一種三維打印的可打印性獲取方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及三維打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維打印的可打印性獲取方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 三維打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用液狀、 粉狀或片狀的金屬、塑料等材料，通過自下而上逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
[0003] 三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等 領(lǐng)域被用于制造模型，后來逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，當(dāng)前已經(jīng)有使用這種三維打印 技術(shù)打印而成的零部件。三維打印技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC)、汽 車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所 應(yīng)用。
[0004] 在三維打印的設(shè)計(jì)過程中，先通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維物體模 型"分區(qū)"成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)進(jìn)行逐層打??；打印機(jī)通過讀取橫截面信 息，采用液狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘 合起來從而制造出一個實(shí)體。三維打印技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物體。
[0005] 在實(shí)際打印過程中，對于存在懸空部分的三維物體模型，由于材料粘滯特性的問 題，現(xiàn)有的三維打印方式無法正常地支撐并打印整個模型，即不可打??；因此，對于不可打 印的部分需要為三維物體模型增加額外的支撐以保證可打印性。因此，獲取三維物體模型 的可打印性是三維打印過程中的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種三維打印的可打印性獲取方法 及系統(tǒng)，可以精確地獲取三維打印系統(tǒng)的可打印性。
[0007] 本發(fā)明提出的一種三維打印的可打印性獲取方法，包括：
[0008] S1、獲取打印物體的三維網(wǎng)格模型；
[0009] S2、獲取三維網(wǎng)格模型上任意一個節(jié)點(diǎn)的支撐參數(shù)值，其公式如下：
[0010] ( I ) P (A) = Pmax, AeS= {A I Ha= H min}；
[0011] ( II )P⑷=max{P(B)_LABX I ΘΑΒ| X α }，
[0012] A e S1= {Α|Ηα> Hmin}，B e S2= {Β|Ηβ< HJ ;
[0013] 其中，P(A)、Ρ (B)為三維網(wǎng)格模型上節(jié)點(diǎn)Α、節(jié)點(diǎn)B的支撐參數(shù)值，ΗΑ、ΗΒ為節(jié)點(diǎn)Α、 節(jié)點(diǎn)B在三維網(wǎng)格模型上的高度，L ab為連接節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B的邊AB的長度，Θ 為邊AB與 水平面之間的夾角，α為能量傳遞系數(shù)，Pmax為支撐參數(shù)值的最大值，Hmin為三維網(wǎng)格模型 上節(jié)點(diǎn)高度的最小值；
[0014] S3、根據(jù)預(yù)設(shè)的臨界參數(shù)值Q與支撐參數(shù)值P(A)獲取節(jié)點(diǎn)A的可打印性。
[0015] 優(yōu)選地，在S3中，根據(jù)預(yù)設(shè)的臨界參數(shù)值Q與支撐參數(shù)值P (A)獲取節(jié)點(diǎn)A的可打 印性，具體包括：當(dāng)P (A)彡Q時，節(jié)點(diǎn)A可打印；當(dāng)P(A) < Q時，節(jié)點(diǎn)A不可打印。
[0016] 優(yōu)選地，能量傳遞系數(shù)α與三維打印材料的粘滯特性相關(guān)；優(yōu)選地，能量傳遞系 數(shù)α還與三維打印機(jī)的功能參數(shù)和/或打印參數(shù)相關(guān)；能量傳遞系數(shù)α還與打印經(jīng)驗(yàn)值 相關(guān)；優(yōu)選地，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種三維打印的可打印性獲取方法，其特征在于，包括： 51、 獲取打印物體的三維網(wǎng)格模型； 52、 獲取三維網(wǎng)格模型上任意一個節(jié)點(diǎn)的支撐參數(shù)值，其公式如下： (I ) P ⑷=P眶，A e S，S = {A I Ha= H J ; (II ) P ⑷=max {P 〇) -Lab X I Θ ABI X α }， A e S1^S1= {A|Ha> HffliJ, B e S2, S2= {B|Hb<Ha}； 其中，P(A)、P (B)為三維網(wǎng)格模型上節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B的支撐參數(shù)值，HA、HB為節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn) B在三維網(wǎng)格模型上的高度，Lab為連接節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B的邊AB的長度，Θ 為邊AB與水平 面之間的夾角，α為能量傳遞系數(shù)，Pmax為支撐參數(shù)值的最大值，Hmin為三維網(wǎng)格模型上節(jié) 點(diǎn)高度的最小值； 53、 根據(jù)預(yù)設(shè)的臨界參數(shù)值Q與支撐參數(shù)值P (A)獲取節(jié)點(diǎn)A的可打印性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印的可打印性獲取方法，其特征在于，在S3中，根據(jù)預(yù) 設(shè)的臨界參數(shù)值Q與支撐參數(shù)值P (A)獲取節(jié)點(diǎn)A的可打印性，具體包括：當(dāng)P (A)彡Q時， 節(jié)點(diǎn)A可打??；當(dāng)P (A) < Q時，節(jié)點(diǎn)A不可打印。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維打印的可打印性獲取方法，其特征在于，能量傳遞系 數(shù)α與三維打印材料的粘滯特性相關(guān)；優(yōu)選地，能量傳遞系數(shù)α還與三維打印機(jī)的功能參 數(shù)和/或打印參數(shù)相關(guān)；能量傳遞系數(shù)α還與打印經(jīng)驗(yàn)值相關(guān)；優(yōu)選地，
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的三維打印的可打印性獲取方法，其特征在于， 臨界參數(shù)值Q與三維打印材料的粘滯特性相關(guān)；優(yōu)選地，臨界參數(shù)值Q還與三維打印機(jī) 的功能參數(shù)和/或打印參數(shù)相關(guān)；優(yōu)選地，臨界參數(shù)值Q還與打印經(jīng)驗(yàn)值相關(guān)；優(yōu)選地，
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的三維打印的可打印性獲取方法，其特征在于，獲 取支撐參數(shù)值的公式如下： (II ) P ⑷=max {Ρ 〇) -Lab X I Θ ABI X α }， B e S2U S 3, S3= {BI LabS 2C}，其中，C為三維打印層的層厚； 和/或， (TI )P(A) = maxiP(R)-I""X I θ ,J
X α I ,
6. -種三維打印的可打印性獲取模塊，其特征在于，包括： 網(wǎng)格模型獲取模塊，用于獲取打印物體的三維網(wǎng)格模型； 支撐參數(shù)獲取模塊，用于獲取三維網(wǎng)格模型上任意一個節(jié)點(diǎn)的支撐參數(shù)值，其公式如 下.
A e S1= {A|HA>Hmin}，B e S2= {B|Hb<Ha}; 其中，P(A)、P (B)為三維網(wǎng)格模型上節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B的支撐參數(shù)值，HA、HB為節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn) B在三維網(wǎng)格模型上的高度，Lab為連接節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B的邊AB的長度，Θ 為邊AB與水平 面之間的夾角，α為能量傳遞系數(shù)，Pmax為支撐參數(shù)值的最大值，Hmin為三維網(wǎng)格模型上節(jié) 點(diǎn)高度的最小值； 可打印性獲取模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的臨界參數(shù)值Q與支撐參數(shù)值P (A)獲取節(jié)點(diǎn)A的可 打印性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維打印的可打印性獲取模塊，其特征在于，可打印性獲取 模塊具體用于：當(dāng)P (A)彡Q時，節(jié)點(diǎn)A可打??；當(dāng)P (A) < Q時，節(jié)點(diǎn)A不可打印。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的三維打印的可打印性獲取模塊，其特征在于，在支撐參數(shù) 獲取模塊中，獲取支撐參數(shù)值的公式如下： (II ) P ⑷=max {Ρ 〇) -Lab X I Θ ABI X α }， B e S2U S 3, S3= {BI LabS 2C}，其中，C為三維打印層的層厚； 和/或，
9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的三維打印的可打印性獲取模塊，其特征在于，在 支撐參數(shù)獲取模塊中，能量傳遞系數(shù)α與三維打印材料的粘滯特性相關(guān)；優(yōu)選地，能量傳 遞系數(shù)α還與三維打印機(jī)的功能參數(shù)和/或打印參數(shù)相關(guān)；能量傳遞系數(shù)α還與打印經(jīng) 驗(yàn)值相關(guān)；優(yōu)選地，
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的三維打印的可打印性獲取方法，其特征在于，在 可打印性獲取模塊中，臨界參數(shù)值Q與三維打印材料的粘滯特性相關(guān)；優(yōu)選地，臨界參數(shù)值 Q還與三維打印機(jī)的功能參數(shù)和/或打印參數(shù)相關(guān)；優(yōu)選地，臨界參數(shù)值Q還與打印經(jīng)驗(yàn)值 相關(guān)；優(yōu)選地，
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維打印的可打印性獲取方法及系統(tǒng)，包括：獲取打印物體的三維網(wǎng)格模型，獲取三維網(wǎng)格模型上任意一個節(jié)點(diǎn)的支撐參數(shù)值，根據(jù)預(yù)設(shè)的臨界參數(shù)值與支撐參數(shù)值獲取該節(jié)點(diǎn)的可打印性。本發(fā)明中，通過為物體的三維網(wǎng)格模型上的每個節(jié)點(diǎn)賦予一個支撐參數(shù)用于衡量節(jié)點(diǎn)的支撐穩(wěn)定性，根據(jù)能量傳遞思想來獲取三維網(wǎng)格模型上所有節(jié)點(diǎn)的支撐參數(shù)值，再根據(jù)預(yù)設(shè)的打印臨界值和獲取的支撐參數(shù)值之間的關(guān)系用于判斷該節(jié)點(diǎn)是否具有可打印性，可以精確地獲取三維打印系統(tǒng)的可打印性。
【IPC分類】B29C67-00
【公開號】CN104527078
【申請?zhí)枴緾N201510033285
【發(fā)明人】王士瑋, 劉利剛, 王康, 張鵬, 楊周旺
【申請人】合肥阿巴賽信息科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月22日