一种用于3D打印的切片路径生成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于3D打印的切片路径生成方法及系统。该方法包括如下步骤：S1：将待打印模型进行分层以获取切片层；S2：对所述切片层进行分区，形成若干切片层区域；S3：根据线段连接规则连接所述各个区域内的线段，以形成区域内路径；S4：根据路径连接规则连接不同区域间的所述区域内路径，形成若干条完整路径；S5：计算所述完整路径之间的最短距离，并根据所述最短距离组合所述完整路径，以生成用于3D打印的所述切片路径。本发明专利技术提供的用于3D打印的切片路径生成方法及系统提出了基于模型特点进行分区扫描的切片路径扫描方式，不仅大大减少加工中空扫描的次数，减少了成型时间，而且提升了成型的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D打印
，特别涉及一种用于3D打印的切片路径生成方法及系统。
技术介绍
3D打印技术，又称快速成型技术，是一种模仿普通打印机的原理，能够打印三维立体模型的技术。3D打印可分为两个阶段，首先由计算机通过设计、扫描等手段生成待打印模型，并将上述待打印模型，按照一定高度分成N层，其中每一层得到一个平面图形，即将上述待打印模型切成N层切片，然后将原料装入3D打印机中，由切片路径生成算法根据待打印模型生成3D打印机能够识别的路径机器代码Gcode，以控制打印机将原料一层一层累积起来，最终形成三维立体的实物。其中，上述切片的路径直接影响着打印产品或作品的效果和成型时间，是3D打印
中的核心技术。在现有技术中，切片路径的生成方式一般有两种：平行扫描路径生成方式和轮廓平行扫描路径生成方式。其中，平行扫描路径的方式较为简单，仅需设定扫描速度对待打印模型仅需扫描即可，不仅扫描快捷，而且生成路径机器代码Gcode的时间也较少。但是，在扫描有空腔的待打印模型时，由于需要频繁跨越内轮廓部分，导致喷头的空行程太多，不仅极大影响成型效率，且成型后的产品的内部效果也很差。对于轮廓平行扫描路径的生成方式，其扫描线需沿着平行于边界轮廓线的方向进行，即按照截面轮廓的等距线进行扫描，此种方式虽然喷头的空行程较少，但扫描矢量生成的算法涉及多边形之间的多种复杂操作，不仅形成路径的时间非常长，对于复杂的待打印模型甚至无法正确生成扫描路径。有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述技术问题的3D打印切片路径生成方法及系统，以同时满足待打印模型在效果和成型时间的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种3D打印切片路径生成方法及系统，以减少加工中空扫描的次数，提高打印模型的效率和减少成型时间。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供了一种用于3D打印的切片路径生成方法，其包括如下步骤：S1：将待打印模型进行分层以获取切片层；S2：对所述切片层进行分区，形成若干切片层区域；S3：根据线段连接规则连接所述各个区域内的线段，以形成区域内路径；S4：根据路径连接规则连接不同区域间的所述区域内路径，形成若干条完整路径；S5：计算所述完整路径之间的最短距离，并根据所述最短距离组合所述完整路径，以生成用于3D打印的所述切片路径。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成方法的一种改进，所述S2步骤具体为：S21：建立切片层坐标轴，并获取所述切片层在所述坐标轴中的最大点和最小点；S22：根据所述最大点和最小点，在所述切片层坐标轴内建立切片层矩形区域；S23：将所述切片层矩形区域等分划分为若干所述切片层区域。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成方法的一种改进，所述线段连接规则为：若一条线段的一个端点与另外一条线段的一个端点之间的距离不大于预设值，则这2条线段连接成一段路径；所述S3步骤具体为：S31：选取任意区域内第一线段的第一端点，按照所述线段连接规则搜索下一个端点，若搜索到下一个端点，则将所述下一个端点作为新的起始点继续搜索；若未搜索到下一个端点，则执行步骤S32；S32：选取所述第一线段的另一端点，按照所述线段连接规则搜索下一个端点，若搜索到下一个端点，则继续搜索；若未搜索到下一个端点，则结束搜索；S33：连接该区域中搜索到的所有线段，形成区域内路径。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成方法的一种改进，所述预设值为0.1mm。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成方法的一种改进，所述路径连接规则为：若一条路径的一个端点与另外一条路径的一个端点之间的距离不大于预设值，则这2条路径连接成一条完整路径；所述S4步骤具体为：S41：选取第一区域内第一路径的第一端点，按照所述路径连接规则搜索另一个区域中的下一个端点，若搜索到下一个端点，则将所述下一个端点所在路径的另一个端点作为新的起始点继续搜索；若未搜索到下一个端点，则执行步骤S42；S42：选取所述第一路径的另一端点，按照所述路径连接规则搜索下一个端点，若搜索到下一个端点，则继续搜索；若未搜索到下一个端点，则结束搜索；S43：连接所有区域中搜索到的所有路径，形成第一完整路径；S44：选取除所述第一区域内第一路径外的其他端点，进行S41-S43步骤的搜索，生成其他若干条完整路径。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成方法的一种改进，所述S5步骤具体为：S51：选取第一完整路径的任意端点，遍历其他完整路径，并计算所述任意端点与所述其他完整路径之间的距离，确定与所述任意端点距离最小的完整路径和端点；S52：通过所述距离最小的完整路径上的端点，进行剩余路径的遍历，若剩余路径的个数大于零，则重复步骤S51，否则结束搜索；S53：组合所有完整路径，生成用于3D打印的切片路径。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成方法的一种改进，对于奇数层的切片层，沿着Y轴方向进行扫描；对于偶数层的切片层，沿着X轴方向进行扫描。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供了一种用于3D打印的切片路径生成系统，其包括：分层模块：用于将待打印模型进行分层以获取切片层；分区模块：用于对所述切片层进行分区，形成若干切片层区域；线段连接模块，用于根据线段连接规则连接所述各个区域内的线段，以形成区域内路径；路径连接模块，用于根据路径连接规则连接不同区域间的所述区域内路径，形成若干条完整路径；组合模块，用于计算所述完整路径之间的最短距离，并根据所述最短距离组合所述完整路径，以生成用于3D打印的所述切片路径。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成系统的一种改进，所述分区模块具体用于：建立切片层坐标轴，获取所述切片层在所述坐标轴中的最大点和最小点；根据所述最大点和最小点，在所述切片层坐标轴内建立切片层矩形区域；并将所述切片层矩形区域等分划分为若干所述切片层区域。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成系统的一种改进，所述线段连接规则为：若一条线段的一个端点与另外一条线段的一个端点之间的距离不大于预设值，则这2条线段连接成一段路径；所述线段连接模块具体用于：选取任意区域内第一线段的第一端点，按照所述线段连接规则搜索下一个端点，若搜索到下一个端点，则将所述下一个端点作为新的起始点继续搜索；若未搜索到下一个端点，则选取所述第一线段的另一端点，按照所述线段连接规则搜索下一个端点，若搜索到下一个端点，则继续搜索；若未搜索到下一个端点，则结束搜索；连接该区域中搜索到的所有线段，形成区域内路径。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成系统的一种改进，所述预设值为0.1mm。作为本专利技术用于3D打印的切片路径生成系统的一种改进，所述路径连接规则为：若一条路径的一个端点与另外一条路径的一个端点之间的距离不大于预设值，则这2条路径连接成一条完整路径；所述路径连接模块具体用于：选取第一区域内第一路径的任一端点，按照所述路径连接规则搜索另一个区域中的下一个端点，若搜索到下一个端点，则将所述下一个端点所在路径的另一个端点作为新的起始点继续搜索；若未搜索到下一个端点，则选取所述第一路径的另一端点，按照所述路径连接规则搜索下一个端点，若搜索到下一个端点，则继续搜索；若未搜索到下一个端点，则结束搜索；连接所有区域中搜索到的所有路径，形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于3D打印的切片路径生成方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将待打印模型进行分层以获取切片层；S2：对所述切片层进行分区，形成若干切片层区域；S3：根据线段连接规则连接所述各个切片层区域内的线段，以形成区域内路径；S4：根据路径连接规则连接不同区域中的区域内路径，形成若干条完整路径；S5：计算所述完整路径之间的最短距离，并根据所述最短距离组合所述完整路径，以生成所述用于3D打印的切片路径。

【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印的切片路径生成方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将待打印模型进行分层以获取切片层；S2：对所述切片层进行分区，形成若干切片层区域；S3：根据线段连接规则连接所述各个切片层区域内的线段，以形成区域内路径；S4：根据路径连接规则连接不同区域中的区域内路径，形成若干条完整路径；S5：计算所述完整路径之间的最短距离，并根据所述最短距离组合所述完整路径，以生成所述用于3D打印的切片路径。2.根据权利要求1所述的切片路径生成方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：S21：建立切片层坐标轴，获取所述切片层在所述坐标轴中的最大点和最小点；S22：根据所述最大点和最小点，在所述切片层坐标轴内建立切片层矩形区域；S23：将所述切片层矩形区域等分划分为若干切片层区域。3.根据权利要求2所述的切片路径生成方法，其特征在于，所述线段连接规则为：若一条线段的一个端点与另外一条线段的一个端点之间的距离不大于预设值，则这2条线段连接成一段路径；所述步骤S3具体为：S31：选取任意区域内第一线段的第一端点，按照所述线段连接规则搜索下一个端点，若搜索到下一个端点，则将所述下一个端点作为新的起始点继续搜索；若未搜索到下一个端点，则执行步骤S32；S32：选取所述第一线段的另一端点，按照所述线段连接规则搜索下一个端点，若搜索到下一个端点，则继续搜索；若未搜索到下一个端点，则结束搜索；S33：连接该区域中搜索到的所有线段，形成区域内路径。4.根据权利要求3所述的切片路径生成方法，其特征在于，所述预设值为0.1mm。5.根据权利要求3所述的切片路径生成方法，其特征在于，所述路径连接规则为：若一条路径的一个端点与另外一条路径的一个端点之间的距离不大于预设值，则这2条路径连接成一条完整路径；所述步骤S4具体为：S41：选取第一区域内第一路径的任一端点，按照所述路径连接规则搜索另一个区域中的下一个端点，若搜索到下一个端点，则将所述下一个端点所在路径的另一个端点作为新的起始点继续搜索；若未搜索到下一个端点，则执行步骤S42；S42：选取所述第一路径的另一端点，按照所述路径连接规则搜索下一个区域内端点，若搜索到下一个端点，则继续搜索；若未搜索到下一个端点，则结束搜索；S43：连接所有区域中搜索到的所有路径，形成第一完整路径；S44：选取除所述第一区域内第一路径外的其他端点，进行S41-S43步骤的搜索，生成其他若干条完整路径。6.根据权利要求5所述的切片路径生成方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：S51：选取第一完整路径的任意端点，遍历其他完整路径，并计算所述任意端点与所述其他完整路径之间的距离，确定与所述任意端点距离最小的完整路径和端点；S52：通过所述距离最小的完整路径上的端点，进行剩余路径的遍历，若剩
\t余路径的个数大于零，则重复步骤S51，否则结束搜索；S53：组合所有完整路径，生成用于3D打印的切片路径。7.根据权利要求6所述的切片路径生成方法，其特征在于，对于奇数层的切片层，沿着Y轴方向进行扫描；对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文娟，陈陈，王敏，李可靖，
申请(专利权)人：深圳维示泰克技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44