所有步骤必须按顺序执行,非专业人员不得跳过
注意在所有参数校正完成前,预览结果均不能作为实际标刻效果的参考
流程中涉及的所有参数设置,若无特殊说明,均使用App中配置(带有帮助信息)或工具-批量配置(无帮助信息)进行更改。需要提前在菜单-使用密码输入工厂密码进入工厂模式。
- 硬件检查
- 正确接线,注意电源正负级
- 上电
- 确保软件和固件为最新版本
- App中菜单-使用密码输入工厂密码进入工厂模式
- App中菜单-更改更新频道-软件频道正确设置软件更新频道
- 触摸屏中设备-无线网络中选择合适的WiFi连接网络
- 触摸屏中设备-版本号检查软件和固件更新,先点左侧的刷新按钮获得最新版本,再点右侧的下载按钮下载更新
- 触摸屏中设备-重启,安装更新
- 初始化所有参数
- App中进入工厂模式后,工具-密码中将管理员(开放少部分设置)密码和专业(开发更多设置)密码更改为容易输入的密码,后续步骤中会使用到。工厂密码一旦更改必须记住,否则只能返厂解锁。
- 触摸屏中设备-版本号-输入模板代码输入包含默认设置的模板并在急救工具中选择“恢复出厂设置”。
- 模板中的默认设置可能是针对其他型号的激光器提供的,需要根据实际情况按照后续步骤进行设置
- 设置“硬件.激光.类型”。对于频率较高的声光调制类型的激光器,可能需要使用“同步固体”已保证给声光调制器提供一个稳定的频率信号。对于电光调制或者频率较低的声光调制类型的激光器,使用“固体”可能已经足够(“同步固体”会引入额外的延迟)。
- 设置“硬件.激光.脉冲.周期”。如果激光器需要的重复频率为X kHz,则周期为1000/X µs。
- 设置“硬件.激光.脉冲.调制”。如果激光器使用GATE信号且PWM信号需要稳定的频率信号,那么需要将该参数设置为“否”;如果激光器单纯使用PWM信号或者不出光的时候需要PWM信号不拉高,那么需要将该参数设置为“是”。
- (固体)设置“硬件.激光.功率”。该参数控制PWM信号占空比。如果需要额外的归一化或者首脉冲抑制,则需要设置“硬件.激光.功率映射”和“硬件.激光.首脉冲功率映射”。
- (同步固体)设置“硬件.激光.功率”。该参数控制PWM信号占空比。如果需要额外的归一化或者谐振腔预热,则需要设置“硬件.激光.占空比映射”和“硬件.激光.预热占空比映射”。
- 设置完所有激光器相关参数后,使用App中工具-自动测试,输入“F100”并选择“重复”,点击“开始”持续出光,检验激光器是否正确出光。
- (可选,需要功率计)该项测试主要测量激光器不同个体间的一致性。使用App中工具-自动测试,输入“P10”换行“F100”并选择重复,点击“开始”持续出光,测量激光功率;再输入“P90”换行“F100”并选择重复,点击“开始”持续出光,测量激光功率。若P10的功率大于P90的功率,说明占空比增大时实际功率反而减小,可以根据激光器类型将“硬件.激光.功率映射”、“硬件.激光.首脉冲功率映射”或“硬件.激光.占空比映射”、“硬件.激光.预热占空比映射”从默认的0、100改为100、0。此外,如果不同激光器个体之间的功率一致性较差,需要通过激光器上位机对激光器内部参数进行调节。
- (可选,需要带光电探头的示波器)该项测试主要测量激光器的脉冲能量稳定性。使用App中工具-自动测试,输入“F100”并选择重复,点击“开始”持续出光,示波器中选择合适的时间分辨率来观测单个或几个脉冲波形,将余晖调整至较长,测量脉冲功率在时域上的稳定性。再输入“F100:1,4”并选择重复,点击“开始”持续出光,此时激光器应该在5个连续的脉冲周期内,仅1个周期出光,另外4个周期不出光,且出光的时候,脉冲功率在时域上应该和之前连续出光的形态基本一致。再输入“F100:1,19”并选择重复,点击“开始”持续出光,此时激光器应该在20个连续的脉冲周期内,仅1个周期出光,另外19个周期不出光,且出光的时候,脉冲功率在时域上应该和之前连续出光的形态基本一致。
- 校正扩展轴(步进驱动)
- 测试限位开关。限位开关未触发时,App中进入工厂模式后,在工具-扩展轴选择“移动指定距离”,将扩展轴移动0mm,观察下方显示的位置两侧的符号,“<”代表最小限位未触发,“[”代表最小限位已触发;“>”代表最大限位未触发,“]”代表最大限位已触发。再分别手动触发限位开关的同时,将扩展轴移动0mm,验证显示的符号是否正确发生变化。
- 安装限位开关。最小限位为靠近振镜方向,最大限位为远离振镜方向。
- 设置“硬件.扩展轴.X/Y/Z/W.步进缩放”。假设扩展轴是由步进和螺杆驱动,则该参数的值和步进电机的步距角、电机驱动的细分值、螺杆导程有关。假设步距角为标准1.8º,细分为6400,螺杆导程2mm,那么扩展轴前进一米需要螺杆旋转500圈,共需要6400×500个脉冲,则该参数需要设置为3200000。
- 正确设置步进缩放后,在App中将扩展轴移动1mm,如果扩展轴朝远离振镜方向移动,则表示方向正确,否则需要将电机A/B相中的一相交换正负引脚。
- 确认扩展轴方向正确后,在App中将扩展轴移动10mm或合适长度,检验扩展轴移动长度是否正确。
- 设置“硬件.扩展轴.X/Y/Z/W.最小周期”、“硬件.扩展轴.X/Y/Z/W.最大速度”和“硬件.扩展轴.X/Y/Z/W.最大加速度”。如果报告速度过快,则是因为在当前的脉冲信号最小周期下扩展轴理论上无法达到要求的最大速度,可以在电机驱动允许的范围内减小最小周期,或者减少电机驱动的细分值。如果出现丢步,那需要确保最小周期满足电器驱动的输入要求,而后尝试减少最大速度或最大加速度。也可以根据电机扭矩和承重进行理论计算并预留足够余量。
- 设置“硬件.扩展轴.X/Y/Z/W.行程”,为限位开关之间的距离。
- 校正Z轴原点
- 完成校正后,当Z轴移动至原点位置时,托盘位置和镜头焦平面需要重合。
- 使用触摸屏中扩展轴移动扩展轴,再使用App中工具-镜头焦距,选择“使用激光”和“缩小范围”,开始出光,使用铝片测试当前焦点和托盘的距离。重复移动扩展轴直至焦平面和托盘重合。注意出光的时候扩展轴不会移动,需要先停止出光。
- 需要更高精度时,使用透明介质,重复直至爆点正好在介质上表面,然后使用App将扩展轴移动负的介质厚度,可以确保焦平面和托盘重合。
- 确定托盘位置和镜头焦平面重合后,App中工具-扩展轴选择“移动指定距离”,并选中下方的“重置原点位置”,将扩展轴移动0mm。确保当前Z轴原点为焦平面。
- 设置“硬件.扩展轴.Z.原点基准”。安全起见一般选择“最大点”,这样自动校正时托盘会远离振镜。如果有其他安全措施,也可以选择“最小点”。选择“最大点”时,App中工具-扩展轴选择“移动至最大点”将扩展轴移动至最大点(不要选“重置”)。当扩展轴停止移动并且最大限位触发时,读取当前位置,并将“硬件.扩展轴.Z.原点”更改为此位置。选择“最小点”时,移动扩展轴至最小点并将该参数更改为位置的绝对值。
- 触摸屏中扩展轴选择“校正原点”,点击开始,确认扩展轴会自动校正并正确回到焦平面位置。
- 校正激光器和振镜配合
- 注意此节步骤需要提前将Z轴移动至原点
- 校正镜头畸变和尺寸修正,并同时调节“硬件.振镜.翻转”和“硬件.振镜.旋转”。(禁止调节“输出.旋转”,该参数是为终端用户准备的,不作为硬件参数校正的一部分)(手机App说明书,5.2 节、5.3节)
- 校正激光补偿参数。(手机App说明书,5.4 节)一般来说固体激光器的激光补偿参数为0。
- 校正激光延迟参数。(手机App说明书,5.6 节)
- 校正振镜补偿参数,注意需要先调节“开始”,保存后继续调节“停止”(手机App说明书,5.7 节)
- 测试爆点工艺
- 内雕效果跟爆点的形态有直接关系。优秀的爆点形态一致,在XY方向均匀散开或呈熔融状态,在Z方向的长度小于XY方向直径的2倍。良好的爆点形态基本一致,在XY方向呈不规则星形散开或者呈熔融状态,在Z方向的长度小于XY方向最大尺寸的3倍。不太好的爆点大小不一,在XY方向呈一字散开或者不散开,在Z方向的长度大于XY方向最大尺寸的3倍或者大于200µm。
- 通常来说,在光路已经给定的情况下,爆点的形态跟以下参数有关:单脉冲能量、能量随时间的变化、重复频率、每个像素点使用的脉冲数量。“硬件.激光.脉冲.周期”直接控制重复频率;“输出.位图.单点额外脉冲”直接控制像素的脉冲数量;“硬件.激光.功率”通过控制泵源或者Q驱间接控制单脉冲能量。注意不同的重复频率可能会导致谐振腔状态变化,即使单脉冲能量一致,在不同时刻也可能有不同的能量分布,从而导致爆点的形态发生变化。
- 测试爆点工艺时,需要将扩展轴移动至合适位置,设置“输出.位图.单点模式”为是,“输出.位图.点间距/行间距”为0.1、“输出.重复”为1、“输出.位图.灰度细分”为1,使用App中“渐变图样”工具,选择合适的宽度测试不同的参数组合,并且在显微镜下观察不同参数组合的爆点形态。如果激光器厂家提供了上位机工具,也可以尝试更多不能通过PWM信号来控制的参数组合来改变爆点形态。如果出现纹路,且点排布均匀,则说明爆点的一致性不好。
- 对于简单的应用场景,选择较大尺寸的爆点会牺牲精度来提高速度(因为需要的点数量较少)。对于普通照片来说,选择直径60µm以下的爆点基本可以保证精度,更高清的照片可能需要更小的爆点,但是会牺牲速度。对于3D模型,主要选择一致性好且Z方向长度短的爆点,XY尺寸是次要判断条件(一致性不好会出现层纹,Z方向长度太长会牺牲侧方向精度)。
- 调节平面照片工艺
- 选择合适的爆点对应的参数组合后,设置“输出.位图.点间距/行间距”使得渐变图样的色块能够清晰分辨、渐变带均匀平滑,且能达到合适的亮度。减小间距会使得渐变图样更亮但可能会导致材料出现裂纹。
- 确定点间距和行间距后,需要测试材料不裂开的层间距。设置“输出.位图.重复”为3,“输出.位图.自动倾角调节”为0,使用App中“渐变图样”工具测试不同的“排版.3D.层间距”。选择一个材料不裂开的层间距中较小的值(预留一些余量)。
- 如果单层的渐变图样不够亮,则需要使用多层。层数可以通过“输出.位图.重复”或“输出.位图.灰度细分”进行更改,前者为单纯的重复,后者带有浮雕效果。如果需要层与层之间清晰可辨,则设置“排版.3D.堆叠强度”为1;如果需要层与层之间看起来相互融合,则设置“排版.3D.堆叠强度”为2、“排版.3D.堆叠间隙”为层间距的一半、“输出.位图.扫描方式”为“交错往复”、“输出.位图.交错模式”为“2×2”。
- (可选)如果激光器的重复频率较高(大于20kHz)且在“输出.位图.单点额外脉冲”为0的情况下也能清晰地打印出照片,则可以考虑关闭单点模式以提高打印速度。设置“输出.位图.单点模式”为否。
- (可选)如果振镜不同方向运动的重复定位精度较高,可以保持“输出.位图.扫描方式”为“交错往复”,否则需要改为“交错”以确保不出现纹路。部分振镜的分辨率不高,还需要额外将“输出.位图.倾角”改为非0或45的倍数(例如23或34)来防止点间距和振镜分辨率之间拍频产生的纹路。“交错”模式会比“交错往复”模式多很多额外的振镜跳转来保证更好的定位精度,因此打印速度会更慢。
- 调节2.5D照片工艺
- 2.5D照片不会因为重合的点而导致裂开,则可以设置“排版.3D.层间距”为“输出.位图.点间距/行间距”附近的值以提升分辨率。同时需要设置“排版.3D.堆叠强度”为2、“排版.3D.堆叠间隙”为层间距的一半、“输出.位图.扫描方式”为“交错往复”、“输出.位图.交错模式”为“2×2”。
- 如果需要多层,则可以设置“排版.3D.灰度细分间隔”为平面照片中的层间距,并设置“输出.位图.灰度细分”为层数。注意多层照片可能会影响观感。
- 调节3D模型工艺
- 如果平面照片中的层间距和点间距的比例小于2,则可以达到比较精细的效果。
- 设置“排版.3D.层间距”与平面照片的一致、“排版.3D.堆叠强度”为2、“排版.3D.堆叠间隙”为层间距的一半、“输出.位图.扫描方式”为“交错往复”、“输出.位图.交错模式”为“2×2”。
- 如果感觉效果太暗,可以设置“排版.3D.灰度细分间距”为点间距的1到2倍,设置“输出.位图.灰度细分”提高层数。
- 如果感觉效果太亮,可以设置“排版.3D.采样密度”来减少点的数量。当采样密度为负数时,使用映射采样;采样密度为0时,使用超采样;采样密度为正数时,使用随机采样,采样密度大于0小于1时,密度越低效果会越暗。
- 如果平面照片中的层间距和点间距的比例大于2,则需要通过额外的设置牺牲精度来防止材料裂开。
- 设置“排版.3D.层间距”为点间距的1到2倍、“排版.3D.堆叠强度”为2、“排版.3D.堆叠间隙”为“排版.3D.层间距”的一半、“输出.位图.扫描方式”为“交错往复”、“输出.位图.交错模式”为“2×2”,并且设置“排版.3D.安全间隔层数”为平面照片中的层间距除当前的层间距后向上取整。
- 如果仍然出现裂纹,则可以适当加大“排版.3D.层间距”或者“排版.3D.安全间隔层数”。
- 如果爆点的Z轴过大,层间距和点间距的比例过大,可能需要更多设置来稍微提高精度。(如果出现这种情况,建议重新测试爆点工艺)
- 设置“排版.3D.层间距”为点间距的1到2倍、“排版.3D.堆叠强度”为2、“排版.3D.堆叠间隙”为“排版.3D.层间距”的一半、“输出.位图.扫描方式”为“交错往复”、“输出.位图.交错模式”为“2×2”,并且设置“排版.3D.安全间隔层数”为平面照片中的层间距除当前的层间距后向上取整、“排版.3D.层高补偿”为“排版.3D.安全间隔层数”的一半。
- 调节“排版.3D.采样密度”到合适效果
- 如果平面照片中的层间距和点间距的比例小于2,则可以达到比较精细的效果。