立体光固化成型技术是最早被提出的快速成型技术,是3D打印技术的雏形。经过多年的发展,光固化3D打印技术正在飞速革新,技术已经逐渐成熟。相对于迟迟没有突破性进步的熔融沉积3D打印技术及金属3D打印,立体光固化成型技术发展更为迅速,尤其是近年来提出的CLIP技术3D打印机的打印速度比普通光固化快10倍到100倍。受核心器件和专利制约,国内对于立体光固化技术的研究起步较晚,近年来对立体光固化3D打印技术的研究才逐渐增多,但是局限在对光敏树脂材料的研究和打印机的应用上,对其控制系统的研究较少。因此,本文以光固化3D打印机的控制系统为研究对象,提出一种低成本、高性能的控制系统方案。首先,研究立体光固化的系统的类型并对比其优缺点,最终确定了采用下曝光式3D打印系统,光源放置在光敏树脂下方,模型构建台升降由步进电机驱动,并且为了使固化模型与树脂槽顺利剥离,专门设置了离型装置。为了节约成本,选用405nm近紫外激光器作为光源,以最大扫描速度为40Kpps的二维振镜作为激光扫描装置。其次,本文以STM32F407系列的嵌入式处理器为主控芯片,设计一款低成本、高性能的控制器,包括最小系统、可满足多种电压要求的电源系统、高速D/A输出的振镜控制电路、激光开关和功率控制电路、步进电机控制电路等。再次,对控制系统的最关键的激光扫描系统进行数学建模和分析,并改进普通直投式激光扫描系统,通过增加反射镜的方法扩大扫描幅面,减小打印机体积,对振镜产生的失真进行分析和校正。改进常见的扫描控制算法,并进行仿真和验证。最后,针对立体光固化技术的特点,使用MFC和Open GL开发一款三维模型处理软件,根据STL模型的不同存储格式分别进行读取、存储、显示,使之能够移动、旋转、放缩显示,根据模型的三角面的拓补信息对模型进行等厚分层和轮廓提取,对内外轮廓进行判断,以往返直线的形式进行填充。将生成的Gcode导入样机系统,完成立体光固化3D打印。