3D物体特性的颜色表示制造技术

一种设备，包括材料分配器和流体分配器。该材料分配器用于逐层地分配构建材料，以至少部分地以增材的方式形成第一3D物体。该流体分配器在各个层的可选外部体素位置分配至少一个流体剂，以至少部分地限定该第一3D物体的外表面为第一颜色，来表示该第一3D物体的至少第一部分的第一非颜色材料特性。对于该第一颜色的选择与该第一非颜色材料特性的特征无关。

Color representation of 3D object characteristics

A device includes a material distributor and a fluid distributor. The material dispenser is used to distribute construction materials layer by layer to form a first 3D object at least partially in a additive manner. The fluid dispenser allocates at least one fluid agent at an optional external voxel position of each layer to at least partially define the outer surface of the first 3D object as the first color to represent the first non color material characteristic of at least the first part of the first 3D object. The selection of the first color is independent of the characteristics of the first non color material property.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3D物体特性的颜色表示
技术介绍
增材制造将革新生产三维(3D)物体的设计和制造。某些形式的增材制造有时可以被称为3D打印。一些以增材的方式制造的3D物体具有功能和/或美学特征。附图简要说明图1是示意性地表示以增材的方式制造示例性3D物体的示例性设备的框图；图2是示意性地表示示例性3D物体的一部分的局部顶部截面图；图3A是示意性地表示以增材的方式制造示例性3D物体的示例性设备的框图；图3B是示意性地表示示例性成像器的框图；图4A是示意性地表示示例性3D物体的截面图；图4B至图4C分别是包括示意性地表示示例性的颜色映射的表格的图表；图4D至图4F分别是示意性地表示示例性颜色映射的图表；图5是用于示意性地表示包括颜色表面表示的多个示例性3D物体的图表；图6A是示意性地表示示例性3D物体的至少一部分的示例性离散颜色梯度表示的图表；图6B是示意性地表示示例性3D物体的至少一部分的示例性连续颜色梯度表示的图表；图7是示意性地表示示例性3D物体的至少一部分的示例性离散颜色表示的图表；图8A是示意性地表示示例性控制部分的框图；图8B是示意性地表示示例性用户界面的框图；图9是示意性地表示示例性制造引擎的框图；图10是示意性地表示用于重建3D物体的示例性方法的流程图。具体实施方式在以下具体描述中，参考构成说明书一部分的附图，附图中通过图示的方式示出了在其中实践本公开的具体示例。应该理解，也可以使用其他示例，并且在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行结构或逻辑的改变。因此，以下具体描述内容不被视为具有限制意义。应该理解，除非另行特别地说明，本文中描述的各种示例的特征可被部分地或全部地彼此组合。本公开的至少一些示例可采用3D颜色表面映射图以表示3D物体内的至少一些位于下层的材料特性。在一些示例中，一种设备包括材料分配器，其用于逐层地分配构建材料，以至少部分地以增材的方式形成第一3D物体。在一些示例中，该设备包括流体分配器，其用于在各个层的可选外部体素位置分配至少一种流体剂以至少部分地限定该第一3D物体的外表面为第一颜色，来表示该第一3D物体的至少第一部分的第一非颜色材料特性。在一些示例中，在第一颜色和第一非颜色材料特性(经由该第一颜色表示)之间存在一对一的对应关系。在一些示例中，有的时候，这种一对一的对应关系可以被称为通过第一颜色对第一非颜色材料特性的专用表示。在一些示例中，该分配器分配一种或多种流体剂以致使第二颜色至少部分地限定该同一3D物体的第二部分的外表面，所指定的颜色表示形成该第二部分的不同的第二非颜色材料特性，或者表示形成该同一3D物体的第一部分的相同的第一非颜色材料特性的不同的第二值。在一些这样的示例中，限定该3D物体的外表面的各个第一和第二颜色的尺寸、形状以及位置表示该3D物体的材料特性分布。经由这样的布置，人们可以快速地且容易地理解在整个3D物体中材料特性是如何分布的整体轮廓。在至少一些示例中，外部体素位置处的这样的颜色应用通常不影响该外部体素位置下层的内部体素位置。此外，可以在增材制造过程中将该颜色打印在该外表面，这样做几乎不需要付出额外的时间、材料或成本。在一些示例中，术语“非颜色材料特性”是指感兴趣的材料特性不是颜色的原则。在一些示例中，对该第一颜色的选择与该第一非颜色材料特性的特征无关。例如，一个第一非颜色材料特性可以是3D物体(或整个3D物体)的特定部分中的材料的硬度，而所选择的表示该硬度的颜色与该硬度的值以及用于该特定部分的构建材料的类型等完全无关。在一些示例中，就构建材料本身已经表现出了该非颜色材料特性(在被用于形成3D物体之前)而言，在形成之后表现出非颜色材料特性(在特定的结构配置中)，和/或在经由流体分配器注入了流体剂并经由能量分配器熔化后表现出非颜色材料特性，该非颜色材料特性有时可被称为形成该3D物体的特定部分的材料的固有特征，其与特定的所指定的颜色相对应。考虑到这一点，在至少一些示例中，用于选择颜色以表示这种固有的非颜色材料特性的基础与该相应的固有非颜色材料特性的性质无关(即，不相关，不由其决定)。因此，在一些示例中，用于选择用于指定的代表性颜色以对应于非颜色材料特性的基础有时可以被称为相对于该非颜色材料特性的特征通常是任意的。在一些示例中，可以在相同的构建盘上同时地制造具有相同形状和尺寸但具有不同的非颜色材料特性(或具有相同的非颜色材料特性的不同的值)的多个3D物体。在这样的示例中，制造的每个不同的物体在其外表面上都表现出与其他3D物体不同的颜色，这又使得人和机器(例如：计算机视觉)都可以容易地区分各个3D物体。在一些示例中，经由本公开的至少一些示例形成的彩色3D物体可以是较大物体或组件的部件或零件，其中，该部件或零件本身是一个已经包括了由该零件表现出的非颜色材料特性的3D颜色表面体素表示的彩色3D物体。该示例性实施方式允许重建组件(例如：机构)的零件，对于该组件来说，市面销售的替换零件不再可用或不再可以被合理地得到。或许，该零件可能已损坏，或者在较大组件包括多个这样的零件或类似的组件有一个类似的零件丢失的情况下而需要一件复制件。又或者，该原始3D物体的设计文件不可用。在这些情况下，本公开的至少一些示例提供获得该彩色3D零件的彩色3D图像并分析由该3D图像得到的3D颜色表面体素表示以确定该彩色3D零件的各个非颜色材料特性。然后，将该信息用于以增材的方式制造该的彩色3D零件的3D复制件，该3D复制件表现出与该原始3D零件相同的3D颜色表面体素表示和非颜色材料特性分布。一方面，该3D复制件展现出的在非颜色材料特性和表面颜色上的分辨率通常与经由所获得的3D图像重建的原始3D图像的分辨率相同。此外，在原始的构造过程中或者在重建过程中，3D颜色表面体素表示可以表现出基本上与表现出相应的非颜色材料特性的内部体素位置的分辨率相同的分辨率。在一些示例中，这样的原始构造和/或重建有助于实现物体的数字和具体表达之间相对容易的往复迁移的“混合现实”范例。在一些示例中，当需要时，产生的3D复制件可以具有与原始3D物体不同的比例。在一些示例中，在保持原始指定的颜色和它们分别表示的非颜色材料特性之间的一对一的对应关系的同时，当需要时，产生的3D复制件可以具有替代的颜色，尽管该3D复制件的接收者会期望得到表现该替代的新的颜色映射。进一步至少结合图1至图10描述这些示例以及更多的示例。图1是示意性地表示用于以增材的方式制造示例性3D物体80的示例性设备20的图10。在一些示例中，设备20包括材料分配器50和流体分配器58。材料分配器50被设置成将构建材料逐层地分配到构建盘42上以至少部分地以增材的方式形成3D物体80。一旦形成，将该3D物体80从构建盘42上分离。应当理解，可以制造出任何形状和任何尺寸的3D物体，图1中所描绘的物体80仅提供3D物体的一种示例性形状和尺寸。在一些情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n材料分配器，用于逐层地分配构建材料，以至少部分地以增材的方式形成第一3D物体；以及/n流体分配器，用于在各个层的可选的外部体素位置处分配至少一种流体剂以至少部分地限定所述第一3D物体的外表面为第一颜色，来表示所述第一3D物体的至少第一部分的第一非颜色材料特性，其中，对于所述第一颜色的选择与所述第一非颜色材料特性的特征无关。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：
材料分配器，用于逐层地分配构建材料，以至少部分地以增材的方式形成第一3D物体；以及
流体分配器，用于在各个层的可选的外部体素位置处分配至少一种流体剂以至少部分地限定所述第一3D物体的外表面为第一颜色，来表示所述第一3D物体的至少第一部分的第一非颜色材料特性，其中，对于所述第一颜色的选择与所述第一非颜色材料特性的特征无关。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一颜色表示在所述可选的体素位置处的至少两种不同的非颜色材料特性，包括所述第一非颜色材料特性，并且，
其中，经由多维颜色空间中的至少两个不同的颜色通道来表达所述第一颜色，其中，第一颜色通道表示所述第一非颜色材料特性，并且第二颜色通道表示第二非颜色材料特性。


3.根据权利要求2所述的设备，所述材料分配器用于形成多个3D物体，包括所述第一3D物体和第二3D物体，
所述第一颜色用于表示所述第一3D物体的所述第一非颜色材料特性的第一值，并且
其中，所述分配器用于在至少部分地限定所述第二3D物体的外表面的至少可选的外部体素位置处，分配所述第一流体剂作为第二颜色来表示所述第二3D物体的所述第一非颜色材料特性的第二值，其中，对于所述第二颜色的选择与所述第一非颜色材料特性的特征无关。


4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述流体分配器用于在至少部分地限定所述第一3D物体的外表面的至少可选的外部体素位置处分配所述第二流体剂作为第二颜色来表示所述3D物体的第二部分的第二非颜色材料特性，其中，对于所述第二颜色的选择与所述第二非颜色材料特性的特征无关。


5.根据权利要求4所述的设备，所述材料分配器利用第一构建材料至少部分地形成所述第一3D物体的至少所述第一部分，并且利用第二构建材料至少部分地形成所述第一3D物体的所述第二部分，所述第一构建材料表现出所述第一非颜色材料特性，所述第二构建材料表现出所述第二非颜色材料特性。


6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述材料分配器经由单种构建材料基本上构建整个第一3D物体，并且，所述流体分配器分配所述至少一个流体剂的第一例以至少部分地限定所述第一部分，以在所述第一部分中产生所述第一非颜色材料特性，并且分配所述至少一个流体剂的第二例以至少部分地限定所述第二部分，以在所述第二部分中产生所述第二非颜色材料特性。


7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一颜色表示用于所述第一部分的第一非颜色材料特性的第一值，并且所述流体分配器在至少部分地限定所述第一3D物体的外表面的至少可选的外部体素位置处分配所述第二流体剂作为第二颜色来表示用于所述第一3D物体的第二部分的所述第一非颜色材料特性的不同的第二值，其中，对于所述第二颜色的选择与所述第一非颜色材料特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄魏，I·塔斯托，
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