彩色立体打印方法与立体打印设备技术

本发明专利技术提供一种彩色立体打印方法与立体打印设备，适于依据立体模型制造立体物件。对此立体模型进行切层处理，以获取打印路径档案与多个喷墨图档。读取打印路径档案中的第一切层控制数据，其中第一切层控制数据纪录多个打印定位点与多个喷墨定位点。依据打印定位点控制打印头的移动并控制打印头挤压出成型材，以建构第一切层物件。读取喷墨图档中的第一喷墨图档。依据喷墨定位点控制喷墨头于平面上的移动，并依据第一喷墨图档控制喷墨头喷涂墨水于第一切层物件上。

【技术实现步骤摘要】
彩色立体打印方法与立体打印设备
本专利技术涉及一种打印方法，尤其涉及一种彩色立体打印方法与立体打印设备。
技术介绍
随着电脑辅助制造(Computer-AidedManufacturing,CAM)的进步，制造业发展了立体打印技术，能很迅速的将设计原始构想制造出来。立体打印技术实际上是一系列快速原型成型(RapidPrototyping,RP)技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成立体物件。立体打印技术能无限制几何形状，而且越复杂的零件越显示RP技术的卓越性，还可大大地节省人力与加工时间，在时间最短的要求下，将3D电脑辅助设计(Computer-AidedDesign,CAD)软体所设计的数字立体模型真实地呈现出来。以熔融沉积造型(fuseddepositionmodeling，FDM)技术为例，其将成型材料制作成线材，并将成型材料加热熔融后依据所需形状/轮廓在成型平台上逐层堆叠构成立体物件。因此，在现有的彩色熔融沉积造型立体打印方法中，外观颜色可以是待立体物件完成后方进行着色，或者可通过使用具有颜色的成型材料制作立体物件。然而，前者的彩色颜料只附着在立体物件的外表面，其色彩呈现度与变化性略显不足。另一方面，后者需反复更换使用不同颜色的成型线材方能达到多彩效果，彩色立体物件的制作效率不理想。据此，如何针对前述情形并加以改善，便成为相关技术人员所需思考的议题之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种彩色立体打印方法与立体打印设备，其可增加彩色立体打印的多样性与美观性。本专利技术提出一种彩色立体打印方法，适于依据立体模型制造立体物件。此立体物件包括多个切层物件，所述方法包括下列步骤。对此立体模型进行切层处理，以获取打印路径档案与多个喷墨图档，其中此打印路径档案包括分别对应至上述切层物件的多笔切层控制数据。读取上述切层控制数据中的第一切层控制数据，其中此第一切层控制数据纪录多个打印定位点与多个喷墨定位点。依据上述打印定位点控制打印头的移动并控制此打印头挤压出一成型材，以建构上述切层物件中的第一切层物件。读取上述喷墨图档中的第一喷墨图档。依据上述喷墨定位点控制喷墨头于平面上的移动，并依据上述第一喷墨图档控制上述喷墨头喷涂墨水于上述第一切层物件上。从另一观点来看，本专利技术提出一种立体打印设备，其包括存储装置、处理器，以及立体打印装置。上述处理器耦接上述存储装置且经配置以：对上述立体模型进行切层处理，以获取打印路径档案与多个喷墨图档，其中此打印路径档案包括分别对应至多个切层物件的多笔切层控制数据。上述立体打印装置连接该处理器，并包括打印机构、喷墨机构，以及控制器。打印机构包括一打印头，而喷墨机构包括喷墨头。上述控制器耦接上述打印机构与上述喷墨机构，并经配置以：读取上述切层控制数据中的第一切层控制数据，其中此第一切层控制数据纪录多个打印定位点与多个喷墨定位点；依据上述打印定位点控制打印头的移动并控制此打印头挤压出成型材，以建构上述切层物件中的第一切层物件；读取上述喷墨图档中的第一喷墨图档；以及依据上述喷墨定位点控制喷墨头于平面上的移动，并依据第一喷墨图档控制喷墨头喷涂墨水于第一切层物件上。基于上述，本专利技术的彩色立体打印方法与立体打印设备可先利用打印头在平台上形成切层物件，而后利用喷墨头在切层物件上喷涂墨水形成墨水层。如此，彩色立体物件的各层切层物件均具有彩色外观而提高整体的色彩呈现度，而各层彩色颜料层的不同局部可具有不同颜色而提高色彩变化性。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术的一实施例的一种立体打印设备的示意图。图2是依照本专利技术的一实施例的一种立体打印装置的示意图。图3是依据本专利技术一实施例的彩色立体打印方法的流程图。图4是依据本专利技术一实施例的彩色立体打印方法的示意图。图5是依据本专利技术一实施例的调整水平面的喷墨位置的流程图。图6是依据本专利技术一实施例的调整水平面的喷墨位置的示意图。附图标记说明100：立体打印设备131：打印机构110：存储装置132：喷墨机构120：处理器20a：成型材130：立体打印装置80、Obj1：立体物件133：控制器131a：打印头132a：喷墨头132b：墨水匣I1：墨水134：平台S1：承载面80a、80c：切层物件80b、80d：墨水层M1、M2：立体模型F1：打印路径档案d_1～d_u：切层控制数据img_1～img_v：喷墨图档S_1～S_m：喷墨起点E_1～E_m：喷墨终点B_1～B_n、B_e像素P_1～P_m：喷墨路径Pat_1：喷墨图样G1、G2：三角网格单元V1、V2、V3、V4：顶点d12、d13：向量Ver：法向量C1、C2：喷墨区块ink_1：墨水层img_i、img_i’、img_(i+1)、img_(i+1)’：喷墨图档S301～S305、S501～S507：步骤具体实施方式本专利技术的部份实施例接下来将会配合附图来详细描述，以下的描述所引用的元件符号，当不同附图出现相同的元件符号将视为相同或相似的元件。这些实施例只是本专利技术的一部份，并未揭示所有本专利技术的可实施方式。更确切的说，这些实施例只是本专利技术的权利要求中的方法以及系统的范例。图1是依照本专利技术的一实施例的一种立体打印设备的示意图。参照图1，立体打印设备100包括存储装置110、处理器120以及立体打印装置130。处理器120耦接存储装置110以及立体打印装置130。在本实施例中，处理器120用以对立体物件进行建模，以建立一立体模型，其中立体模型符合多边形档案(PolygonFileFormat，PLY)或OBJ档案等等的三维档案格式。在上述三维档案格式中的立体模型是由多个多边形网格单元(Mesh)所组成，并且每一个多边形网格单元具有多个端点，其中这些端点各别具有不同坐标。在本实施例中，处理器120可用以对立体模型图像中的立体模型进行切层处理，以取得切层信息。上述切层信息包括打印路径档案与多个喷墨图档。处理器120可依据上述切层信息来控制立体打印装置130进行立体打印操作，以使立体打印装置130逐层产生多个切层物件并逐层上色这些切层物件。在本实施例中，存储装置110可用以存储数据并且可以是缓冲存储器、内部存储媒体、外接式存储媒体、其他类型存储装置或这些装置的组合。例如，缓冲存储器可包括随机存取存储器、只读存储器或其他类似装置。例如，内部存储媒体可包括硬盘(HardDiskDrive,HDD)、固态硬盘(SolidStateDisk)、快闪(flash)存储装置或其他类似装置。例如，外接式存储媒体可包括外接式硬盘、U盘(USBdrive)、云端硬盘或其他类似装置。在本实施例中，存储装置110可用以存储立体模型图像、多个切层图像、立体图像建模模块、图像处理模块或图像分析模块等，以使实现本专利技术各实施例的切层图像处理工作。在本实施例中，处理器120可用以执行存储在存储装置110当中的多个模块，以使实现本专利技术各实施例的图像处理以及图像分析工作。处理器120可以是中央处理单元(centralprocessingunit,CPU)，或是其他可程序化之一般用途本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩色立体打印方法，适于依据立体模型制造立体物件，其中所述立体物件包括多个切层物件，其特征在于，所述方法包括：对所述立体模型进行切层处理，以获取一打印路径档案与多个喷墨图档，其中所述打印路径档案包括分别对应至所述多个切层物件的多笔切层控制数据；读取所述多个切层控制数据中的第一切层控制数据，其中所述第一切层控制数据纪录多个打印定位点与多个喷墨定位点；依据所述多个打印定位点控制打印头的移动并控制所述打印头挤压出成型材，以建构所述多个切层物件中的第一切层物件；读取所述多个喷墨图档中的第一喷墨图档；以及依据所述多个喷墨定位点控制喷墨头于平面上的移动，并依据所述第一喷墨图档控制所述喷墨头喷涂墨水于所述第一切层物件上。

【技术特征摘要】
2017.04.28 TW 1061143491.一种彩色立体打印方法，适于依据立体模型制造立体物件，其中所述立体物件包括多个切层物件，其特征在于，所述方法包括：对所述立体模型进行切层处理，以获取一打印路径档案与多个喷墨图档，其中所述打印路径档案包括分别对应至所述多个切层物件的多笔切层控制数据；读取所述多个切层控制数据中的第一切层控制数据，其中所述第一切层控制数据纪录多个打印定位点与多个喷墨定位点；依据所述多个打印定位点控制打印头的移动并控制所述打印头挤压出成型材，以建构所述多个切层物件中的第一切层物件；读取所述多个喷墨图档中的第一喷墨图档；以及依据所述多个喷墨定位点控制喷墨头于平面上的移动，并依据所述第一喷墨图档控制所述喷墨头喷涂墨水于所述第一切层物件上。2.根据权利要求1所述的彩色立体打印方法，其中所述多个喷墨定位点包括喷墨范围起点与喷墨范围终点，所述喷墨范围起点与所述喷墨范围终点作为喷墨范围的对角线顶点，所述方法还包括：关联所述多个喷墨定位点中的喷墨范围起点与所述第一喷墨图档的起点像素，并关联所述多个喷墨定位点中的喷墨范围终点与所述第一喷墨图档的终点像素，致使所述第一喷墨图档的各个像素所对应的喷墨顺序被决定。3.根据权利要求2所述的彩色立体打印方法，其中所述多个喷墨定位点包括多个喷墨起点与多个喷墨终点，所述多个喷墨起点一对一对应至所述多个喷墨终点，所述喷墨范围起点为所述多个喷墨起点其中之一，而所述喷墨范围终点为所述多个喷墨终点其中之一。4.根据权利要求3所述的彩色立体打印方法，其中于该喷墨头依据所述多个喷墨定位点移动的期间，依据所述多个喷墨图档中的该第一喷墨图档控制该喷墨头喷涂墨水于该第一切层物件上的步骤包括：控制该喷墨头沿着所述多个喷墨起点中第一喷墨起点与所述多个喷墨终点中的第一喷墨终点之间的第一喷墨路径移动，与此同时，控制该喷墨头依据该第一喷墨图档上该第一喷墨路径所对应的像素喷涂墨水于所述第一切层物件上；控制所述喷墨头从所述第一喷墨终点移动至所述多个喷墨起点中的第二喷墨起点；以及控制所述喷墨头沿着所述第二喷墨起点与所述多个喷墨终点中的第二喷墨终点之间的第二喷墨路径移动，与此同时，控制所述喷墨头依据所述第一喷墨图档上所述第二喷墨路径所对应的像素喷涂墨水于所述第一切层物件上。5.根据权利要求1所述的彩色立体打印方法，其中对所述立体模型进行所述切层处理，以获取所述打印路径档案与所述多个喷墨图档的步骤包括：判断所述立体模型的多个多边形网格单元是否属于水平面。6.根据权利要求5所述的彩色立体打印方法，其中对所述立体模型进行所述切层处理，以获取所述打印路径档案与所述多个喷墨图档的步骤还包括：若所述多个多边形网格单元中的第一多边形网格单元属于所述水平面，判断所述第一多边形网格单元的法向量朝向正轴向方向或负轴向方向；以及若所述第一多边形网格单元的法向量朝向所述负轴向方向，将所述第一多边形网格单元所对应的喷墨区块从所述第一多边形网格单元所对应的一第二喷墨图档中删除，并于所述第一喷墨图档增加所述喷墨区块，其中所述喷墨头依据所述第二喷墨图档喷涂墨水于第二切层物件，且第二切层物件堆叠于所述第一切层物件下方。7.根据权利要求5所述的彩色立体打印方法，其中判断所述立体模型的所述多个多边形网格单元是否属于水平面的步骤包括：利用多个切层平面切割所述立体模型，其中所述多个切层平面包括相互相邻的第一切层平面与第二切层平面，且所述多个切层平面垂直于正轴向方向与负轴向方向；判断所述第一多边形网格单元的多个顶点是否位于所述第一切层平面与所述第二切层平面之间的空间内；以及若所述第一多边形网格单元的每一所述多个顶点位于所述第一切层平面与所述第二切层平面之间的所述空间内，判定所述第一多边形网格单元属于所述水平面。8.根据权利要求6所述的彩色立体打印方法，其中对所述立体模型进行所述切层处理，以获取所述打印路径档案与所述多个喷墨图档的步骤还包括：若所述第一多边形网格单元的法向量朝向所述正轴向方向，将所述第一多边形网格单元所对应的喷墨区块保留于所述第二喷墨图档中。9.根据权利要求6所述的彩色立体打印方法，其中在依据所述多个打印定位点控制所述打印头的移动并控制所述打印头挤压出所述成型材，以建构所述多个切层物件中的所述第一切层物件的步骤之前，还包括：控制所述打印头依据第二切层控制数据打印所述多个切层物件中的所述第二切层物件；读取所述多个喷墨图档中的所述第二喷墨图档；以及依据所述第二喷墨图档控制所述喷墨头喷涂墨水于所述第二切层物件上，其中所述第一切层物件堆叠于所述第二切层物件的上方。10.一种立体打印设备，适于依据立体模型制造立体物件，其特征在于，包括：存储装置；处理器，耦接所述存储装置且经配置以：对所述立体模型进行切层处理，以获取打印路径档案与多个喷墨图档，其中所述打印路径档案包括分别对应至多个切层物件的多笔切层控制数据；以及立体打印装置，连接所述处理器，包括：打印机构，包括打印头；喷墨机构，包括喷墨头；以及控制器，耦接所述打印机构与所述喷墨机构，经配置以：读取所述多个切层控制数据中的第一切层控制数据，其中所述第一切层控制数据纪录多个打印定位点与多个喷墨定位点；依...

【专利技术属性】
技术研发人员：何况，黄郁庭，谢欣达，
申请(专利权)人：三纬国际立体列印科技股份有限公司，金宝电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71