产生用于制作三维物体的控制数据的方法和装置制造方法及图纸

描述了与三维物体关联的方法和装置。在示例中，方法包括接收表示三维模型物体的数据，该数据包括物体模型数据和物体特性数据。针对至少一个物体特性，识别物体的子区域，在该子区域中物体特性是不可变的，并且，针对物体内的至少一个位置，识别该位置所处的全部子区域。基于针对位置所识别的子区域的组合，针对该位置确定打印材料数据。根据打印材料数据产生用于制作三维物体的控制数据。

Control data for the generation of 3D objects

A method and apparatus for association with a three-dimensional object are described. In the example, the method includes receiving data representing a three-dimensional model object that includes object model data and object characteristic data. A sub region of an object is identified according to the characteristics of at least one object, wherein object characteristics are immutable in the subregion, and all sub regions of the position are identified for at least one position within the object. The print material data is determined for the location based on a combination of the identified sub regions at the location. According to the print data, the control data for making three-dimensional objects is generated.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于3D物体的产生的控制数据
技术介绍
由增材制造工艺产生的三维物体以逐层的方式形成。在增材制造的一个示例中，物体通过聚结并固化构造材料的层的部分来产生。在示例中，构造材料可以是粉末、流体或切片材料的形式。预期的聚结、固化和/或物理特性可以通过将试剂打印到构造材料的层上来实现。能量可以被施加至层，并且一旦冷却，涂覆有试剂的构造材料就聚结并固化。在其他示例中，可以通过使用挤出塑料或者喷涂材料作为固化以形成物体的构造材料，来生成三维物体。产生三维物体的一些打印工艺使用由三维物体模型产生的控制数据。该控制数据例如可以对将试剂施加到构造材料的位置、或可以放置构造材料自身的位置及将要放置的数量进行指定。附图说明为了更加完整地理解，现将参考以下结合附图而进行的描述，其中：图1是产生用于制作三维物体的控制数据的方法的示例的流程图；图2是产生用于制作三维物体的控制数据的方法的部分的示例的流程图；图3是产生用于制作三维物体的控制数据的装置的示例的简化示意图；图4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产生可以被用于制作三维物体的控制数据的装置和方法。一些示例允许具有多个指定物体特性的任意三维内容被处理并用于产生三维物体。这些物体特性可以例如包括外观特性(颜色、透明度、光泽等)、导电率、密度、孔隙率和/或诸如强度的机械特性。在本文的一些示例中，三维空间用术语“体素”来表征，即三维像素，其中每个体素占据离散体积。在制作对三维物体进行建模的数据时，给定位置处的体素可以具有至少一个特征。例如，体素可以是空的，或者可以具有特定颜色、或包括具有特定密度的材料。在一些示例中，针对物体产生打印材料数据。这种打印材料数据例如可以详述可用打印材料(诸如要打印到构造材料的层上的试剂，或者在一些示例中，构造材料本身)中的每一种的量进行，以及如果需要的话详述其组合。这可以被指定为比例体积覆盖(proportionalvolumecoverage)(例如，构造材料层的区域的X％应当具有施加于其上的试剂Y)。这种打印材料可以与诸如例如颜色、透明度、柔韧性、弹性、刚度、表面粗糙度、孔隙度、导电性、层间强度、密度等的物体属性相关、或者被选择以提供诸如例如颜色、透明度、柔韧性、弹性、刚度、表面粗糙度、孔隙度、导电性、层间强度、密度等的物体属性。可以使用半色调(halftoning)技术来确定如控制数据中所指定的每种打印材料(例如，试剂的一滴)应被施加的实际位置。例如，物体模型数据内的一组体素可以与打印材料数据相关联，该打印材料数据例如表达为体积覆盖矢量。在简单情况下，这样的矢量可以指示在三维空间中的给定区域中的位置的X％应当施加有一个单位的特定试剂，而(100-X)％应当没有试剂。然后，打印材料数据可以提供用于“半色调”工艺的输入，以产生可以被增材制造系统使用以制作三维物体的控制数据。例如，可以确定，为了制作特定目标特性，构造材料层(或层的一部分)的25％应当具有施加于其上的试剂。半色调工艺例如通过将每个位置与半色调矩阵中提供的阈值相比较，来确定试剂液滴要被沉积的地方，以提供25％的指定覆盖。在一些示例中，表示3D结构或物体的数据被“栅格化”，即被转换为一系列离散位置。栅格化的数据可以处于3D打印装置的可打印分辨率上，控制数据可以被提供至该3D打印装置。图1示出产生用于制作三维物体的控制数据的方法。方法包括接收表示三维模型物体的数据(框202)。在示例中，数据包括物体模型数据和物体特性数据，该物体模型数据限定例如包围物体的长方体中的体素是否被填充或空着(即，该位置存在或不存在物体)，该物体特性数据指定与位置关联的诸如颜色、强度、导电率、透明度等至少一个物体特性参数。在框104中，识别物体的子区域，在该子区域中至少一个物体特性是不可变的。这可以例如包括全部是一个颜色的区域、或全部是一个密度的区域。在一些示例中，这可以针对指定的几个或全部物体特性而实施，并且因此可以识别多个子区域，该多个子区域重叠并可以具有不同形状和体积。在一些示例中，即使在物体特性数据值中存在区别的情况下，物体特性可以是不可变的(或恒定)。例如，具有特定范围的物体特性数据值可以被视为提供不可变的物体特性。在一些示例中，这可以与物体产生装置的限制有关。在其他示例中，这可以是用户限定的，例如指定物体模型数据与要产生的数据之间的特异性的可接受损耗。在框106中，考虑物体内的位置，并且位置所处的全部子区域被找到。位置可以例如属于与特定颜色的特定阴影有关的第一子区域和与特定密度有关的第二子区域。在框108中，基于所识别的子区域的组合，确定打印材料数据。打印材料数据可以被隐含和/或明确地限定，并且可以包括以下中的任一个或任意组合：指示要使用的可用构造材料的值；颜色值；柔性值；弹性值；刚度值；表面粗糙度值；孔隙度值；强度值；和密度值。例如，直接或明确的限定可以是“放置X％的材料Y、Z％的材料Q”的形式。间接或隐含的限定可以指定特定物体特性，例如X的颜色或Y的刚度，并且这可以被映射到可用打印材料的明确组合。然后，可以根据打印材料数据确定用于三维物体的制作的控制数据(框110)。在一些示例中，可以存在其中全部物体特性都相同的物体的区域。在这样的情况下，位置可以被映射到共同体积覆盖表示矢量对象。因此，这样的矢量对象的尺寸可以变化；即一些可以施加至比其他更大的物体区域。图2更具体地示出图1中所示的方法的部分的示例。在这个示例中，一旦子区域被识别，则数据集合被存储为与该子区域关联(框202)。数据集合包括打印材料数据的至少一个示例，该打印材料数据指示造成不可变的物体特性的打印材料或打印材料组合。在特定示例中，造成不可变的物体特性的打印材料或打印材料组合的全部示例可以被存储为集合的成员。集合的成员可以包括替代性的体积覆盖表示。例如，如果位置与其中不可变特性是颜色的子区域关联，但是物体还在密度方面是可变的，则集合的成员可以包括指定会造成指定颜色而不是密度范围(在一些示例中，物体模型中表示的密度范围)的试剂比例的替代性的体积覆盖表示。另一个子区域可以与该位置处的密度有关，并且关联集合可以具有包括指定会造成指定密度而不是颜色范围(在一些示例中，物体模型中表示的颜色范围)的试剂比例的替代性体积覆盖表示的成员。在其他示例中，可以存在其他或进一步的以这种方式考虑两个变量。在框204中，确定针对该位置存储的至少两个(并且在一些示例中，全部)数据集合内是否存在共同成员。如果存在，则这可以被用于提供该位置的打印材料数据(框206)。在数学术语中，识别这样的共同成员可以被称为找到数据集合的交集。如果没有找到共同成员，则在这个示例中，针对所识别的子区域存储的数据集合的成员被组合，以确定该位置的打印材料数据(框208)。例如，如果成员可以在与该位置关联的不可变颜色数据集合和不可变密度数据集合中都找到，并且另一个成员可以在与该位置关联的不可变颜色数据集合和不可变光泽数据集合中都找到，但是在全部三个数据集合之间不存在共同组成员，则成员可以通过实施两个成员的体积平均(volumetricaveraging)来组合。这可以造成提供指定颜色(两个集合的成员具有这个颜色)而不是光泽和密度的平均(光泽和密度可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：接收表示三维模型物体的数据，所述数据包括物体模型数据和物体特性数据；针对至少一个物体特性，识别物体的子区域，在所述子区域中所述物体特性是不可变的；针对所述物体中的至少一个位置，识别所述位置所处的全部子区域；针对所述物体内的至少一个位置，并基于所识别的子区域的组合，确定所述位置的打印材料数据；根据所述打印材料数据，产生用于制作三维物体的控制数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收表示三维模型物体的数据，所述数据包括物体模型数据和物体特性数据；针对至少一个物体特性，识别物体的子区域，在所述子区域中所述物体特性是不可变的；针对所述物体中的至少一个位置，识别所述位置所处的全部子区域；针对所述物体内的至少一个位置，并基于所识别的子区域的组合，确定所述位置的打印材料数据；根据所述打印材料数据，产生用于制作三维物体的控制数据。2.根据权利要求1所述的方法，包括：确定与子区域关联的数据集合，其中所述数据集合中的每个成员包括造成不可变的物体特性的体积覆盖矢量。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述数据集合包括造成所述模型物体的不可变的物体特性和其他物体特性的体积覆盖矢量的全部示例。4.根据权利要求2所述的方法，其中，确定一位置的打印材料数据包括：识别为针对该位置识别的子区域所确定的至少两个数据集合内的共同成员。5.根据权利要求2所述的方法，其中，确定一位置的打印材料数据包括：组合为针对该位置识别的子区域所确定的至少两个数据集合的成员。6.根据权利要求1所述的方法，其中，映射包括：将具有相同打印材料数据的位置映射到共同矢量物体。7.根据权利要求1所述的方法，其中，产生控制数据包括：通过将至少一个体积覆盖表示与半色调阈值矩阵相比较进行半色调处理。8.一种处理装置，包括：接口，用于接收表示三维模型物体的数据，所述数据包括物体模型数据和物体特性数据；子区域模块，用于识别具有恒定物体特性的模型物体数据的区域；组合模块，用于针对所述模型物体中的位置识别全部关联的子区域，并且基于所识别的子区域的组合确定所述位置的打...

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