3D打印技术在制造复杂结构时不增加制造成本,兼具节省材料、适于个性化制造等特点,近年来成为制造领域的研究热点。然而打印速度慢、打印质量不确定等问题一直制约3D打印技术的普及。基于数字光处理(DLP)的面曝光3D打印技术是一种重要的3D打印技术,其一次成型一层能有效提升打印速度。但由于光源等问题的约束,限制了最大曝光尺寸。论文针对面曝光无法打印大尺寸物体以及因打印质量不确定造成的材料浪费问题开展研究。论文主要工作包括:1.提出了一种多光源组合大尺寸面曝光3D打印方法。首先建立不同灰度与输出能量之间的关系,确定投影映射函数;其次通过多光源组合形成大尺寸成型曝光平面,自动获取光源组合模式;进一步综合光源组合模式、投影映射函数等,通过全局优化得到最优图像灰度分布,使成型曝光平面光照强度和均匀度最佳;最后根据光源组合模式进行切片分割,融合图像灰度分布,得到不同光源对应的切片图像进行打印。2.提出了一种基于视觉的面曝光成型状态自动监视方法。首先探究相机位置与投影曝光图像的最佳定量化表达;进一步分析光敏树脂材料与光照相互作用机理,分析材料成型状态和光学反射特性的定量关系,以此为依据实现基于视觉的成型状态自动监视;然后对视觉监视图像进行分类,自动识别成型良好/不好状态;最后根据成型状态识别结果进行打印控制。该方法初步探索基于视觉的3D打印过程监控机制,可以及时终止无效打印,提高树脂利用率。3.设计并实现了基于DLP的面曝光3D打印控制系统。从结构上阐述了硬件系统里每个子系统的设计原理,并对主要设计部件的选型进行论证。在软件系统设计中,依据现有面曝光打印的操作流程,阐述了模型处理、切片处理、参数设置和打印控制等主要模块的设计原理,最终设计并开发成控制系统软件。