3D打印方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及打印技术领域，公开了一种3D打印方法及系统，所述方法包括：将记录有材质信息的待打印三维模型转换为多层二维多边形，且使每个二维多边形包含所述材质信息；将每层中包含多种材质信息二维多边形划分成若干子二维多边形，使每个所述子二维多边形只包含一种材质信息；控制多个喷头以每个子二维多边形包含的材质信息按层逐个打印所述子二维多边形。还公开了一种3D打印系统。本发明专利技术实现了多喷头和多材质的3D打印。

【技术实现步骤摘要】
3D打印方法及系统
本专利技术涉及打印
，特别涉及一种3D打印方法及系统。
技术介绍
对于熔融沉积成型(FusedDepositionModeling，FDM)三维打印技术而言，现有的主流三维打印技术为单头单色的slicer技术，它是为打印单色物体(即单材质物体)而设计的。一般来讲，由一个喷头完成全部打印过程，每次打印之前先安装所打印材质所需要的原料，用户选择一种喜欢的颜色(两种颜色的PLA塑料可以认为是两种不同的材质的PLA塑料)。Slicer技术首先将模型的三维几何信息通过slicing(切片)过程转换为二维多边形。此slicing过程只处理几何信息，不处理材质信息。于此同时，模型也通常是不带材质信息的模型格式，例如：STL。因此，当前的个人消费者使用的三维打印机只能实现单喷头和单材质的打印。如何实现多喷头和多材质的3D打印技术是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种3D打印方法，以实现多喷头、多颜色和多材质的3D打印技术。根据本专利技术的一个方面，提供了一种3D打印方法，包括：将记录有材质信息的待打印三维模型转换为多层二维多边形，且使每个二维多边形包含所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印方法，其特征在于，包括：将记录有材质信息的待打印三维模型转换为多层二维多边形，且使每个二维多边形包含所述材质信息；将每层中包含多种材质信息二维多边形划分成若干子二维多边形，使每个所述子二维多边形只包含一种材质信息；控制多个喷头以每个子二维多边形包含的材质信息按层逐个打印所述子二维多边形。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印方法，其特征在于，包括：将记录有材质信息的待打印三维模型转换为多层二维多边形，且使每个二维多边形包含所述材质信息；将每层中包含多种材质信息二维多边形划分成若干子二维多边形，使每个所述子二维多边形只包含一种材质信息；控制多个喷头以每个子二维多边形包含的材质信息按层逐个打印所述子二维多边形；其中，将所述二维多边形划分成若干子二维多边形的步骤包括：生成所述二维多边形的中轴线；将包含同种材质信息的线段和中轴线连接，生成若干以包括所述同种材质信息的线段为一条边的面积最小的封闭的新多边形；将包含相同材质信息的新多边形进行布尔并运算，合并具有相邻的相同材质信息的线段且共享至少一条边的多个新多边形，以生成所述子二维多边形。2.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，采用所述三维模型表面的三角面记录所述材质信息，且采用所述二维多边形的边上的线段来记录该二维多边形包含的材质信息。3.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，生成所述二维多边形的中轴线的步骤包括：采用Delaunay方法对所述二维多边形进行三角剖分，使若干剖分线与所述二维多边形的边生成三角形网格；连接各个所述剖分线的中点生成所述二维多边形的中轴线。4.根据权利要求3所述的3D打印方法，其特征在于，生成所述二维多边形的中轴线的步骤包括：采用Voronoi图生成所述二维多边形的中轴线。5.根据权利要求3所述的3D打印方法，其特征在于，生成所述二维多边形的中轴线的步骤包括：采用StraightSkeleton方法沿所述二维多边形的角平分线对所述二维多边形进行缩进，对于凸二维多边形，当两条角平分线相交产生交点后，将所述两条角平分线进行合并，形成一个新多边形，对所述新多边形按其角平分线缩进，直到生成多边形的中轴线；或对于凹二维多边形，当两条角分线分离不再相交之后，将二维多边形分为多个新多边形，对所述新多边形按其角平分线缩进，直到生成多边形的中轴线。6.根据权利要求2所述的3D打印方法，其特征在于，将所述二维多边形划分成若干子二维多边形的步骤包括：对所述二维多边形进行缩进，以生成缩进线；将包含同种材质信息的线段和缩进线连接，生成若干以包括所述同种材质信息的线段为一条边的面积最小的封闭的新多边形；将包含相同材质信息的新多边形进行布尔并运算，合并具有相邻的相同材质信息的线段的多个新多边形，以生成所述子二维多边形。7.根据权利要求6所述的3D打印方法，其特征在于，对所述二维多边形进行缩进，以生成缩进线的步骤包括：采用StraightSkeleton方法沿所述二维多边形的角平分线对所述二维多边形进行缩进，缩进预定距离后生成所述缩进线。8.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，在形成所述子二维多边形之后，打印所述子二维多边形之前，还包括：将包含相同材质信息的子二维多边形分为一组，形成若干组子二维多边形，在打印时按组打印同一层的所述子二维多边形。9.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，在打印完一层的子二维多边形后，打印下一层时先打印具有与当前喷头喷出的材质相同材质的子二维多边形。10.根据权利要求1～9中任一项所述的3D打印方法，其特征在于，在打印所述子二维多边形时，选择喷头的起始点和终止点为所述子二维多边形内的点。11.根据权利要求10所述的3D打印方法，其特征在于，所述起始点和终止点为所述子二维多边形内的第一个点。12.一种3D打印系统，其特征在于，包括：模型转换单元，用于将记录有材质信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宇林，
申请(专利权)人：北京敏速自动控制设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11