生成子物体的控制数据制造技术

在一个示例中，描述了用于生成用于生产三维物体的控制数据的方法。获得三维物体的模型作为体素的阵列，并且针对每个体素确定该体素是否包括三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分。每个第一子物体体素被映射到定义该体素的打印材料数据的体积覆盖表示。将第二子物体体素映射到定义第二子物体的体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示。从用于每个第一子物体体素的打印材料数据生成用于打印第一子物体的控制数据。根据第二子物体的体积覆盖表示来生成用于打印第二子物体的控制数据。

Generates control data for child objects

In one example, a method for generating control data for producing a three-dimensional object is described. A model of a three-dimensional object is obtained as an array of voxels, and each voxel is determined whether a voxel comprises a part of a first object of a three-dimensional object or a part of a second object. Each of the first child voxels is mapped to the volume coverage representation of the printed material data defining the voxel. A volume covering representation of a common print material data mapped to the voxel of a voxel defined by second child voxels to second voxels. The control data for printing the first child is generated from the print material data for each of the first child voxels. The control data for printing second sub objects is generated according to the volumetric cover representation of the second sub object.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成子物体的控制数据
技术介绍
由增材制造工艺生成的三维物体是以逐层方式形成的。在增材制造的一个示例中，通过聚结和固化构造材料层的部分来生成物体。在示例中，构造材料可以是粉末、流体或片材的形式。预期的聚结、固化和/或物理属性可以通过将试剂打印到构造材料层上来实现。可以将能量施加到涂覆有在冷却后聚结并固化的试剂的构造材料和层。在其他示例中，三维物体可以通过使用固化以形成物体的挤压塑料或喷涂材料作为构造材料来生成。生成三维物体的一些打印工艺使用从三维物体的模型生成的控制数据。例如，该控制数据可以指定用于将试剂施加到构造材料的位置，或者构造材料本身可以被放置在何处，以及将被施加的量。附图说明为了更完整的理解，现在参考结合附图的下列描述，在附图中：图1是用于生成用来产生三维物体的控制数据的方法的示例的流程图；图2是用于生成用于三维物体的子物体的控制数据的方法的示例的流程图；图3是用于生成用于三维物体的子物体的控制数据的方法的另一示例的流程图；图4是用于生成用来产生三维物体的控制数据的装置的示例的简化示意图；图5和图6是图4的用于生成用来产生三维物体的控制数据的装置的模块的示例；以及图7是处理器和存储器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用于生成可以被用来产生三维物体的控制数据的装置和方法。一些示例允许具有各种指定物体属性的任意三维内容被处理和使用以生成三维物体。这些物体属性可以包括外观属性(颜色、透明度、光泽度等)、电导率、密度、孔隙率和/或诸如强度的机械属性。在本文的一些示例中，三维空间的特征在于“体素”，即三维像素，其中每个体素占据离散的体积。当产生模拟三维物体的数据时，给定位置处的体素可以具有至少一个特性。例如，它可以是空的，或者可以具有特定的颜色，或者可以表示特定的材料或特定的物体属性等。在一些示例中，体素类似于将被生成的物体内的可寻址位置。在某些示例中，处理表示三维物体的数据以生成物体的至少一部分的体积覆盖表示。在一些示例中，体积覆盖表示定义打印材料数据。打印材料数据可以提供将被沉积在特定的位置或区域处的打印材料(诸如试剂，试剂将被打印到构造材料层上，或在一些示例中为造材料本身)及其组合物(如果需要的话)的量的指示。打印材料数据可以被指定为成比例的体积覆盖(例如，构造材料层的区域的X％应具有施加到其上的试剂Y)。打印材料可以与物体属性相关，或者可以被选择以提供物体属性，该物体属性诸如例如颜色、透明度、柔韧性、弹性、刚性、表面粗糙度、孔隙率、导电性、层间强度、密度等。可以使用半色调技术来确定如在控制数据中指定的应当施加每一打印材料(例如，一滴试剂)的实际位置。在一个示例中，描述物体的一组体素可以与一组材料(或材料组合物)体积覆盖(Mvoc)矢量相关联。在简单的情况下，这种Mvoc矢量可以指示三维空间的给定区域的X％应具有施加到其上的特定的试剂，而(100-X)％应该不含试剂。然后，Mvoc矢量可以提供用于“半色调”处理的输入，以生成可以由增材制造系统用来产生三维物体的控制数据。例如，为了产生特定的材料属性，可以确定构造材料层(或层的一部分)的25％应具有施加到其上的特定的试剂。半色调处理例如通过将每个位置与在半色调阈值矩阵中提供的阈值进行比较来确定要在何处沉积试剂滴以提供25％的覆盖。在一些示例中，表示三维结构或物体的平面的数据被“栅格化”，即，被转换成一系列离散位置。栅格化平面可以采用控制数据可以被提供至的三维打印装置的可打印分辨率。图1示出用于生成用来产生三维物体的控制数据的方法。在方框102中，获得表示三维物体的模型的体素阵列。确定每个体素是否包括三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分(方框104)。在一些示例中，第一子物体将被生成为第一标准，而第二子物体将被生成为第二标准，其中第一标准比第二标准被更精确地指定(即，具有更高的特异性)。在一个示例中，第一子物体包括物体的以高细节水平表示的外部区域，而第二子物体包括子物体的可能不可见并且因此在该示例中用于制造的特异性被降低的内部区域。然而，第一子物体和第二子物体可以表示物体的任何部分，并且实际上可以存在多于两个的子物体。在一个示例中，第二子物体可以被定义为三角形表面。可以确定一些体素既不属于第一子物体也不属于第二子物体并/或属于另一子物体。在一些示例中，可以处理表示物体的体素阵列，以生成三维模型物体的平面的栅格化表示。因此，以分层方式对模型进行处理，这是用于控制以分层方式操作的增材制造装置的合适形式。如果已经生成这种表示，则实际上可以将体素作为像素来处理。在方框106中，将每个第一子物体体素(即，被确定为包括第一子物体的一部分的每个体素)映射到定义该体素处的打印材料数据的体积覆盖表示。映射可以例如基于与该体素相关联的物体属性数据。在方框108中，将被确定为包括第二子物体的一部分的体素全部映射到定义用于第二子物体的公共打印材料数据的体积覆盖表示。在一些示例中，映射可以基于与第二子物体体素中的至少一个相关联的物体属性数据，例如包含在描述三维物体的模型的数据内的物体属性数据。在其他示例中，体积覆盖表示可以从被提供有物体模型数据的物体属性数据以外的源导出，例如存储在存储器中的体积覆盖表示，或者被生成以提供诸如特定的物体强度、颜色等至少一个物体属性。在一个示例中，打印材料数据可以包括将被施加以形成体素/子物体的一组可用打印材料(诸如试剂(或其组合物))的一种或多种比例。在另一示例中，不是将体素映射到指定要使用的所有打印材料的体积覆盖表示，而是可以单独地确定用于每一打印材料的覆盖水平。在一些示例中，数据可以涉及与打印材料相关联的物理属性。在一些示例中，打印材料数据可以基于关于要生成的对象和/或“全局”属性接收到的信息，诸如要在给定体积中存在以创建具有诸如最小强度特性的特性物体的材料的最小量。然后生成用于第一子物体体素的控制数据(方框110)。在一个示例中，这可以通过将用于每个第一子物体体素并且被表达为体积覆盖的打印材料数据与用于生成用来打印第一子物体的控制数据的阈值矩阵中的阈值进行比较来实施。在一个示例中，半色调阈值矩阵包含阈值阵列。在一个示例中，阈值用于实施将阈值矩阵的值与体积覆盖表示的值进行比较，并且基于比较来选择单个“状态”(即，打印材料或打印材料组合物)的半色调操作。这种矩阵可以以例如但不限于基于诸如抖动、聚类、空隙和簇、误差扩散、绿噪声型分布等的任何方式来确定或预定。根据用于第二子物体的体积覆盖表示来生成控制数据(方框112)。在一些示例中，创建适用于提供专用于第二子物体的体积覆盖的控制数据的体积(这可以被认为是创建控制数据以生成具有作为至少第二子物体的体积的体积的任意物体)，然后使用该数据和第二子物体体积的交叉来提供用于生成第二子物体的控制数据。关于图2和图3描述用于第二子物体的控制数据生成方法的示例。子物体因此被不同地处理：用于第一子物体的控制数据以逐点(逐体素)的方式来确定。然而，第二子物体的体素以聚结式或体积式方式来处理。考虑另一种方式，第二子物体被作为整体处理，而不是逐点地处理。在一些示例中，与第一子物体的体素相关联的物体属性数据被用来生成用于第一子物体的控制数据，但是可以不使用或者可以不针对每个体素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成用于产生三维物体的控制数据的方法，所述方法包括：获得表示所述三维物体的模型的体素的阵列；针对每个体素确定所述体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分；将每个第一子物体体素映射到定义用于该体素的打印材料数据的体积覆盖表示；将所述第二子物体体素映射到定义用于所述第二子物体体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示；从定义用于每个第一子物体体素的打印材料数据的体积覆盖表示生成用于打印所述第一子物体的每个体素的控制数据；根据所述第二子物体的体积覆盖表示生成用于打印所述第二子物体的控制数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生成用于产生三维物体的控制数据的方法，所述方法包括：获得表示所述三维物体的模型的体素的阵列；针对每个体素确定所述体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分；将每个第一子物体体素映射到定义用于该体素的打印材料数据的体积覆盖表示；将所述第二子物体体素映射到定义用于所述第二子物体体素的公共打印材料数据的体积覆盖表示；从定义用于每个第一子物体体素的打印材料数据的体积覆盖表示生成用于打印所述第一子物体的每个体素的控制数据；根据所述第二子物体的体积覆盖表示生成用于打印所述第二子物体的控制数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一子物体将被生成为比所述第二子物体高的特异性。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一子物体包括所述物体的外部区域，并且所述第二子物体包括所述物体的内部区域。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分包括：识别所述物体的内部的能够映射到特定的恒定体积覆盖表示的最大体积。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分包括：确定与每个体素相关联的标签的等同性。6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一体素是否包括所述三维物体的第一子物体的一部分或第二子物体的一部分包括：(i)按照所述物体的成比例缩放来确定内芯；(ii)使用用于定义凸包的α形状来确定内芯；或者(iii)使用排斥力函数来确定内芯，并且其中所述内芯中的体素被确定为所述第二子物体的一部分。7.根据权利要求1所述的方法，其中，生成用于所述第二子物体的控制数据包括：根据所述第二子物体的体积覆盖表示生成用于生成任意三维物体的控制数据，其中所述任意物体的体积至少是所述第二子物体的体积。8.根据权利要求1所述的方法，其中，生成用于所述第二子物体的控制数据包括：确定包围所述第二子物体的长方体的尺寸；生成分散在所述长方体上的一组随机点，其中所生成的点的数量使用所述第二子物体的体积覆盖表示和用于生成所述物体的装置的分辨率来确定；针对每个点确定该点是否被包含在所述第二子物体内，并且如果是，则确定指示将在该点处沉积打印材料的控制数据。9.根据权利要求1所述的方法，其中，生成用于所述第二子物体的控制数据包括：接收填充有基于所述第二子物体的体积覆盖表示的控制数据的可拼接的多面体；拼接所述多面体以形成能够包围第二子物体体积的拼接多面体组；将所述拼接多面体组与所述第二子物体体积交叉；使用来自所述交叉区域的控制数据作为用于所述第二子物体的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·莫罗维奇，贾恩·莫罗维奇，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