利用图像信息打印三维结构的方法和设备技术

提供了用于使用2D单色图像(例如灰度图像)打印3D结构的方法和系统。该方法可以包括指示打印装置使用已知包含结构打印材料的贮存器中的打印材料来打印2D单色图像。在与2D单色图像的相对较深的区相对应的位置中打印更大量的打印材料。

Method and Equipment for Printing Three-Dimensional Structure with Image Information

A method and system for printing 3D structures using 2D monochrome images (such as gray images) are provided. The method may include instructing a printing device to print a 2D monochrome image using a printing material in a memory known to contain a structured printing material. A larger amount of printed material is printed in a position corresponding to a relatively deep area of a 2D monochrome image.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用图像信息打印三维结构的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求于2016年5月31日提交的第62/343,686号美国临时专利申请的权益，该申请通过引用以其整体并入本文。背景本实施方案总体上涉及打印系统，包括三维打印系统和方法。打印系统可用于打印2D结构或油墨层以及由各种3D打印材料形成的3D结构。三维打印系统和方法可与包括熔融沉积成型(FDM)、电子束自由成形制造(EBF)、选择性激光烧结(SLS)以及其它种类的三维打印技术的各种技术相关联。由三维打印系统形成的结构可以与由其他制造技术形成的对象一起使用。这些包括在各种鞋类制品和/或服装制品中使用的纺织品材料。附图简述参考以下附图和描述可更好地理解实施方案。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在图示实施方案的原理上。此外，在附图中，相似的参考数字在所有不同的视图中指示对应的部分。图1是包括打印装置和计算系统的打印系统的实施方案的示意图；图2是打印系统的输入和输出的实施方案的示意图；图3是打印系统的一些子部件的实施方案的示意图；图4是用于打印系统的打印头的实施方案的示意图；图5是在灰度图像中像素的阴影级别(shadelevel)和对应打印的区的高度之间的关系的示意图；图6是用于打印系统的过程的实施方案；图7是打印系统的实施方案的示意图，其示出了从处理系统传送到打印装置的一组可能的打印指令；图8是包括各种输入图像的打印系统的另一实施方案的示意图；图9是打印系统的一些部件的实施方案的示意图；图10是控制打印装置的过程的示意图；图11是可以提供给打印系统的文件信息的实施方案的示意图；图12是根据实施方案的打印不同高度的区的方法的示意图；图13是根据实施方案的打印不同高度的区的过程的实施方案；图14是根据实施方案的打印不同高度的区的另一方法的示意图；图15是根据实施方案的打印不同高度的区的过程的示意图；图16是根据实施方案的示出在专色(spotcolor)百分比和打印层厚度之间的关系的表格的示意图；图17是根据实施方案的使用一组专色百分比打印的一组层的示意图；图18是根据实施方案的使用一组专色百分比打印的一组层的示意图；图19是用于生成和使用用于打印的校正专色表格的过程的示意图；和图20是示出用于获得期望目标厚度的调整后的专色百分比的表格的示意图。详细描述实施方案提供了一种用于将三维结构(也称为三维结构部件、3D结构等)打印到基底(例如，制品诸如鞋类制品中的鞋面的一部分、织物层或其它结构)上的方法和设备。该方法可以包括在打印系统处接收图像信息。图像信息可以包括关于灰度图像的信息，或者更广泛地说关于单色图像的信息，该单色图像包括在两种颜色之间的各种阴影级别的像素(例如，灰度图像的黑白之间的灰色阴影级别)。使用该信息，打印系统的处理系统可以生成用于打印装置的允许打印装置根据灰度(或单色)图像中像素的阴影级别将3D结构打印到基底上的指令。在一些情况下，处理系统可以提供以下形式的指令：待从被处理系统已知包括结构打印材料的指定贮存器打印的给定颜色的特定阴影级别(例如，50％黑色)。该系统可以接收灰度图像和彩色图像。在一些情况下，彩色图像可用于在已经根据灰度图像打印的3D结构之下和/或之上打印2D彩色层。可以理解的是，实施方案不限于与灰度图像一起用于打印3D结构。本文描述的方法可以用于任何2D单色文件，其对于每个像素包括单个值或样本。因此，例如，具有红色阴影或色调(hue)的单色图像文件也可以用作用于在较深(红色)区中打印具有更高高度的3D结构的基础。因此，如本详细描述和权利要求中所使用的，单色图像用于指定灰度图像和仅具有单一颜色(例如，红色、蓝色等)的色调或阴影的图像。在研究以下的附图和详细描述时，对于本领域的普通技术人员来说，实施方案的其它的系统、方法、特征、和优点将会是明显的或者将变得明显。意图是所有这样的另外的系统、方法、特征、和优点都被包括在该描述中、被包括在实施方案的范围之内、并且由以下权利要求所保护。图1是三维打印系统100(也简称为打印系统100)的实施方案的示意图。打印系统的一些实施方案可以包括在打印系统的不同装置之间分配一个或更多个功能的设置(provision)。如所示，打印系统100可以包括打印装置102、计算系统104、和网络106。在其他实施方案中，打印系统可以是单个装置或部件(未示出)。如本文所使用的，术语“打印机”、“绘图仪”、“三维打印机”、或“三维打印系统”可以指可将多个层打印到衬底、织物、鞋类制品、服装制品、或其他制品上的任何类型的系统。在一个实施方案中，打印装置102可以是符号和图形打印机。打印系统100可利用各种类型的打印技术。这些打印技术可包括但不限于：基于墨粉的打印、液体喷墨打印(liquidinkjetprinting)、固体油墨打印、染料升华打印、无墨打印(包括热打印和UV打印)、微机电系统(MEMS)喷射打印技术以及任何其他打印方法。一些实施方案可以使用增材制造(additivemanufacturing)技术或三维打印技术。三维打印、或“3D打印”包括可以用于通过将连续的材料层沉积在彼此的顶部之上来形成三维对象的各种技术。可以使用的示例性3D打印技术包括但不限于：熔融丝制造(FFF)、电子束自由成形制造(EBF)、直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化(EMB)、选择性激光熔化(SLM)、选择性热烧结(SHS)、选择性激光烧结(SLS)、基于石膏的3D打印(PP)、叠层物体制造(LOM)、立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)以及本领域中已知的各种其他种类的3D打印技术或增材制造技术。由三维打印系统形成的结构可以与由其他制造技术形成的对象一起使用。这些包括在各种鞋类制品、服装制品、和/或保护性制品中使用的纺织品材料。一些示例性实施方案描述了将三维结构打印到制品(例如，鞋类的鞋面)上；然而，其它实施方案可以利用本文讨论的原理来打印和固化用于任何应用的打印材料。例如，在一些其他实施方案中，本文讨论的原理可以用于打印和固化打印材料的薄膜或层，例如可以用于将图形或标记打印到衬底上。如在本详细描述和权利要求中使用的，术语“可打印特征”指通过打印(例如，从喷嘴喷射)形成的任何层、部分、或结构。在一些情况下，可打印特征可以是一层或更多层油墨，如可以由传统喷墨打印机进行沉积的。在其他情况下，可打印特征可以是已经使用结构打印材料(例如热塑性材料)打印到衬底上的3D结构特征。在一些情况下，打印系统100可利用两种或更多种不同的打印技术的组合。例如，在一些实施方案中，着色油墨可以打印为薄层，而透明或不透明的打印材料可以被打印以形成打印对象或形式的结构层。所使用的打印技术的类型可以根据以下的因素而不同，这些因素包括但不限于：目标制品的材料、目标制品的尺寸和/或几何结构、打印的图像的期望的性质(诸如耐久性、颜色、油墨密度等)以及打印速度、打印成本、和维护要求。增材制造工艺可以被用于在平坦的接收表面上以及有波状外形的或非平坦的表面上形成结构。例如，附图中所描绘的一些实施方案可以说明借以将材料打印到制品的平坦表面(诸如具有平坦的或未组装的构型的鞋面的材料部分)上的方法。在这样的情况下，将材料打印到表面上可以通过将材料沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用打印系统进行打印的方法，所述方法包括：接收与打印装置的填充有结构打印材料的贮存器相对应的贮存器识别信息；接收包括对应于单色图像的信息的图像文件；其中，所述图像文件包括关于所述单色图像的每个像素的阴影级别；指示所述打印装置使用与所述贮存器识别信息相对应的所述贮存器打印所述图像文件；其中，当所述打印装置打印所述图像文件时形成三维结构；其中，在所述三维结构的上表面上的每个位置具有在所述单色图像中的对应的像素；和其中，在每个位置处的所述三维结构的高度是通过所述对应的像素的阴影级别确定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.31 US 62/343,6861.一种利用打印系统进行打印的方法，所述方法包括：接收与打印装置的填充有结构打印材料的贮存器相对应的贮存器识别信息；接收包括对应于单色图像的信息的图像文件；其中，所述图像文件包括关于所述单色图像的每个像素的阴影级别；指示所述打印装置使用与所述贮存器识别信息相对应的所述贮存器打印所述图像文件；其中，当所述打印装置打印所述图像文件时形成三维结构；其中，在所述三维结构的上表面上的每个位置具有在所述单色图像中的对应的像素；和其中，在每个位置处的所述三维结构的高度是通过所述对应的像素的阴影级别确定的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述图像文件中的所述阴影级别取值范围在白色和黑色之间，包括在白色和黑色之间的多个灰色阴影级别。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括接收关于所述三维结构的预定最大高度；和其中，具有所述预定最大高度的三维结构的所述上表面的位置对应于在所述单色图像中具有黑色阴影级别的像素。4.根据权利要求3所述的方法，其中，具有小于所述预定最大高度的高度的三维结构的所述上表面的位置对应于所述单色图像中具有灰色阴影级别的像素。5.根据权利要求3所述的方法，其中，在每个位置处的所述三维结构的高度和所述单色图像中的对应于每个位置的每个像素的阴影级别之间的关系是线性关系。6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述打印装置根据在所述单色图像中的所述对应的像素的阴影级别来计算要在每个位置处分配的结构打印材料的量。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述打印装置在第一位置处比在第二位置处分配更多的结构打印材料，所述第一位置与具有第一阴影级别的第一像素相对应，所述第二位置与具有比所述第一阴影级别更浅的第二阴影级别的第二像素相对应。8.根据权利要求7所述的方法，其中：所述打印装置通过打印多个所述结构打印材料的层来形成所述三维结构；其中，所述打印装置在所述第一位置中和在所述第二位置中打印相等数量的层；和其中，被打印在所述第二位置处的每个层相比于被打印在所述第一位置处的每个层具有更小的厚度。9.根据权利要求7所述的方法，其中：所述打印装置通过打印多个所述结构打印材料的层来形成所述三维结构；其中，所述多个所述结构打印材料的层中的每一层在厚度上相等；和其中，所述打印装置在所述第一位置中比在所述第二位置中打印更多的所述结构打印材料的层。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述贮存器识别信息是从由所述打印系统的操作者提供的用户输入接收的。11.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述图像文件是由所述打印系统的操作者加载到所述打印系统中的。12.一种利用打印系统进行打印的方法，所述方法包括：接收与打印装置的填充有结构打印材料的第一贮存器相对应的贮存器识别信息；接收与所述打印装置的填充有彩色打印材料的第二贮存器相对应的贮存器识别信息；接收对应于单色图像的单色图像信息，其中，所述单色图像信息包括关于所述单色图像的每个像素的阴影级别；接收对应于彩色图像的彩色图像信息；指示所述打印装置使用所述第一贮存器来打印所述单色图像信息；指示所述打印装置使用所述第二贮存器来打印所述彩色图像信息；其中，当所述打印装置使用来自所述第一贮存器的所述结构打印材料打印所述单色图像信息时，形成三维结构；和其中，当所述打印装置使用来自所述第二贮存器的所述彩色打印材料打印所述彩色图像信息时，形成二维彩色层。13.根据权利要求12所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：托德·W·米勒，
申请(专利权)人：耐克创新有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国,US