打印胶水的体积比；根据比值r，设置对应的打印画布的灰度值和/或已色彩分离百分比。本发明公开一种基于高落差物体表面的喷墨打印方法、装置、设备；能在高落差的物体上实现均匀的喷墨打印，避免墨滴受空气阻力后期速度降低、落点精度降低，导致打印不均一的现象。技术研发人员：张洋,王志祥,宋伟,史佳宇,王海林,李浩杰受保护的技术使用者：苏州优备精密智能装备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4