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CN110001053A - 光固化彩色3d打印方法 - Google Patents

光固化彩色3d打印方法 Download PDF

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CN110001053A
CN110001053A CN201810010815.6A CN201810010815A CN110001053A CN 110001053 A CN110001053 A CN 110001053A CN 201810010815 A CN201810010815 A CN 201810010815A CN 110001053 A CN110001053 A CN 110001053A
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CN
China
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color
layer
printing
data
light
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CN201810010815.6A
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陈朋旸
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Kinpo Electronics Inc
XYZ Printing Inc
Original Assignee
Kinpo Electronics Inc
XYZ Printing Inc
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Publication date
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Priority to JP2018119069A priority patent/JP6621873B2/ja
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Abstract

本发明提出一种光固化彩色3D打印方法，运用于包括光源模块、上色模块及成型平台的光固化彩色3D打印机。方法是操作成型平台下降预设层高，依据一层的物件打印数据操作光源模块照射成型平台以固化成型平台上的光固化材料为一层切层实体模型，依据相同层的色彩打印数据操作上色模块对切层实体模型进行上色；及重复执行上述操作直到彩色3D实体模型打印完成。本发明经由结合光固化成型技术及自动上色技术，可提供较佳的打印效率，并可生成具有高精细度的彩色3D实体模型。

Description

光固化彩色3D打印方法
技术领域
本发明涉及3D打印方法，特别涉及光固化彩色3D打印方法。
背景技术
相较于使用热塑性材料(如PLA(聚乳酸)材料)的FDM(熔融沉积成型)3D打印机，使用光固化材料(如光敏树脂)的光固化3D打印机，如数字光处理(DLP)3D打印机或光固化(SLA)3D打印机，具有高打印效率与高打印解析度等优点。
现有的光固化3D打印机虽具有上述优点，然而，现有的光固化3D打印机仅可生成单色的3D实体模型，并无法满足使用者对于彩色3D实体模型的需求，而亟待更有效的方案被提出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光固化彩色3D打印方法，可使用光固化成型技术及自动上色技术来产生彩色3D实体模型。
于一实施例中，一种光固化彩色3D打印方法，运用于一光固化彩色3D打印机，其中，该光固化彩色3D打印机包括一光源模块、一上色模块及一成型平台，该光固化彩色3D打印方法包括以下步骤：a)控制该成型平台下降一预设层高；b)依据一层的物件打印数据控制该光源模块照射该成型平台以固化该成型平台上的光固化材料为一层切层实体模型；c)依据相同层的色彩打印数据控制该上色模块对该切层实体模型进行上色；及，d)重复执行该步骤a)至该步骤c)以堆叠所有该切层实体模型为一彩色3D实体模型。
于一实施例中，该光固化彩色3D打印方法于该步骤a)之前更包括以下步骤：e1)载入一彩色3D物件数据；e2)依据该彩色3D物件数据的一几何信息产生该多层物件打印数据；及，e3)依据该彩色3D物件数据的一色彩信息产生该多层色彩打印数据。
于一实施例中，各层的该物件打印数据是2D影像，各层的该色彩打印数据是彩色2D影像，该步骤b)是依据该物件打印数据的各像素的像素值调整该光源模块的各光点的亮度来照射该成型平台的对应位置，该步骤c)是依据该色彩打印数据的各像素的像素值对该切层实体模型的对应位置进行上色。
于一实施例中，该步骤e3)包括以下步骤：e31)依据该色彩信息产生该多层色彩打印数据；及，e32)对至少一层的该色彩打印数据进行修改以缩减该色彩打印数据的一上色区域。
于一实施例中，该步骤e32)是于判断任一层的该色彩打印数据是中间层时缩减该色彩打印数据的该上色区域。
于一实施例中，一种光固化彩色3D打印方法，运用于一光固化彩色3D打印机，其中，该光固化彩色3D打印机包括一光源模块、一上色模块及一成型平台，该光固化彩色3D打印方法包括以下步骤：a)控制该成型平台下降一预设层高；b)依据一层的色彩打印数据控制该上色模块对该成型平台上的光固化材料进行上色；c)依据相同层的物件打印数据控制该光源模块照射该成型平台以固化已上色的该光固化材料为一层切层实体模型；及，d)重复执行该步骤a)至该步骤c)以堆叠所有该切层实体模型为一彩色3D实体模型。
于一实施例中，该光固化彩色3D打印方法于该步骤a)之前更包括以下步骤：e1)载入一彩色3D物件数据；e2)依据该彩色3D物件数据的一几何信息产生该多层物件打印数据；及，e3)依据该彩色3D物件数据的一色彩信息产生该多层色彩打印数据。
于一实施例中，各层的该色彩打印数据是彩色2D影像，各层的该物件打印数据是2D影像，该步骤b)是依据该色彩打印数据的各像素的像素值对位于该成型平台的对应位置的该光固化材料进行上色，该步骤c)是依据该物件打印数据的各像素的像素值调整该光源模块的各光点的亮度来照射该成型平台的对应位置。
于一实施例中，该步骤e3)包括以下步骤：e31)依据该色彩信息产生该多层色彩打印数据；及，e32)对至少一层的该色彩打印数据进行修改以缩减该色彩打印数据的一上色区域。
于一实施例中，该步骤e32)是于判断任一层的该色彩打印数据是中间层时缩减该色彩打印数据的该上色区域。
于一实施例中，该步骤b)是控制该上色模块喷印不同颜色的该光固化材料至该成型平台以进行上色。
本发明经由结合光固化成型技术及自动上色技术，可提供较佳的打印效率，并可生成具有高精细度的彩色3D实体模型。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一实施例的3D打印系统的架构图；
图2为本发明一实施例的3D打印机的示意图；
图3为本发明第一实施例的3D打印方法的流程图；
图4为本发明第二实施例的3D打印方法的流程图；
图5为本发明第三实施例的切层处理的流程图；
图6为本发明第四实施例的色彩切层处理的流程图；
图7A为本发明一实施例的3D打印的第一剖视示意图；
图7B为本发明一实施例的3D打印的第二剖视示意图；
图7C为本发明一实施例的3D打印的第三剖视示意图；
图7D为本发明一实施例的3D打印的第四剖视示意图；
图8A为本发明一实施例的3D打印的第一俯视示意图；
图8B为本发明一实施例的3D打印的第二俯视示意图；
图8C为本发明一实施例的3D打印的第三俯视示意图；
图8D为本发明一实施例的3D打印的第四俯视示意图；
图9A为本发明一实施例的3D打印的第一剖视示意图；
图9B为本发明一实施例的3D打印的第二剖视示意图；
图9C为本发明一实施例的3D打印的第三剖视示意图；
图9D为本发明一实施例的3D打印的第四剖视示意图；
图10A为本发明一实施例的3D打印的第一俯视示意图；
图10B为本发明一实施例的3D打印的第二俯视示意图；
图10C为本发明一实施例的3D打印的第三俯视示意图；及
图10D为本发明一实施例的3D打印的第四俯视示意图。
其中，附图标记：
1…光固化彩色3D打印机
10…控制模块
11…光源模块
12…上色模块
13…连接模块
14…人机界面
15…记忆模块
150…打印软件
16…驱动模块
17…成型平台
18…成型槽
180…光固化材料
181…已上色的光固化材料
182…切层实体模型
2…电子装置
20…切层软件
30、31…切层实体模型
30’、31’…已上色的切层实体模型
310…上色区域
311…留白区域
40、41…已上色的光固化材料
40’、41’…已上色的切层实体模型
410…上色区域
411…挖空区域
410’…已上色的切层实体模型
h…预设层高
S10-S15…第一打印步骤
S20-S25…第二打印步骤
S30-S33…切层步骤
S40-S41…色彩切层步骤
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
首先，请同时参阅图1、2，图1为本发明一实施例的3D打印系统的架构图，图2为本发明一实施例的3D打印机的示意图。如图所示，本发明揭露了一种3D打印系统，可结合光固化技术与自动上色技术来打印彩色3D实体模型。3D打印系统主要包括用以安装于电子装置2(如桌上型电脑、笔记型电脑、云端服务器或智能型手机)的切层软件20及光固化彩色3D打印机1(下称3D打印机1)。
于一实施例中，切层软件20储存于电子装置2的记忆体(图未标示)。前述记忆体是非暂态电脑可读记录媒体，切层软件20记录有电脑可执行的程序码。电子装置2的处理器(图未标示)执行切层软件20后，可载入对应彩色3D物件的彩色3D物件数据，并对彩色3D物件数据执行后述的切层处理的各步骤。
3D打印机1(如上所述光固化打印机)可包括光源模块11、上色模块12、连接模块13、人机界面14、记忆模块15、驱动模块16及电性连接上述模块的控制模块10。并且，3D打印机1还包括成型平台17与成型槽18。
光源模块11用以朝向成型平台17的指定位置发射光束。于一实施例中，光源模块11是线光源和面光源，并设置有多个光点。控制模块10可控制光源模块11的多个光点同时点亮、同时熄灭或部分发亮，而可同时对多个打印位置进行照射。
于一实施例中，光源模块11是点光源(如单点激光发射器)。控制模块10可控制振镜模块(图未标示)快速改变振镜模块的多个菱镜的角度，藉此于极短时间(如0.01秒)内改变光束所照射的打印位置，而可使光源模块11模拟近似线光源或面光源的照射效果。
于一实施例中，光源模块11与上色模块12连接驱动模块16。经由驱动模块16的驱动，光源模块11与上色模块12可受控制模块10控制来对成型平台17上的指定位置进行照光或上色。
上色模块12用以对成型平台17上的指定位置的光固化材料180进行上色以产生已上色的光固化材料181或对已打印的切层实体模型182进行上色以产生有色的切层实体模型。
于一实施例中，上色模块12包括多个喷墨头及分别连接多个喷墨头的多个颜色(如青色(Cyan)、洋红色(Magenta)、黄色(Yellow)及黑色(blacK))的墨匣，而可经由调色来实现全彩喷墨打印。
于一实施例中，上色模块12还连接存放透光的光固化材料或有色(如白色或浅色)的光固化材料的耗材供应装置。上色模块12可先经由喷墨技术来对所存放的光固化材料进行调色以产生任意颜色的光固化材料，再将调色后的光固化材料喷至成型平台17上以于施加光照后固化为任意色的切层实体模型。
于一实施例中，上色模块12包括多个耗材供应装置。各耗材供应装置分别存放不同色的光固化材料。上色模块12可经由喷印不同色的光固化材料至成型平台17上以于施加光照后固化为不同色的切层实体模型。
连接模块13(如USB模块、Wi-Fi模块或其他有线/无线连接模块)用以连接外部装置(如电子装置2)以接收数据(如后述的打印数据)。
人机界面14(如按键、显示器、指示灯、蜂鸣器或上述任意组合)用以接受使用者操作并输出打印相关信息。
记忆模块15用以储存数据，如储存打印软件150(打印软件150可为但不限于3D打印机1的固件或操作系统)。控制模块10用以控制3D打印机1。
于一实施例中，记忆模块15是非暂态电脑可读记录媒体，打印软件150记录有电脑可执行的程序码。控制模块10执行打印软件150后，可控制光源模块11及上色模块12执行后述的打印处理的各步骤。
于一实施例中，切层软件20亦可储存于3D打印机1的记忆模块15中。具体而言，控制模块10执行切层软件20及打印软件150后可执行后述的切层处理及打印处理的各步骤。
驱动模块16用以控制光源模块11、上色模块12、成型平台17及/或成型槽18于一或多个轴向(如X-Y-Z三轴)中移动以进行打印。
成型槽18用以容置光固化材料，如光敏树脂(UV curable resin)，前述光固化材料为液态材料，并可经由照光来加以固化。并且，前述光固化材料可为透光的光固化材料或有色(如白色或灰色的光固化材料)。
值得一提的是，不同于显示器(具有发射光线的特性)是采用三原光的色彩空间，由于墨水具有吸收光线的特性，于2D印刷技术中必须采用印刷四原色(即青色、洋红色、黄色及黑色)的色彩空间，并且，墨水的载体(如印刷纸)必须为白色或其他可反射大部分色光的浅色。
为提供最佳上色品质并降低印刷色差，于一实施例中，本发明是采用白色或浅色的光固化材料(如成型槽18所容置的光固化材料或耗材供应装置所提供的光固化材料)。并且，上色模块12的多个喷头是连接印刷三原色(即青色、洋红色及黄色)或印刷四原色(即印刷三原色与黑色)的多个墨匣。
成型平台17连接驱动模块16并设置于成型槽18中，用以承载所打印的彩色3D实体模型，并可受控制模块10控制来于成型槽18中升降以改变光固化材料的液面于成型平台17的垂直位置，但不以此限定。
于一实施例中，成型平台17是固定设置，而成型槽18连接驱动模块16，而可被驱动模块16驱动来进行升降以改变光固化材料的液面于成型平台17的垂直位置。
续请一并参阅图3、图7A至图8D，图3为本发明第一实施例的3D打印方法的流程图，图7A为本发明一实施例的3D打印的第一剖视示意图，图7B为本发明一实施例的3D打印的第二剖视示意图，图7C为本发明一实施例的3D打印的第三剖视示意图，图7D为本发明一实施例的3D打印的第四剖视示意图，图8A为本发明一实施例的3D打印的第一俯视示意图，图8B为本发明一实施例的3D打印的第二俯视示意图，图8C为本发明一实施例的3D打印的第三俯视示意图，图8D为本发明一实施例的3D打印的第四俯视示意图。本发明各实施例的光固化彩色3D打印方法(下称3D打印方法)可由图1至图2所示的任一3D打印系统来加以实现。当3D打印机1执行打印软件150后可执行本发明各实施例的打印处理的各步骤。
本实施例的3D打印方法是先打印一层切层实体模型，再对所打印的切层实体模型进行上色。相较于直接对液态的光固化材料进行上色，本实施例经由对固化的切层实体模型进行上色，可有效避免所喷印墨水发生晕染，而可有效提升上色精细度。本实施例的3D打印方法包括以下步骤。
步骤S10：3D打印机1的控制模块10自记忆模块15读取多层的物件打印数据及多层的色彩打印数据。
具体而言，前述各层的物件打印数据是用以描述一层的切层物件的外形，当光源模块11依据各层的物件打印数据对成型平台17上的光固化材料180进行照射后，可制造出外型对应此切层物件的一层切层实体模型。并且，前述各色彩打印数据是用以描述各层的切层物件的色彩分布，当上色模块12依据各层的色彩打印数据对目标物(如切层实体模型或光固化材料)进行上色后，可使目标物的色彩与切层物件的色彩相对应。
于一实施例中，各层的物件打印数据及各层的色彩打印数据皆包括一层数值，控制模块10可依据前述层数值来决定各层的物件打印数据及各层的色彩打印数据的打印顺序(如自最低的层数值开始打印，或自最高的层数值开始打印)。
于一实施例中，3D打印机1可经由连接模块13自电子装置2接收多层的物件打印数据及多层的色彩打印数据，并储存于记忆模块15中。
于一实施例中，电子装置2可载入对应彩色3D物件的彩色3D物件数据，并对所载入的彩色3D物件数据执行切层处理来产生前述多层的物件打印数据及多层的色彩打印数据(容后详述)。
步骤S11：控制模块10依序选择多层的物件打印数据的其中之一，并选择相同层的色彩打印数据(如选择第一层的物件打印数据及色彩打印数据)。接着，如图7A所示，控制模块10控制驱动模块16来将成型平台17下降以使成型平台17的平面(若成型平台17上有已打印的切层实体模型，则为已打印的切层实体模型的顶端)与光固化材料的液面之间的距离为预设层高(如图7A所示的预设层高h，预设层高可为0.1mm)。
值得一提的是，前述预设层高h可为预设的固定值(即使用者或控制模块10无法任意变更预设层高h)、由使用者输入设定、或是由控制模块10计算产生，不加以限定。
举例来说，控制模块10可依据物件打印数据的层数与3D打印机1可打印的最大模型高度来调整预设层高h。以200层物件打印数据与最大模型高度40cm为例，控制模块10可设定预设层高h为0.2mm。
于另一例子中，控制模块10可对使用者所输入的层高进行校正。以200层物件打印数据与最大模型高度40cm为例，控制模块10可判断层高不得大于0.2mm。当使用者所输入的层高(如0.4mm)不符上述限制时，控制模块10可经由人机界面14发出警示或自动修正使用者所输入的层高为0.2mm并作为预设层高h。
步骤S12：控制模块10依据所选择的该层物件打印数据控制光源模块11对成型平台17进行照射以固化成型平台上的光固化材料为一层切层实体模型(如图7A及图8A所示的切层实体模型30)。
于一实施例中，各物件打印数据为2D影像，控制模块10依据所选择的2D影像的各像素的像素值调整对应的光点的亮度，并依据各像素于成型平台17中所对应的位置，控制各光点进行照射，以打印一层切层实体模型30。
于一实施例中，各物件打印数据的像素值范围是对应光源模块11的各光点的变化数量。控制模块10是依据各物件打印数据的各像素的位置来选择对应的光点，并依据各物件打印数据的各像素的像素值来调整所选择的光点的亮度。
举例来说，若光源模块11为二元光源模块(即各光点仅有亮、灭两种变化)，则物件打印数据的像素值范围为0-1(即物件打印数据为黑白影像)。于另一例子中，若光源模块11为数字光模块(如各光点可有256种亮度变化)，则物件打印数据的像素值范围为0-255(即物件打印数据为8位元灰阶影像)。
步骤S13：控制模块10依据相同层的色彩打印数据判断已打印的切层实体模型30是否需上色。
于一实施例中，控制模块10于相同层的色彩打印数据不存在时，判断已打印的切层实体模型30不需上色。
于一实施例中，控制模块10于相同层的色彩打印数据无色彩(如色彩打印数据为透明的2D影像)或仅包括特定色彩(如色彩打印数据为白色的2D影像)时，判断已打印的切层实体模型30不需上色。
若控制模块10判断已打印的切层实体模型30需上色，则执行步骤S14。否则，控制模块10执行步骤S15。
步骤S14：控制模块10依据相同层的色彩打印数据控制上色模块12对已打印的切层实体模型30进行上色以生成已上色的切层实体模型(如图7B及图8B所示的已上色的切层实体模型30’)。
于一实施例中，上色模块12包括多个喷墨头及多色墨匣，而可使用喷墨技术来对已打印的切层实体模型30的各位置喷印墨水。
于一实施例中，控制模块10依据相同层的色彩打印数据(如彩色2D影像)的色彩分布(如各像素的像素值)控制上色模块12调色并于切层实体模型30的对应位置进行喷印上色。
于一实施例中，控制模块10可依据色彩打印数据所对应的切层实体模型30于整个彩色3D实体模型中的位置来调整上色区域的范围。
举例来说，控制模块10于依据色彩打印数据判断已打印的切层实体模型属于顶层(即最后一层)或底层(即第一层)时，控制上色模块12对已打印的切层实体模型的全部表面进行上色，并于判断已打印的切层实体模型是中间层时控制上色模块12对已打印的切层实体模型的部分表面(如外侧的部分表面)进行上色。
于图7A、图7B、图8A及图8B所示的例子中，切层实体模型30为底层，上色模块12可对切层实体模型30的全部表面进行上色来生成已上色的切层实体模型30’。
于图7C、图7D、图8C及图8D所示的例子中，切层实体模型31为中间层，上色模块12可仅对切层实体模型31的外侧表面进行上色来生成已上色的切层实体模型31’。即已上色的切层实体模型31’会包括上色区域310及留白区域311。藉此，本实施例经由缩减上色区域可有效缩短上色时间并减少墨水用量。
步骤S15：控制模块10判断是否完成打印。具体而言，控制模块10是依据当前选择的打印数据(即物件打印数据或色彩打印数据)的层数值来判断是否完成打印，即，判断当前选择的打印数据是否为最后一层打印数据。
若当前选择的打印数据为最后一层打印数据，表示所有切层实体模型已被打印并完成上色，并已堆叠成为彩色3D实体模型。
若控制模块10判断完成打印，则结束3D打印方法。否则，控制模块10再次执行步骤S11至步骤S14，以选择其他打印数据，如控制驱动模块16选择第二层打印数据并将成型平台17再次下降预设层高以使第一层已上色的切层实体模型30’与液面距离为预设层高h，依据第二层物件打印数据控制光源模块11对成型平台17进行照射以固化第一层切层实体模型30上的光固化材料为第二层切层实体模型31(如图7C及图8C所示)，依据第二层色彩打印数据控制上色模块12对第二层切层实体模型31进行上色以生成第二层已上色的切层实体模型31’(如图7D及图8D所示)。
本发明经由结合光固化成型技术及自动上色技术，可提供较佳的打印效率，并可生成具有高精细度的彩色3D实体模型。
续请一并参阅图4、图9A至图10D，图4为本发明第二实施例的3D打印方法的流程图图9A为本发明一实施例的3D打印的第一剖视示意图，图9B为本发明一实施例的3D打印的第二剖视示意图，图9C为本发明一实施例的3D打印的第三剖视示意图，图9D为本发明一实施例的3D打印的第四剖视示意图，图10A为本发明一实施例的3D打印的第一俯视示意图，图10B为本发明一实施例的3D打印的第二俯视示意图，图10C为本发明一实施例的3D打印的第三俯视示意图，图10D为本发明一实施例的3D打印的第四俯视示意图。
本实施例的3D打印方法是先对光固化材料进行上色，再对上色后的光固化材料施加光照以形成一层已上色的切层实体模型。相较于对固化的切层实体模型进行上色可能会使各层切层实体模型之间因墨水涂层而降低黏合力，本实施例经由先对液态的光固化材料进行染色再进行固化，由于各层切层实体模型之间并无墨水涂层，可有效提升各层切层实体模型之间的黏合力，而可有效提升彩色3D实体模型的强度。本实施例的3D打印方法包括以下步骤。
值得一提的是，本实施例的步骤S20、S21、S22、S23、S24及S25是分别与图3所示的步骤S10、S11、S13、S12、S14及S15相同或相似，其差异仅在于执行顺序的不同。
步骤S20：控制模块10自记忆模块15读取多层的物件打印数据及多层的色彩打印数据。
步骤S21：控制模块10依序选择多层的物件打印数据的其中之一，并选择相同层的色彩打印数据(如选择第一层的物件打印数据及色彩打印数据)。接着，控制模块10控制驱动模块16来将成型平台17下降预设层高(如图9A所示，成型平台17下降预设层高h)。
步骤S22：控制模块10依据所选择的该层色彩打印数据判断是否需对成型平台17上的光固化材料进行上色。
若控制模块10判断成型平台17上的光固化材料需上色，则执行步骤S23。否则，控制模块10执行步骤S24。
步骤S23：控制模块10依据相同层的色彩打印数据控制上色模块12对成型平台17上的光固化材料进行上色以生成已上色的光固化材料(如图9A及图10A所示已上色的光固化材料40)。
步骤S24：控制模块10依据相同层的物件打印数据控制光源模块11对成型平台17进行照射以固化成型平台上的已上色的光固化材料40为一层已上色的切层实体模型(如图9B及图10B所示的已上色的切层实体模型40’)。
步骤S25：控制模块10判断是否完成打印。具体而言，控制模块10是判断当前选择的打印数据是否为最后一层打印数据。
若控制模块10判断完成打印，则结束3D打印方法。否则，控制模块10再次执行步骤S21至步骤S24，如选择其他打印数据。如控制驱动模块16选择第二层打印数据并将成型平台17再次下降预设层高以使第一层已上色的切层实体模型40’与液面距离为预设层高h，并依据第二层色彩打印数据控制上色模块12对第二层的光固化材料进行上色以生成第二层已上色的光固化材料41(如图9C及图10C所示)，并依据第二层物件打印数据控制光源模块11对第二层已上色的光固化材料41进行照射生成第二层已上色的切层实体模型41’(如图9D及图10D所示)。
续请参阅图5，为本发明第三实施例的切层处理的流程图。于本实施例中，电子装置2或3D打印机1(后续说明中以电子装置2执行切层软件20为例)于执行前述打印处理(即步骤S10-S15或步骤S20-S25)前可先执行切层软件20来执行切层处理以依据对应彩色3D物件的彩色3D物件数据产生前述多层的物件打印数据及多层的色彩打印数据。本实施例的3D打印方法更包括用以执行切层处理的以下步骤。
步骤S30，电子装置2自记忆体读取预存的一组彩色3D物件数据。前述彩色3D物件数据是用来描述一组彩色3D物件，并记录有彩色3D物件的几何信息(如彩色3D物件的各顶点的座标值或彩色3D物件的形状)及色彩信息(如彩色3D物件的各部位的色彩值)。更进一步地，电子装置2于读取彩色3D物件数据后，可绘制所对应的彩色3D物件，并显示于电子装置2的显示器。
步骤S31，电子装置2对所载入的彩色3D物件数据执行物件切层处理来产生多层的物件打印数据。具体而言，于切层处理中，电子装置2依据彩色3D物件数据的几何信息产生多层物件打印数据，各层物件打印数据分别具有依照顺序排序的一个层数值，并分别用以描述切割彩色3D物件后所产生的各层切层物件的轮廓。
于一实施例中，各层物件打印数据为用以描述各层切层物件的轮廓的一张2D影像，当光源模块11依据各2D影像的各像素的像素值照射成型平台上的光固化材料后可制造出对应各层切层物件的各层切层实体模型。
于一实施例中，各层物件打印数据(如一段G-code)为用以描述各层切层物件的轮廓的一段打印路径，当光源模块11依据各打印路径照射成型平台上的光固化材料后可制造出对应各层切层物件的各层切层实体模型。
步骤S32，电子装置2对所载入的彩色3D物件数据执行色彩切层处理来产生多层的色彩打印数据。具体而言，电子装置2依据彩色3D物件数据的色彩信息产生多层色彩打印数据，各层色彩打印数据分别具有依照顺序排序的一个层数值，并分别用以描述切割彩色3D物件后所产生的各层切层物件的色彩。
于一实施例中，各层色彩打印数据为一张彩色2D影像，当上色模块12依据各层色彩打印数据进行调色及喷印后可对各层的切层实体模型的各位置进行上色。
于一实施例中，若任一层的物件打印数据所对应的切层实体模型不须上色，则电子装置2于色彩切层处理中可不产生此层的色彩打印数据。
值得一提的是，多层物件打印数据的最大层数是与多层色彩打印数据的最大层数相同。举例来说，若彩色3D物件可被切割成一百层切层物件，则对彩色3D物件数据执行切层处理后会产生一百层物件打印数据及一百层色彩打印数据。一百层物件打印数据分别对应至一百层切层物件(层数值为1至100)的轮廓。一百层色彩打印数据分别对应至一百层切层物件(层数值为1至100)的色彩。
步骤S33，电子装置2输出切层处理所产生的多层物件打印数据与多层色彩打印数据，如将多层物件打印数据与多层色彩打印数据传送至3D打印机1的连接模块13。
藉此，本发明可有效将对应彩色3D物件的彩色3D物件数据转换为多层物件打印数据与多层色彩打印数据。
续请一并参阅图5及图6，图6为本发明第四实施例的色彩切层处理的流程图。相较于图5所示的实施例，本实施例的切层处理的步骤S32包括以下步骤。
步骤S40，电子装置2对所载入的彩色3D物件数据执行色彩切层处理来产生多层色彩打印数据。
于一实施例中，电子装置2对各物件打印数据所对应的各切层物件的外部色彩进行分析，并产生对应的彩色2D影像。
步骤S41，电子装置2经由修改各层色彩打印数据来设定各层色彩打印数据的上色区域。具体而言，电子装置2可依据各层色彩打印数据于所有层色彩打印数据中的位置来设定各层色彩打印数据的上色区域。
于一实施例中，电子装置2于判断任一层色彩打印数据为底层(即第一层)或顶层(即最后一层)时可依据相邻层(即第二层或倒数第二层)的物件打印数据所对应的切层物件的尺寸来设定所选择的色彩打印数据的上色区域。更进一步地，设定后的色彩打印数据的上色区域可与相邻层的切层物件的尺寸相同。
于一实施例中，电子装置2于判断任一层色彩打印数据为中间层时可自中心缩减此层色彩打印数据的上色区域。
举例来说，电子装置2可将色彩打印数据的上色区域设定为所对应的切层物件的上表面的外侧。
更进一步地，当控制模块10依据缩减后的一层色彩打印数据进行上色(如图9C及图10C所示的已上色的光固化材料41)时，将可缩小上色面积(如图10C所示的已上色的光固化材料41包括上色区域410及挖空区域411(即未上色区域)，而可减少色料的用量。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种光固化彩色3D打印方法，运用于一光固化彩色3D打印机，其特征在于，该光固化彩色3D打印机包括一光源模块、一上色模块及一成型平台，该光固化彩色3D打印方法包括以下步骤：
a)控制该成型平台下降一预设层高；
b)依据一层的物件打印数据控制该光源模块照射该成型平台以固化该成型平台上的光固化材料为一层切层实体模型；
c)依据相同层的色彩打印数据控制该上色模块对该切层实体模型进行上色；及
d)重复执行该步骤a)至该步骤c)以堆叠所有该切层实体模型为一彩色3D实体模型。
2.如权利要求1所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，于该步骤a)之前更包括以下步骤：
e1)载入一彩色3D物件数据；
e2)依据该彩色3D物件数据的一几何信息产生该多层物件打印数据；及
e3)依据该彩色3D物件数据的一色彩信息产生该多层色彩打印数据。
3.如权利要求2所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，各层的该物件打印数据是2D影像，各层的该色彩打印数据是彩色2D影像，该步骤b)是依据该物件打印数据的各像素的像素值调整该光源模块的各光点的亮度来照射该成型平台的对应位置，该步骤c)是依据该色彩打印数据的各像素的像素值对该切层实体模型的对应位置进行上色。
4.如权利要求2所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，该步骤e3)包括以下步骤：
e31)依据该色彩信息产生该多层色彩打印数据；及
e32)对至少一层的该色彩打印数据进行修改以缩减该色彩打印数据的一上色区域。
5.如权利要求4所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，该步骤e32)是于判断任一层的该色彩打印数据是中间层时缩减该色彩打印数据的该上色区域。
6.一种光固化彩色3D打印方法，运用于一光固化彩色3D打印机，其特征在于，该光固化彩色3D打印机包括一光源模块、一上色模块及一成型平台，该光固化彩色3D打印方法包括以下步骤：
a)控制该成型平台下降一预设层高；
b)依据一层的色彩打印数据控制该上色模块对该成型平台上的光固化材料进行上色；
c)依据相同层的物件打印数据控制该光源模块照射该成型平台以固化已上色的该光固化材料为一层切层实体模型；及
d)重复执行该步骤a)至该步骤c)以堆叠所有该切层实体模型为一彩色3D实体模型。
7.如权利要求6所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，于该步骤a)之前更包括以下步骤：
e1)载入一彩色3D物件数据；
e2)依据该彩色3D物件数据的一几何信息产生该多层物件打印数据；及
e3)依据该彩色3D物件数据的一色彩信息产生该多层色彩打印数据。
8.如权利要求7所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，各层的该色彩打印数据是彩色2D影像，各层的该物件打印数据是2D影像，该步骤b)是依据该色彩打印数据的各像素的像素值对位于该成型平台的对应位置的该光固化材料进行上色，该步骤c)是依据该物件打印数据的各像素的像素值调整该光源模块的各光点的亮度来照射该成型平台的对应位置。
9.如权利要求7所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，该步骤e3)包括以下步骤：
e31)依据该色彩信息产生该多层色彩打印数据；及
e32)对至少一层的该色彩打印数据进行修改以缩减该色彩打印数据的一上色区域。
10.如权利要求9所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，该步骤e32)是于判断任一层的该色彩打印数据是中间层时缩减该色彩打印数据的该上色区域。
11.如权利要求7所述的光固化彩色3D打印方法，其特征在于，该步骤b)是控制该上色模块喷印不同颜色的该光固化材料至该成型平台以进行上色。
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