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龙图腾网获悉中国科学院空间应用工程与技术中心申请的专利基于位置及速度的3D打印同步曝光系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115923133B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211716103.9，技术领域涉及：B29C64/282；该发明授权基于位置及速度的3D打印同步曝光系统及方法是由李鑫;王功;刘兵山;刘晓冬;杨晨设计研发完成，并于2022-12-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于位置及速度的3D打印同步曝光系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于位置及速度的3D打印同步曝光系统及方法，包括光源、光源开关、光源运动系统、光源曝光持续时间定时器和光源图像刷新控制系统；所述光源包括多个沿y轴方向并排设置的子光源；所述光源运动系统，用于带动所述光源沿x轴方向进行匀速运动；所述光源图像刷新控制系统，用于控制各个所述子光源开始刷新对应像素点的图像的时刻。本发明采用机器运动与光源图像刷新相结合的方法，控制光源对超大图像进行单次连续推扫曝光，可以大幅度提高打印工件成品效率。本发明使用控制机器运动速度与光源图像刷新结合的方法，使图像各部位曝光效果一致，同样的，曝光面各部位的固化效果也一致，因此极大的提升最终打印件成品的各项性能。

本发明授权基于位置及速度的3D打印同步曝光系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种采用基于位置及速度的3D打印同步曝光系统的方法，其特征在于，基于位置及速度的3D打印同步曝光系统包括光源、光源开关、光源运动系统、光源曝光持续时间定时器和光源图像刷新控制系统； 所述光源包括多排子光源组，每排子光源组包括多个沿y轴方向并排设置的子光源； 所述光源开关，用于对每排所述子光源组的亮灭进行统一控制； 所述光源运动系统，用于带动所述光源沿x轴方向进行匀速运动； 所述光源曝光持续时间定时器，用于每次统一打开每排所述子光源组进行曝光开始计时，当达到定时时间长度T时，同时关闭每排所述子光源组，结束本次曝光； 所述光源图像刷新控制系统，用于控制每排所述子光源组开始刷新对应像素点的图像的时刻； 方法包括以下步骤： 步骤1，对于需要进行3D打印的图像投影区域，以图像投影区域的左上角为坐标原点，建立平面直角坐标系xy，其中，x方向为推扫方向，y方向为横向方向； 需要进行3D打印的图像大小为c*d，c为x方向像素点数量，d为y方向像素点数量，因此，具有c行d列个像素点； 步骤2，搭建基于位置及速度的3D打印同步曝光系统，其中，光源包括a排子光源组，每组子光源组包括b个沿y轴方向并排设置的子光源，光源运动系统使a排子光源组经过图像投影区域的上方；并且，a小于c，b小于d； 对于需要3D打印的图像，沿y方向划分为多个图像投影子区域，控制光源依次对每个图像投影子区域进行3D打印同步曝光； 对于任意一个图像投影子区域，采用以下方法，控制光源对该区域进行3D打印同步曝光： 步骤2.1，初始时，光源在图像投影区域以外的位置，沿x方向运动加速，在图像投影子区域x＝0的位置前达到目标速度，随后采用目标速度进行匀速运动，并经过图像投影区域； 首先，第1排子光源组的b个子光源经过图像投影子区域的x＝0的位置，即：第1-1个子光源,第1-2个子光源,…,第1-b个子光源，分别到达图像投影子区域的第1行第1列像素点,第1行第2列像素点,…,第1行第b列像素点的起始位置； 步骤2.2，通过光源运动系统控制光源在图像投影子区域的上方从x＝0的位置沿x方向进行匀速运动； 从t＝0开始，在光源进行匀速运动的过程中，每当任意第k排子光源组的b个子光源运动到图像投影子区域的第i行像素点的起始位置时，其中，k＝1,2,…,a，i＝1,2,…,c，控制第k排子光源组的b个子光源同时刷新对应像素点位置的像素点图像，同时通过光源开关同时打开第k排子光源组的b个子光源，使第k排子光源组的b个子光源同时开始曝光； 其中，控制第k排子光源组的b个子光源同时刷新对应像素点位置的像素点图像，具体为：对于第k-1个子光源,第k-2个子光源,…,第k-b个子光源，分别刷新图像投影子区域的第i行第1列像素点,第i行第2列像素点,…,第i行第b列像素点的像素点图像； 从第k排子光源组的b个子光源开始曝光开始，光源曝光持续时间定时器开始计时，当持续曝光时间达到定时时间长度T时，其中，通过对定时时间长度T进行设置，此时第k排子光源组的b个子光源仍然在第i行像素点内运动，通过光源开关同时关闭第k排子光源组的b个子光源，使第k排子光源组的b个子光源同时结束曝光； 在第k排子光源组的b个子光源同时结束曝光后，当其匀速运动到下一行像素点的起始位置时，第k排子光源组的b个子光源再同时刷新像素点图像，并开始曝光；经过持续曝光时间，即定时时间长度T后，同时关闭第k排子光源组的b个子光源，使第k排子光源组的b个子光源同时结束曝光；如此循环进行，实现沿x方向进行匀速运动的过程中，完成对图像投影子区域的以像素点为单位的完整曝光； 步骤2.2具体为： 步骤2.2.1，设单个像素点沿x方向的实际物理长度为d微米；x轴方向位移传感器的系数为f，即：每运动1微米位移传感器产生的脉冲数量为1f；光源沿x方向进行匀速运动的运动速度为v脉冲数毫秒； 步骤2.2.2，在第k排子光源组的b个子光源进行匀速运动的过程中，x轴方向位移传感器检测第k排子光源组的b个子光源的位移，并按照其系数f，以一定频率产生脉冲，产生的脉冲实时发送给第一脉冲接收单元；第一脉冲接收单元将接收到的脉冲反馈给图像刷新控制器； 从t＝0开始，图像刷新控制器对接收到的来自于所述第一脉冲接收单元的脉冲数量进行计数，每当接收到df个脉冲时，代表第k排子光源组的b个子光源运动到某列像素点的起始位置，因此，图像刷新控制器控制脉冲发送单元向第二脉冲接收单元发送一个脉冲，每当所述第二脉冲接收单元接收到一个脉冲时，触发第k排子光源组的b个子光源进行像素点图像刷新和子光源打开的动作； 每当第k排子光源组的b个子光源进行像素点图像刷新和子光源打开的动作时，联动启动光源曝光持续时间定时器，当达到定时时间长度T时，同时关闭第k排子光源组的b个子光源；定时时间长度T的最大值，为子光源的最大持续曝光时间tmax，满足以下不等式： tmaxdv*f； 具体的，根据单个像素点在光源推扫过程中的亮灭图可以看到，机器运动的同时实现对单个像素点的曝光，当某排子光源组运动到某行像素点的起始位置t0时，该排的各子光源立即曝光，随着机器的运动，仍在曝光的子光源不可避免的会影响到下一行像素点的投影，由此可以看出光源在各部位曝光效果均匀一致最终取决于光源在每次图像刷新后的持续曝光时间是否一致，可以根据实际情况设置光源的持续曝光时间，即定时时间长度T的值，光源持续曝光时间可控的范围为光源自身的极限刷新间隔至单个像素点长度除以光源移动速度的时间，即光源的最大持续曝光时间tmax，基于实现图像刷新信号的参数，光源移动速度为v脉冲数毫秒，为留出光源关闭曝光的时间，此时光源的最大持续曝光时间tmax应小于dv*f，由持续曝光时间公式可知，d代表单个像素点沿x方向的实际物理长度、f代表x轴方向位移传感器的系数，二者皆为定量，因此只要光源运动速度即机器沿推扫方向速度不变，则持续曝光时间不变，根据速度与时间关系可知，此时机器运动带动光源移动位置也一致，即从曝光开始直到曝光结束，从当前像素点进入到下一行像素点的位置一致，以此类推，直到单次图像推扫完成，所有像素点受影响一致，最终可以保证投影区域各部位曝光效果的一致性。

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