技術(shù)特征：
1.一種確定用于控制打印工具的工具路徑的方法，所述方法包括以下步驟：a)接收包含指示要形成的三維結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的輸入文件；b)將所述三維結(jié)構(gòu)劃分成多個(gè)構(gòu)建層，其中構(gòu)建層在構(gòu)建方向上分離，并且每個(gè)構(gòu)建層相對于所述構(gòu)建方向橫向延伸，每個(gè)構(gòu)建層包括定義該構(gòu)建層與所述三維結(jié)構(gòu)的外表面的相交的外部輪廓；c)定義填充所述三維結(jié)構(gòu)的工具路徑，其中所述路徑包括在完全填充至少一個(gè)較低構(gòu)建層之前，沿著所述構(gòu)建方向部分填充一個(gè)或更多個(gè)較高構(gòu)建層；和d)生成打印工具控制算法，所述算法包括用于控制所述打印工具沿著所述工具路徑移動以形成所述三維結(jié)構(gòu)的一系列控制命令。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟c)包括：c)i)將每個(gè)構(gòu)建層分割成一個(gè)或更多個(gè)層區(qū)域；c)ii)基于第一預(yù)定義填充策略，確定完全填充第一層區(qū)域的第一工具路徑部分；c)iii)基于第二預(yù)定義填充策略，確定完全填充第二層區(qū)域的第二工具路徑部分，所述第二層區(qū)域與同一層或相鄰層中的所述第一層區(qū)域相鄰，其中所述第一層區(qū)域內(nèi)的所述第一工具路徑部分的終點(diǎn)緊鄰所述第二工具路徑部分的對應(yīng)起點(diǎn)；c)iv)通過將工具路徑部分起點(diǎn)與相鄰層或相鄰層區(qū)域的前一工具路徑部分的對應(yīng)工具路徑部分終點(diǎn)相匹配，對所有層區(qū)域重復(fù)步驟cii)和ciii),以定義單個(gè)工具路徑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟c)iv)包括定義輪廓循環(huán)路徑，所述輪廓循環(huán)路徑在相鄰分區(qū)起點(diǎn)和終點(diǎn)之間圍繞所述結(jié)構(gòu)的外部輪廓延伸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟c)包括：c)i)基于所述結(jié)構(gòu)或構(gòu)建過程的特征將每個(gè)構(gòu)建層分割成多個(gè)層區(qū)域；c)ii)對于每個(gè)層區(qū)域，確定多個(gè)可能的填充路徑選項(xiàng)，所述可能的填充路徑選項(xiàng)包括所述層區(qū)域內(nèi)的起點(diǎn)和終點(diǎn)；c)iii)基于部分或全部位于所述結(jié)構(gòu)中其他特征之上/之下的特征，確定每個(gè)特征的優(yōu)先圖；和c)iv)確定所述工具路徑中的執(zhí)行順序，所述執(zhí)行順序遵循所述優(yōu)先圖中確定的優(yōu)先關(guān)系，使得每個(gè)特征僅執(zhí)行一次，其中按照順序當(dāng)前特征的終點(diǎn)與下一特征的起點(diǎn)相鄰。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述特征包括所述結(jié)構(gòu)的需要在其它區(qū)域之前被填充的子區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的方法，其中所述特征包括填充部分之間的連接路徑。7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述特征包括圍繞結(jié)構(gòu)特征循環(huán)的循環(huán)路徑。8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述填充路徑選項(xiàng)包括填充策略。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述打印工具被控制以執(zhí)行增材制造過程來形成所述三維結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述三維結(jié)構(gòu)形成較大三維對象的一部分。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工具路徑是連續(xù)的，從而在整個(gè)
打印過程中保持打印材料向所述打印工具的流動。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括通過用戶界面從用戶接收用于構(gòu)建所述三維結(jié)構(gòu)的一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)建參數(shù)的步驟a)i)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述構(gòu)建參數(shù)包括填充策略。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述填充策略包括雙層策略，其中，層n+1中的工具路徑部分是相鄰層n的相鄰層區(qū)域中的工具路徑部分的直接反向。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述填充策略包括從外層區(qū)域點(diǎn)開始并在中心層區(qū)域點(diǎn)結(jié)束的螺旋填充圖案。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中相鄰層的填充策略包括從中心點(diǎn)開始并在外部點(diǎn)結(jié)束的反向螺旋圖案。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述填充策略包括柵格圖案填充策略。18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一填充策略和所述第二填充策略相同。19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述三維結(jié)構(gòu)劃分成多個(gè)子區(qū)域包括：在定義所述構(gòu)建層之前將所述三維結(jié)構(gòu)分割成一個(gè)或更多個(gè)體積結(jié)構(gòu)。20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述構(gòu)建層包括平面表面。21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述構(gòu)建層包括曲面表面。22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工具路徑被定義為用于優(yōu)化用于形成所述三維結(jié)構(gòu)的打印時(shí)間。23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工具路徑被定義為使得在所述三維結(jié)構(gòu)的形成期間，最小化沿所述工具路徑的打印工具跳躍次數(shù)。24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工具路徑被定義為用于最小化沿所述工具路徑的路徑相交次數(shù)。25.根據(jù)權(quán)利要求23或權(quán)利要求24所述的方法，其中所述工具路徑是連續(xù)的，并且不與所述路徑的其他部分相交。26.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工具路徑被定義為用于最小化用于形成所述三維結(jié)構(gòu)的打印材料的量。27.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工具路徑被定義為用于優(yōu)化沿所述工具路徑的打印工具轉(zhuǎn)彎次數(shù)和程度。28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工具路徑被定義為用于優(yōu)化層交叉的數(shù)量，以增強(qiáng)所述三維結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)建的強(qiáng)度。29.一種在增材制造過程中控制打印工具的方法，所述方法包括：由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行由根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法生成的打印工具控制算法；和響應(yīng)于所述打印工具控制算法，生成電信號以控制打印工具沿著工具路徑移動，從而形成預(yù)定義的三維結(jié)構(gòu)。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述打印工具控制算法包括指令，以跨不同的構(gòu)建層或?qū)訁^(qū)域改變一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)建參數(shù)。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述打印工具的線間距在一個(gè)或更多個(gè)層區(qū)域
之間變化。32.根據(jù)權(quán)利要求30或權(quán)利要求31所述的方法，其中所述打印工具的運(yùn)動在一個(gè)或更多個(gè)層區(qū)域之間變化。33.根據(jù)權(quán)利要求30至32中任一項(xiàng)所述的方法，其中填充策略在一個(gè)或更多個(gè)層區(qū)域之間變化。34.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述打印工具包括至少一個(gè)機(jī)械臂。35.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述打印工具包括由所述機(jī)械臂保持在操作位置的冷噴槍。36.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其被配置為實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的方法。37.一種計(jì)算機(jī)程序，其包括指令，所述指令當(dāng)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的方法。38.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其包括指令，所述指令當(dāng)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的方法。39.一種增材制造系統(tǒng)，包括：計(jì)算機(jī)處理器，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置為執(zhí)行由根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項(xiàng)所述的方法生成的打印工具控制算法；和打印工具，所述打印工具響應(yīng)由所述計(jì)算機(jī)處理器基于所述打印工具控制算法生成的電信號，所述電信號被配置為沿著工具路徑移動所述打印工具以形成預(yù)定義的三維結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
一種確定用于控制打印工具的工具路徑的方法，包括接收包含指示要形成的三維結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的輸入文件的步驟(401)。在步驟(404)，結(jié)構(gòu)被劃分成多個(gè)構(gòu)建層，構(gòu)建層在構(gòu)建方向上分離，并且每個(gè)層相對于構(gòu)建方向橫向延伸。每個(gè)層包括定義層與三維結(jié)構(gòu)的外表面的相交的外部輪廓。步驟(405)定義填充三維結(jié)構(gòu)的工具路徑，其中該路徑包括在完全填充至少一個(gè)較低構(gòu)建層之前，沿著構(gòu)建方向部分填充一個(gè)或更多個(gè)較高構(gòu)建層。在步驟(406)，生成打印工具控制算法，該算法包括用于控制打印工具沿著工具路徑移動以形成三維結(jié)構(gòu)的一系列控制命令。移動以形成三維結(jié)構(gòu)的一系列控制命令。移動以形成三維結(jié)構(gòu)的一系列控制命令。


技術(shù)研發(fā)人員：彼得
受保護(hù)的技術(shù)使用者：聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織
技術(shù)研發(fā)日：2020.07.30
技術(shù)公布日：2022/3/18