手工立体成型方法及其系统技术方案

技术编号:11269375 阅读:118 留言:0更新日期:2015-04-08 15:45
本发明专利技术揭示一种手工立体成型系统和方法,包括控制设备、手工创作设备及投影设备。控制设备产生立体创作模型并将立体创作模型分层产生多个分层影像;控制设备调整手工创作设备的升降台高度,并同步控制投影设备投射对应当下升降台高度的分层影像至升降台,藉以引导使用者利用手工创作设备中的打印模块进行创作,手工立体成型系统会以逐步分层投影以及调整升降台高度的方式引导使用者完成立体创作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术揭示一种手工立体成型系统和方法,包括控制设备、手工创作设备及投影设备。控制设备产生立体创作模型并将立体创作模型分层产生多个分层影像;控制设备调整手工创作设备的升降台高度,并同步控制投影设备投射对应当下升降台高度的分层影像至升降台,藉以引导使用者利用手工创作设备中的打印模块进行创作,手工立体成型系统会以逐步分层投影以及调整升降台高度的方式引导使用者完成立体创作。【专利说明】手工立体成型方法及其系统
本专利技术是关于手工立体成形系统及方法,特别是关于3D打印(3D-Printing)技术上的手工创作系统及方法。
技术介绍
3D打印最近引起广泛讨论,被媒体喻为新一波「自造者革命」的新兴商业手段。3D打印技术为快速成型技术(Rapid Prototyping)的一种,它以电脑产生的数字立体模型送入切层软件(如地理等高线原理,求出切层高度所在的立体模型轮廓,进而得出多个分层轮廓数据),之后输出G-code (内含3D打印机的移动及打印控制参数)作为3D打印机(3D-Printer)执行打印的蓝图。3D打印机的打印喷头一般被设置在可进行三维移动的驱动机构,打印喷头结合驱动机构通过G-code控制可进行精细的三维移动并进行物件打印,而打印喷头更可通过G-code控制输出金属、塑料或食用材质等可固化黏合的固态、半固态、液态、半液态或粉末状材料,通过积层堆迭的方式,将所需成型的物件堆迭起来。 现行家用或商用3D打印机,为了立体成型需求,通常以可多维移动的打印喷头方式来实现,其打印喷头的多维驱动机构通常由各个轴向上的步进马达、导杆、轴间连接机构、齿轮及驱动皮带等传动元件加上移动控制器所组成。此外,打印喷头通常一个喷嘴负责一种材料的打印,因此现行家用或商用3D打印机通常采固定材质输出,当成型物件需以多种材料或多色呈现时,不是以打印喷头多喷嘴方式实现,就是以更换打印喷头材料方式处理,前者因打印喷头机构及材料输出控制方式较为复杂,提高3D打印机的售价,而后者需使用者频繁地装卸打印喷头以更换材料,增加3D打印的时间成本。因此,当使用者欲利用现行的家用或商用3D打印机进行立体创作时,常常会发现多色或多材质的创作是不容易实现的。 另外,使用者在以电脑产生数字建模阶段也会遇到设计上的困扰,当使用者不熟悉相关建模或绘图的方法或技巧下,修改或新增模型样版的过程都会造成使用者进入3D打印的技术障碍,前述情形对于使用者以3D打印方式进行自行创作及创作改良都是不小的困扰。
技术实现思路
根据上述问题,本专利技术提出了一种手工立体成型方法及系统,通过控制设备、手工创作设备及投影设备加以实现。控制设备产生立体创作模型并将立体创作模型分层产生多个分层影像;控制设备调整手工创作设备的升降台高度,并同步控制投影设备投射对应当下升降台高度的分层影像至升降台,藉以引导使用者利用手工创作设备中的打印模块进行创作,手工立体成型系统会以逐步分层投影以及调整升降台高度的方式引导使用者完成立体创作。 本专利技术所提出的手工立体成型方法及系统,让使用者自身能确实参与立体成型过程,而非看着机器完成一个物件,因此能更加有成就感。 本专利技术所提出的手工立体成型方法及系统,能应用于一些非以机器完成的立体成型作业,从而降低手工成型的难度,例如在食品上所进行的奶油雕花。 根据以上目的,本专利技术提出了一种手工立体成型系统,包括:一投影设备,具有至少一个投影装置;一立体成型设备,具有一升降台、一控制模块、一打印模块及一工作平台,升降台以一控制接口和控制模块电性连接,打印模块设置在工作平台上且可以在开口的范围内进行任意的平面运动;及一控制设备,以一投影传输接口与投影设备通讯连接,并以一控制传输接口与立体成型设备的控制模块电性连接;其中,投影设备具有至少一个投影装置,用以将一分层影像投影至升降台;控制模块通过控制设备发出的指令调整升降台高度。 根据本专利技术的手工立体成型系统的一实施例,打印模块具有一个或一个以上的喷笔,喷笔用以填充不同颜色的材料。 根据本专利技术的手工立体成型系统的一实施例,每个该喷笔都具有一开关,该开关用于控制材料输出。 根据本专利技术的手工立体成型系统的一实施例,更包括:一手部支撑模块,可活动地设置于工作平台的该开口。 根据本专利技术的手工立体成型系统的一实施例,投影设备设置于工作平台上方,通过从上到下的方式将分层影像投影至升降台。 根据本专利技术的手工立体成型系统的一实施例,投影设备设置于工作平台下方,通过多点近距投影的方式将分层影像投影至升降台。 根据本专利技术的手工立体成型系统的一实施例,每一喷笔分别具有一开关。 本专利技术也提出一种立体成型方法,包括:(a)建立一立体模型;(b)产生构成立体模型的多个分层影像;(C)投射分层影像中的其中之一至一升降台;(d)根据投射的分层影像,以手工方式形成一分层物件;(e)判断投射的分层影像是否为构成立体模型的分层影像中的最后一个,若是则结束投影,若否,则调整升降台高度,并重复步骤(C)至(e)。 根据本专利技术的手工立体成型方法的一实施例,每一分层影像具有一单位厚度,单位厚度可以是预先定义,或经由一切层功能分析立体模型而产生。 根据本专利技术的手工立体成型方法的一实施例,升降台每次调整的高度都是单位厚度。 根据本专利技术的手工立体成型方法的一实施例,步骤(C)之前还包括下列步骤:将该升降台的高度初始化。 根据本专利技术的手工立体成型方法的一实施例,立体模型可以是2D图样或3D图样其中之一。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术一实施方式的手工立体成型系统方块示意图;图2A为本专利技术一实施方式的立体成型设备俯视示意图;图2B为本专利技术一实施方式的立体成型设备侧视示意图;图3A为本专利技术一实施方式的多点近距投影俯视示意图;图3B为本专利技术一实施方式的多点近距投影侧视示意图;图4为本专利技术的手工立体成型方法流程示意图; 【符号说明】I手工立体成型系统II投影设备12立体成型设备121升降台122控制模块123打印模块 1231 喷笔 1232开关124工作平台 1241 开口1242手部支撑模块13控制设备 13 计算装置131 手工辅助应用程序 1311建模函数 1312投影函数 1313升降台控制函数15投影传输接口16控制传输接口 401?408步骤 【具体实施方式】 本专利技术是有关于一种手工立体成型系统及方法,本专利技术主要提出一种3D打印方式,通过投影设备投射至手工创作设备的分层投影,引导使用者逐步进行手工打印完成立体物件创作,至于系统与方法中所需使用的影像演算法、数据库型态、通讯机制或机具结构,并非本专利技术揭露重点,因此不在此详述。 请先参阅图1,图1是本专利技术一实施例的手工立体成型系统I方块图。如图1所示,本专利技术的手工立体成型系统I包括投影设备11、立体成型设备12及控制设备13,投影设备11与控制设备13以投影传输接口 15通讯连接,立体成型设备12与控制设备13以控制传输接口 16电性连接,投影传输接口 15及控制传输接口 16可以是有线或无线的传输方式。 请同时参照图1、图2A及图2B所示,图2A是本专利技术一实施例的立体成型设备12俯视示意图,图2B是本专利技术一实施本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种手工立体成型系统,包括:一立体成型设备,具有一升降台、一控制模块、一打印模块及一工作平台,其中该升降台位于该工作平台中央的一开口,该升降台与该控制模块电性连接,该打印模块设置在该工作平台上且可以在该开口的范围内进行任意的平面运动;一投影设备,具有至少一个投影装置,用以将一分层影像投影至该升降台;以及一控制设备,电性连接该投影设备和该立体成型设备,其中该控制模块接收该控制设备发出的一指令,用以调整该升降台的高度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李黎虞立蔡世光
申请(专利权)人:英华达上海科技有限公司英华达上海电子有限公司英华达股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1