用于三维物体的生产的控制数据制造技术

描述了针对三维物体的生产生成控制数据的特定示例。在一个示例中，使用物体模型数据和物体属性数据表示待生成的三维物体。处理此数据以生成三维物体的平面的栅格化表示。平面的栅格化表示随后被映射至平面的区域覆盖表示。区域覆盖表示将平面中的给定位置处的物体属性数据定义作为该位置处的可用物体属性的集合的一个或多个比例，例如材料组合。随后对区域覆盖表示进行半色调化以针对三维打印生成控制数据。

Control data for the production of three-dimensional objects

A specific example of generating control data for the production of 3D objects is described. In one example, object model data and object attribute data are used to represent the three-dimensional object to be generated. A raster representation of the plane in which the data is generated in order to generate three-dimensional objects. A raster representation of a plane that is subsequently mapped to a flat area. Area coverage means defining one or more proportions of objects, attributes, data, such as material combinations, at the location of the object in the plane as a collection of available object attributes at that location. Subsequently, the region coverage representation is semi toned to generate control data for three-dimensional printing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于三维物体的生产的控制数据
技术介绍
已经提出了基于逐层生成三维物体的增材制造系统作为生产三维物体的潜在的便利方式。这些系统通常接收物体模型形式的三维物体的定义。处理此物体模型以指示增材制造系统使用一个或多个构建材料来生产物体。存在许多不同类型的增材制造系统。物体模型的处理可以基于增材制造系统的类型而变化。附图说明将结合仅以示例的方式一起示出了本公开特点的所附附图根据以下具体实施方式使得本公开的各种特点和优点变得明显，并且其中：图1是根据示例的针对三维物体的生产生成控制数据的设备的简化示意性图示；图2是根据示例示出由设备操纵的数据的简化示意性图示；图3是根据示例示出针对三维物体的生产生成控制数据的方法的流程图；图4是根据示例示出用于生成映射的方法的流程图；图5A至图5C是根据示例的用于构建三维物体的层的方法的示意性图示；图6是根据示例的增材制造系统的简化的等距示图；图7是根据示例示出操作增材制造系统的方法的流程图；并且图8是根据示例的用于增材制造系统的控制器的简化的示意性图示。具体实施方式本文所述的特定示例提供了一种用于生成可用于生产三维物体的控制数据的设备和方法。本文所述的特定示例允许处理并使用具有各种期望的物体属性的任意三维内容以生成三维物体。这些物体属性可以包括期望的材料属性，诸如颜色、外观属性、和/或机械属性。特别地，本文所述的特定示例提供了一种使用可用构建材料以使得在生产的三维物体中实现期望的物体属性的方案。此方案是灵活的；其可以用于实现单颜色和/或单材料物体以及多颜色和/或多材料物体两者。在特定示例中，处理表示三维物体的数据以生成物体的至少一部分的区域覆盖表示。此表示是一个或多个构建材料的概率分布。这些构建材料可以具有定义的颜色并且因此作为一个或多个着色剂。在特定情况下，区域覆盖表示将每个可用构建材料的量、以及它们的组合、或层叠沉积(如果需要)确定为比例性区域覆盖。这不同于使用构建材料的离散表示的比较性系统。例如，在本文所述的特定情况下，物体模型数据内的体素(voxel)的集合可以具有相关的区域覆盖向量的集合。在简单情况下，此类向量可以指示在三维空间中的给定位置处应当施加构建材料的一个单元的X％，其中，应当留空(100－X)％。这不同于数据可以指示两个离散状态之一的比较性表示：应当施加一个构建材料单元，或者不应当施加构建材料单元。在本文所述的特定示例中，区域覆盖表示随后提供关于半色调处理的输入，以生成可以由增材制造系统使用以生产三维物体的控制数据。图1示出了可以针对三维物体的生产生成控制数据的示例100。示例100示出了设备110。设备110包括接口120、图像处理器130、分离生成器140、和半色调生成器150。设备110被布置为接收表示待生成的三维物体的数据160，并且处理所述数据，以生成用于生产三维物体的至少一部分的控制数据190。在图1的示例中，表示待生成的三维物体的数据160包括物体模型数据170和物体属性数据180。物体模型数据170可以定义待生成的物体的至少一部分的三维模型。模型可以在三维坐标系中定义物体的形状和范围，例如物体的实体部分。物体模型数据170可以由计算机辅助设计(CAD)应用程序生成。物体属性数据180定义关于待生成的三维物体的一个或多个期望的物体属性。在一种情况下，物体属性数据180可以包括关于待生成物体的至少一部分的颜色。物体属性数据180可以额外地或可替代地包括关于待生成物体的至少一部分的其他期望的材料属性。可以例如关于待生成物体的整体来定义例如全局属性数据之类的物体属性数据180，或者关于待生成物体的一个或多个部分来定义例如局部属性数据之类的物体属性数据180。物体属性数据180还可以用于定义关于物体的部分的多个物体属性。除了颜色之外物体属性可以包括例如柔性、弹性、刚性、表面粗糙度、多孔性、层间强度、密度等等，并且物体属性可以取决于用于生成物体的构建材料或试剂的类型。图1的设备110被布置为将表示待生成的三维物体的数据160转换为栅格化表示，该栅格化表示随后被转换为区域覆盖表示。对区域覆盖表示进行半色调化以生成控制数据190。更详细地，接口120被布置为接收表示待生成的三维物体的数据160。在特定情况下，接口可以被布置为以单个文件的方式接收物体模型数据170和物体属性数据180；在其他情况下，接口可以被布置为以多个数据物体的方式接收物体模型数据170和物体属性数据180中的一个或多个的一部分，其中物体模型数据170和物体属性数据180跨多个相关联的数据结构分布。在一种情况下，物体模型数据170可以包括在三维空间中定义的体素。给定体素可以具有指示在该位置处是否存在待生成的物体的一部分的相关数据。如上所述，物体属性数据180可以包括全局和局部物体属性数据的一个或多个，例如在物体属性数据180中定义的特定物体属性值可以与定义物体的每个体素相关联，和/或特定物体属性值可以与体素的集合相关联，该体素的集合的范围例如从单个体素至与物体相关联的所有体素。在一种情况下，表示三维物体的数据包括三维物体的模型，该三维物体模型具有在模型内的每个位置处(例如在每个[x，y,z]坐标处)指定的一个或多个材料属性。图像处理器130被布置为从接口120接收物体模型数据170和物体属性数据180。图像处理器130被布置为处理至少物体模型数据170并且生成三维物体的至少一个平面的栅格化表示。例如，图像处理器130可以被布置为生成三维物体的模型的平行平面的切片。每个切片可以定义将要由增材制造系统生产的构建材料的相应的层的一部分。在使用三维坐标系(例如使用[x,y,z]坐标)的三维空间中，这些平行平面可以是平行于x和y轴线的平面的z切片。每个z切片可以包括具有一个或多个公共z坐标并且沿x和y维度延伸的模型的部分。z切片的数目可以取决于在z维度中的细节的分辨率和/或一个或多个构建材料的层的输出分辨率。在一种情况下，图像处理器130被布置为输出多个二维栅格物体，每个二维栅格物体表示在其中定义了物体的三维空间的平面。这些二维栅格物体中的每一个可以包括诸如位图之类的图像。在这种情况下，图像处理器130被布置为将至少一个物体属性值与栅格物体中的每个位置相关联。例如，每个栅格物体可以包括在x和y维度中延伸的像素集合；每个像素可以随后与至少一个物体属性值相关联。在一种情况下，每个像素可以与至少一个材料属性相关联。在材料属性中的一个材料属性定义颜色的情况下，该颜色可以是在颜色空间中定义的，颜色空间诸如：例如灰度之类的单色色调空间；红、绿、蓝(RGB)颜色空间；国际照明委员会(CIE)1931XYZ颜色空间，其中三个变量(“X”、“Y”和“Z”或三色激励值)用于对颜色建模；CIE1976(L*，a*，b*－CIELAB或“LAB”)颜色空间，其中的三个变量表示亮度(“L”)以及相对的颜色维度(“a”和“b”)；或者任何其他颜色空间或衍生的颜色空间。在这些颜色空间中的颜色值可以包括例如在预定义的值范围内的值之类的连续色调值。例如，在简单情况下，RGB颜色值可以包括三个8位值；照此，每个红色、绿色、和蓝色值可以处于0至255的范围内。材料属性可以被隐含地和/或明确地定义，并且可以包括以下项和其他项中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对三维物体的生产生成控制数据的设备，包括：接口，所述接口被配置为接收表示待生成的三维物体的数据，所述数据包括物体模型数据和物体属性数据；图像处理器，所述图像处理器被配置为访问获得的数据，并且生成所述三维物体的平面的栅格化表示；分离生成器，所述分离生成器被配置为将由所述图像处理器生成的栅格化表示映射至所述三维物体的平面的区域覆盖表示，所述区域覆盖表示将所述平面中的给定位置处的物体属性数据定义为所述位置处的可用物体属性的集合的一个或多个比例；以及半色调生成器，所述半色调生成器被配置为对所述三维物体的平面的区域覆盖表示进行半色调化，以针对所述三维物体的所述生产生成控制数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种针对三维物体的生产生成控制数据的设备，包括：接口，所述接口被配置为接收表示待生成的三维物体的数据，所述数据包括物体模型数据和物体属性数据；图像处理器，所述图像处理器被配置为访问获得的数据，并且生成所述三维物体的平面的栅格化表示；分离生成器，所述分离生成器被配置为将由所述图像处理器生成的栅格化表示映射至所述三维物体的平面的区域覆盖表示，所述区域覆盖表示将所述平面中的给定位置处的物体属性数据定义为所述位置处的可用物体属性的集合的一个或多个比例；以及半色调生成器，所述半色调生成器被配置为对所述三维物体的平面的区域覆盖表示进行半色调化，以针对所述三维物体的所述生产生成控制数据。2.根据权利要求1所述的设备，其中：使用三维空间中的坐标定义所述物体模型数据；所述物体属性数据包括一个或多个坐标处的颜色值；并且所述分离生成器被配置为将给定坐标处的颜色值映射至所述给定坐标处的材料区域覆盖向量。3.根据权利要求1所述的设备，其中：使用三维空间中的坐标定义所述物体模型数据；所述物体属性数据包括一个或多个坐标处的至少一个材料属性值；并且所述分离生成器被配置为将给定坐标处的材料属性值映射至所述给定坐标处的材料区域覆盖向量。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述分离生成器被配置为对查找表进行访问，所述查找表提供从给定位置处的物体属性数据值的集合至所述位置处的材料比例的向量的映射。5.一种针对三维物体的生产生成控制数据的方法，包括：获得表示待生成的三维物体的数据，所述数据包括物体模型数据和物体属性数据；根据获得的数据生成所述三维物体的平面的栅格化表示；将所述栅格化表示映射至所述平面的区域覆盖表示，所述区域覆盖表示将所述平面中的给定位置处的物体属性数据定义为所述位置处的可用构建材料的集合和可用构建材料的组合的一个或多个比例；并且对所述区域覆盖表示进行半色调化，以针对所述三维物体的所述平面的所述生产生成控制数据。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述区域覆盖表示包括材料区域覆盖值中的一个或多个。7.根据权利要求5所述的方法，其中使用三维空间中的坐标定义所述物体模型数据，并且所述物体属性数据包括一个或多个坐标处的至少一个材料属性，并且其中所述三维物体的所述平面与所述物体模型数据内的具有所述坐标中的一个的设定值的平面相对应。8.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述栅格化表示映射至所述平面的区域覆盖表示包括在至少一个物体属性数据值与材料区域覆盖向量之间应用映射。9.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·莫罗维奇，贾恩·莫罗维奇，
申请(专利权)人：惠普发展公司有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US