在积层制造中的材料消耗制造技术

一种用于进行积层制造同时调节材料消耗的方法，包含对要打印的一物体的至少一部分进行一数字化的表示，所述表示包含多个体素，及接着识别出多个可弹性变动的体素，所述多个可弹性变动的体素可弹性变动的能够由至少两种可获得的材料中的任何一种组成。一平衡的材料消耗方针接着被使用以在所述多种可获得的材料中选取，以确保尽可能均匀地使用不同的材料，并将浪费最小化。最后，所述物体以所述选定的多种材料进行打印。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在积层制造中的材料消耗
及
技术介绍
本专利技术在一些实施例中关于在积层制造期间材料的消耗。积层制造或三维打印，通过打印连续的多层材料一个在另一个的上面来产生多种三维物体。所用的多种材料根据要制造的所述多种物体的要求而限定。一些材料非常强烈地通过物体的多个要求而限定，而物体的某些多个部分在可以使用材料中具有一些弹性。此外，在积层制造中，一些材料打印的根本不全是物体的一部分，而是在制造过程中提供部分物体机械支撑的部分支架。多种不同的材料具有不同的多个保质期，并且通常某些材料未使用必须被替换，仅仅是因为它们已经达到其有效日期。有时多种材料在打印中途用完，因此打印必须停止，直到一料盒可以被更换。三维打印是一个需要花费几个小时的过程，所以通常打印机是无人监管的。操作员可能会在数小时后返回，以期获得最终产品，但是发现在等待料盒更换之前所述过程暂停了一段时间。通常，材料的多个要求被包含产品设计中，且三维打印软件将所述多个要求转换为打印机可获得的实际多种材料。有时，多种材料被严格限定，当物体的设计关键部分正在打印时，并且有时多种材料的限定较宽松，从而允许单个打印机实际对可获得的多种材料具有一些可弹性变动。通常材料以多个组合包结合在一起的形式提供，其中两种或更多种材料一起提供。只要所述多种材料中的一种用完，就必须更换整个组合包，就像在传统打印中一样，当第一种颜色用完时，必须更换整个彩色墨盒。
技术实现思路
本专利技术的多个实施例试图在制造过程中平衡多种材料的消耗。首先计算用于整个物体的材料用量，然后进行一第二次计算以尽可能调换材料，以便达到更均匀的消耗。在所述重新计算中一个可能的要素是有效率地使用材料的多个包装或多个料盒，而不是仅仅因为一种材料的使用比其他材料更多而更换整个包装。另一个要素可能关于在某些材料达到其保质期结束之前用尽所述某些材料。另一个要素可能关于避免在当前打印操作期间更换料盒，而另一个要素可关于通常有效及平衡使用所述多种可获得的材料，而不管它们是否可用于多个料盒的组合或多个独立的料盒。所述多个要素可以更一般地关于避免浪费或避免不便或两者兼具。根据本专利技术的一些实施例的一个方面，提供了一种用于进行积层制造同时调节材料消耗的方法，所述方法包含：对要打印的一物体的至少一部分进行一数字化的表示，所述表示包含多个体素；识别出多个可弹性变动的体素，所述多个可弹性变动的体素可弹性变动的能够由至少两种可获得的材料中的任何一种组成；获得一材料消耗方针；对所述多个可弹性变动的体素，使用所述材料消耗方针以选择所述至少两种可获得的材料中的一种；及对所述表示中的所述多个体素进行打印，其中所述多个可弹性变动的体素是使用根据所述材料消耗方针来选择的材料以进行打印。在一个实施例中，所述材料消耗方针基于用于在所述多种可获得的材料中的多种不同材料之间维持平衡的一函数，来选择一材料用于一给定的体素。在一个实施例中，所述材料消耗方针基于使用接近一有效日期的一材料的偏好，来选择一材料用于一给定的体素。在一个实施例中，所述材料消耗方针选择一材料用于一给定的体素，以避免在完成一当前打印任务之前所述多种可获得的材料中的任何一种耗尽。在一个实施例中，多种所述可获得的材料是一起提供在一单个的组合式料盒中，所述材料消耗方针选择所述材料用于一给定的体素，因而确保一起提供在所述料盒中所述多种材料被平衡使用。在一个实施例中，所述方法包含：按照一成本函数的一最小化执行所述材料消耗方针。在一个实施例中，一给定的材料的使用超过所述多种可获得的材料的一平均值时，所述成本函数对所述给定的材料的使用施加一处置措施。如在一个实施例中，一给定的材料与至少另一种给定的材料共用一料盒，在所述给定材料的使用超过共享所述料盒的所有材料的一平均值时，所述成本函数对所述给定材料的使用施加一处置措施。在一个实施例中，所述成本函数依据一剩余保质期的一数量按比例地对多种材料的使用施加一处置措施，由此鼓励使用具有很少剩余保质期的多种材料。根据本专利技术的多个实施例的第二方面，提供了一种具有多种可获得的可消耗材料用于进行积层制造同时调节材料消耗的积层制造设备，包含：一打印控制单元，所述打印控制单元包含：一表示存储器，配置为保存用于打印的一物体的至少一部分的一数字化的表示，所述表示包含多个体素；一多功能识别单元，被配置为对多个可弹性变动的体素进行识别，所述多个可弹性变动的体素可弹性变动的能够由至少两种可消耗材料中的任何一种组成；一方针存储器，被配置为保存一材料消耗方针；及一材料选择器，用于所述多个可弹性变动的体素，所述材料选择器配置为使用所述材料消耗方针，以对于所述多个可弹性变动的体素中的每一个选择所述至少两种可获得的材料中的一种；以及一打印单元，连接到所述打印控制单元，并且可控的用以在所述表示下打印所述多个体素，其中所述多个可弹性变动的体素使用根据所述材料消耗方针选择的材料来打印。除非另外定义，否则本文使用的所有技术及/或科学术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管在本专利技术的实施例的实践或测试中可以使用与本文所述的方法及材料类似或等同的方法及材料，但是下面描述示例性的方法及/或材料。如果发生冲突，将验证包含定义在内的专利说明。另外，这些材料、方法及实施例仅是说明性的，并非意在限制。本专利技术的实施例的方法及/或系统的实施可以关于手动地、自动地或者其组合地执行或者完成选择的任务。此外，根据本专利技术的方法及/或系统的实施例的实际仪器及设备，可以通过硬件、通过软件或通过固件或通过使用操作系统的组合来实施几个选择的任务。例如，根据本专利技术实施例的用于执行所选任务的硬件可以被实施为芯片或电路。作为软件，根据本专利技术实施例的选定任务可以被实施为由计算机使用任何合适的操作系统执行的多个软件指令。在本专利技术的示例性实施例中，根据本文描述的方法及/或系统的示例性实施例中的一个或多个任务由例如用于执行多个指令的计算平台的数据处理器执行。可选地，所述数据处理器包含用于存储指令及/或数据的易失性存储器及/或用于存储指令及/或数据的非易失性存储器，例如磁性硬盘及/或可移动介质。可选地，一网络连接也被提供。一显示器及/或一用户输入装置，例如一键盘或鼠标也可选地提供。附图说明本文仅通过示例的方式参照附图来描述本专利技术的一些实施例。现在具体参照附图详细说明，应该强调的是，所示出的细节是作为示例并且出于对本专利技术的实施例的说明性讨论的目的。就此而言，对于本领域普通技术人员来说，利用附图进行的描述对于可以如何实施本专利技术的实施例是明白易懂的。在附图中：图1是说明根据本专利技术的实施例，使用多种材料的三维打印设备及用于平衡多种不同材料的使用的控制的简化示意方框图；图2A、图2B、图2C及图2D示出了根据本专利技术的实施例，将材料分配给正在被打印的一个三维物体的四个阶段；图3是示出根据本专利技术实施例，使用多种材料的三维打印设备及用于平衡多种不同材料的使用的控制的简化示意方框图；图4A、图4B及图4C示出了根据本专利技术的实施例，将材料分配给正在被打印的一个三维物体的；图5是说明根据本专利技术的实施例，用于分配多种材料，平衡多种材料的分配然后打印一个三维物体的过程的简化流程图；图6是说明根据本专利技术的实施例，一种平衡材料使用方针的多个要素的简化图；及图7是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于进行积层制造同时调节材料消耗的方法，其特征在于，所述方法包含：对要打印的一物体的至少一部分进行一数字化的表示，所述表示包含多个体素；识别出多个可弹性变动的体素，所述多个可弹性变动的体素可弹性变动的能够由至少两种可获得的材料中的任何一种组成；获得一材料消耗方针；对所述多个可弹性变动的体素，使用所述材料消耗方针以选择所述至少两种可获得的材料中的一种；及对所述表示中的所述多个体素进行打印，其中所述多个可弹性变动的体素是使用根据所述材料消耗方针来选择的材料以进行打印。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.29 US 62/247,7851.一种用于进行积层制造同时调节材料消耗的方法，其特征在于，所述方法包含：对要打印的一物体的至少一部分进行一数字化的表示，所述表示包含多个体素；识别出多个可弹性变动的体素，所述多个可弹性变动的体素可弹性变动的能够由至少两种可获得的材料中的任何一种组成；获得一材料消耗方针；对所述多个可弹性变动的体素，使用所述材料消耗方针以选择所述至少两种可获得的材料中的一种；及对所述表示中的所述多个体素进行打印，其中所述多个可弹性变动的体素是使用根据所述材料消耗方针来选择的材料以进行打印。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材料消耗方针基于用于在所述多种可获得的材料中的多种不同材料之间维持平衡的一函数，来选择一材料用于一给定的体素。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述材料消耗方针基于使用接近一有效日期的一材料的偏好，来选择一材料用于一给定的体素。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于：所述材料消耗方针选择一材料用于一给定的体素，以避免在完成一当前打印任务之前所述多种可获得的材料中的任何一种耗尽。5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于：多种所述可获得的材料是一起提供在一单个的组合式料盒中，所述材料消耗方针选择所述材料用于一给定的体素，因而确保一起提供在所述料盒中所述多种材料被平衡使用。6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包含：按照一成本函数的一最小化执行所述材料消耗方针。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：一给定的材料的使用超过所述多种可获得的材料的一平均值时，所述成本函数对所述给定的材料的使用施加一处置措施。8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于：一给定的材料与至少另一种给定的材料共用一料盒，在所述给定材料的使用超过共享所述料盒的所有材料的一平均值时，所述成本函数对所述给定材料的使用施加一处置措施。9.如权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于：所述成本函数依据一剩余保质期的一数量按比例地对多种材料的使用施加一处置措施，由此鼓励使用具有很少剩余保质期的多种材料。10.一种具有多种可获得的可消耗材料用于进行积层制造同时调节材料消耗的积层制造设备，其特征在于，所述设备包含：一打印控制单元，所述打印控制单元包含：一...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿弗拉罕·泰肯，鲍里斯·拜洛坎，
申请(专利权)人：斯特拉塔西斯公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL