用于增材制造过程的生成三维物体模型的方法技术

本发明专利技术涉及一种方法，该方法针对例如3D打印的逐层方式的增材制造过程生成三维物体模型、并且生成由打印装置使用的控制数据。根据几何描述并根据物体生成数据生成物体模型，该物体模型包括打印装置和诸如半色调模式、打印装置设置、物体结构和打印材料覆盖表示之类的属性。该方法以计算机软件产品的形式实施，并生成专用于每个标识打印设备的数据。

Method of generating a three-dimensional object model for an incremental manufacturing process

The present invention relates to a method for generating a three-dimensional object model for a progressive process, such as 3D printing, and generating control data used by a printing device. According to the geometrical description of objects according to the generated data generating object model, the object model including print device, such as a half tone mode, the printing device is provided, the object structure and print material covering said such attributes. The method is implemented in the form of a computer software product and generates data dedicated to each identification printing device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造过程的生成三维物体模型的方法
技术介绍
可以以逐层的方式形成由增材制造过程生成的三维物体。在增材制造的一个示例中，通过固化构造材料层的部分在打印装置中生成物体。在示例中，构造材料可以为粉末、液体或板材的形式。可以通过将试剂打印到构造材料层上来实现想要的固化和/或物理特性。在其它示例中，化学粘合剂可以用于固化构造材料。可以对层施加能量，且一旦冷却，施加了试剂的构造材料就可以聚结并固化。在其它示例中，可以通过将冲压塑料或喷射材料用作构造材料而生成三维物体，其固化以形成物体。一些生成三维物体的打印装置使用根据三维物体的模型生成的控制数据。此控制数据可以例如规定向构造材料施加试剂的位置，或规定可以放置构造材料位置，以及放置的数量。可以根据要打印的物体的3D表示生成控制数据。附图说明为了更完整的理解，现在结合附图参考以下描述，其中：图1为用于生成物体模型的方法的示例的流程图；图2为物体生成数据对象的示例的示意性表示；图3为用于生成控制数据的方法的示例的流程图；以及图4为用于生成物体模型的处理装置的示例的简化示意图。具体实施方式本文描述的一些示例提供了一种用于表示三维物体和/或用于生成可以由打印装置使用以产生三维物体的控制数据的装置及方法。一些示例允许对具有各种规定的物体特性的任意三维内容进行处理，并允许使用该任意三维内容生成三维物体。这些物体特性可以包括导电性、密度、多孔性、外观特性(例如颜色、透明度、表面粗糙度、光泽度等)和/或机械特性(例如强度、层内强度、柔性、弹性、刚度等)等等。在一些示例中，定义打印材料数据，例如指定打印材料(诸如沉积到构造材料层上的试剂，或在一些示例中，构造材料本身)的量，且如适用，指定它们的组合。在一些示例中，这可以规定为成比例的体积覆盖(例如，构造材料层的X％的区域应该施加试剂Y)。可以设计或选择此类打印材料以提供物体特性。可以使用半色调技术确定如控制数据规定的应该施加各打印材料(例如，试剂滴)的实际位置。例如，表示物体的数据内的区域可以具有相关联的打印材料覆盖表示，例如包括指定该区域内要沉积的打印材料的数量的材料体积覆盖向量集。在一种简单情况下，此类向量可以指示应当向三维空间的X％的指定区域施加特定试剂，而(100-X)％应当没有试剂。打印材料覆盖表示然后可以为“半色调”过程提供输入，以生成由增材制造系统使用以产生三维物体的控制数据。例如，为了产生规定的物体特性，可以确定应当向25％的构造材料层(或部分层)施加试剂。该半色调过程例如通过将每个位置与设置在半色调阈值矩阵中的阈值进行比较，以确定试剂滴落的位置以提供25％的覆盖。可实现的物体特性可以因打印装置而异，例如基于在特定打印装置中可用的打印材料，或它们能够应用的分辨率。另外，存在各种半色调方案，诸如无效群集(void-and-clusster)，错误扩散，仿色，AM屏，群点型模式等。在一些示例中，半色调方案的选择能够影响物体特性，使得如果选择不同的半色调方案，则打印材料的同一组合可能产生不同的物体特性(或具有不同值的物体特性)。可用的半色调方案可以因打印装置而异。图1为用于生成物体模型的方法的示例。在框102处，接收包括三维物体的至少一部分的几何描述的数据。该数据可以例如是计算机辅助设计(CAD)程序的输出或三维物体的一些其它数字表示。在一些示例中，描述可以包括点位置，例如定义空间中的点的[x，y，z]。点位置可以通过向量链接，该向量以定义多边形网格。在其它示例中，所述位置可以包括区域，例如体素，即三维像素，其中每个体素占据独立的体积。处于指定位置的体素可以具有至少一种特性。例如，它可以是空的，或可以具有特定颜色或可以表示特定材料或特定物体属性等。此类体素可以全部具有相同尺寸，或可以具有不同尺寸。可以使用其它体积描述来描述物体。在一些示例中，接收到的数据可以包括物体特性，例如规定物体属性，或与物体内至少一个位置相关联的用于物体生成的其它属性。在框104，接收物体生成数据。物体生成数据包括多个物体生成数据对象，各物体数据对象与打印装置和标识符相关联，并包括打印装置可实现的属性的物体属性描述。与打印装置的关联可以包括与一个打印装置、一组打印装置、一类打印装置等的关联。物体属性描述所描述的属性可以例如包括诸如颜色的物体特性，或诸如子结构或物体生成过程的方面的另一物体属性，其在一些示例中可以产生特定的特性。在一些示例中，将多个物体生成数据对象的至少一个子集内包含的或由多个物体生成数据对象的至少一个子集表示的至少一些信息作为可选列表等提供给用户。在一些示例中，物体生成数据对象可以与多个或一类打印装置相关联。用户可以选择(或可以自动选择)打印装置，例如基于打印装置的可用性、成本或性能。在一些此类示例中，在此类选择之后，可以为用户提供或自动选择与数据对象子集相关的信息，该信息包括与选择的打印装置相关联的那些数据对象。在一些示例中，用户可以能够基于物体生成数据对象中规定的物体属性描述来选择物体生成数据对象，例如以将特定的物体属性描述与要生成的物体的几何模型的部分/点的位置相关联。在其它示例中，用户可以自由规定属性，并在多个提供或接近属性的物体生成数据对象之间进行选择。此类选择可以自动执行，例如基于层级或预定的选择标准。在一些示例中，物体生成数据对象可以将子结构规定为物体的属性，该属性与物体几何不同，例如包括可以应用的类似格子的结构，以使生成的物体具有格子子结构，且用户可以在子结构之间进行选择。如上所述，在一些示例中，可以接收具有几何描述的物体属性。在一些示例中，几何描述内的不同区域或位置可以与不同的物体特性或不同的物体特性组合相关联。如果多于一个的数据对象规定特定的物体属性，可以将针对具有规定的物体属性的物体的位置或区域的数据对象的选择仅限于规定或接近此类物体属性的那些数据对象。呈现给用户的物体生成数据对象选择选项可以基于之前的选择，以使作为整体选择的物体属性可由单一打印装置(例如，在至少一个个体的物体生成数据对象中描述为物体中的区域或位置所规定的作为整体的属性集)以组合的方式实现。在一些示例中，如果用户试图规定或选择未在任意个体数据对象中发现的属性或属性组合或规定或选择与通用打印装置不关联的数据对象组合，则可以生成警告和/或可以提醒用户选择兼容的数据对象/属性，或其组合。在框106处，生成物体模型。该物体模型包括几何描述与至少一个物体生成数据对象标识符之间的关联。这可以包括将数据对象与物体的几何描述中的位置(可以是点位置或区域，诸如体素)相关联。在一些示例中，不同的物体生成数据对象可以与物体的几何描述内的不同位置相关联和/或物体生成数据对象可以与多个位置相关联。在一些示例中，可以生成利用应用于实现属性的打印材料所生成的三维物体的预览(例如，视觉表示)，并例如向用户显示该预览。由于此类预览基于可由打印装置实现的属性，所以更可能精确地表示物体生成过程的结果，并且因此允许用户更为确定它们的设计就是想要的。通过限制或鼓励设计者使用预定的物体生成数据对象，而不是自由规定物体属性，设计合并可实现的属性(或可实现的属性的组合)，并降低失败或浪费。由于标识符用来标识物体属性，并且由此可以规定或确定用于生成控制数据的数据，无需存储和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：接收数据，所述数据包括三维物体的至少一部分的几何描述；接收物体生成数据，所述物体生成数据包括多个物体生成数据对象，每个物体生成数据对象与打印装置和标识符相关联，并且每个物体生成数据对象包括由所述打印装置可实现的属性的物体属性描述；生成物体模型，所述物体模型包括所述几何描述与至少一个物体生成数据对象标识符之间的关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收数据，所述数据包括三维物体的至少一部分的几何描述；接收物体生成数据，所述物体生成数据包括多个物体生成数据对象，每个物体生成数据对象与打印装置和标识符相关联，并且每个物体生成数据对象包括由所述打印装置可实现的属性的物体属性描述；生成物体模型，所述物体模型包括所述几何描述与至少一个物体生成数据对象标识符之间的关联。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个物体生成数据对象与多个打印装置相关联，并且生成物体模型包括选择打印装置。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个物体生成数据对象包括不同的物体属性描述，并且生成物体模型包括选择物体属性描述。4.根据权利要求1所述的方法，包括生成三维物体的预览，所述三维物体使用根据所述物体模型的物体生成数据对象生成的控制数据来生成。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述物体属性描述包括以下项中的任意项：物体特性描述；半色调方案；打印装置设置；物体子结构；打印材料覆盖表示。6.一种方法，包括：接收物体模型，所述物体模型包括三维物体的几何描述和至少一个物体生成数据对象标识符；使用所述标识符来标识物体生成数据对象，所述物体生成数据对象与打印装置相关联，并且所述物体生成数据对象包括由所述打印装置可实现的属性的物体属性描述；根据所述物体生成数据对象生成控制数据，所述控制数据由所述打印装置在生成所述三维物体时使用。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述物体属性描述包括半色调方案，并且所述方法包括根据所述半色调方案生成控制数据。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述物体属性描述包括打印装置设...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾恩·莫罗维奇，彼得·莫罗维奇，斯科特·怀特，J·M·加西亚·雷耶罗·维纳斯，
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