立体打印方法以及立体打印装置制造方法及图纸

技术编号:23920547 阅读:58 留言:0更新日期:2020-04-24 22:26
本发明专利技术提供一种立体打印方法以及立体打印装置。立体打印方法包括:对包含立体模型的空间执行体素化操作以获得对应于空间的多个体素;选择多个体素中包括支撑点中的第一支撑点的第一体素;根据第一体素决定多个合并节点中的第一合并节点,其中第一合并节点位于多个体素中的第二体素;根据第一支撑点以及第一合并节点打印支撑件中的第一支撑件。

Stereo printing method and stereo printing device

【技术实现步骤摘要】
立体打印方法以及立体打印装置
本专利技术涉及一种打印方法,尤其涉及一种立体打印方法以及立体打印装置。
技术介绍
在立体打印技术中,当所欲成型的立体模型存在悬空区域(即所述立体模型于该处相对于平台存在空间)时,立体打印装置需要同步的在悬空区域以及平台之间立体打印出支撑结构,其中所述支撑结构是由多个支撑件以及支撑点所构成,以避免悬空区域造成立体模型在结构上发生应力集中或变形的情况。所述立体模型通常会先依照对应于该模型的表面的特定角度从该模型的表面的支撑点来生长支撑头,接着再通过所述支撑头来生长多个支撑件。值得注意的,在现有技术中,当立体模型依照该模型的表面来生长支撑头时,立体打印装置较无法弹性地选择支撑头的角度,进而使所述支撑头在生长的过程中较容易接触到所述立体模型。此外,当立体模型依照特定角度来生长支撑头,并且当此特定角度与所述立体模型的表面法线方向的夹角过大时,由于所述支撑头与模型表面的接触面积相对较大,因此将容易造成所述立体模型的表面被破坏。另一方面,在现有技术中,通常会使所述支撑件通过至少一个支撑尾来连接至模型。当通过单一个支撑尾来连接至模型时,所述支撑尾通常需要较大的直径。在此情况下,当需将所述支撑结构从模型上移除时,支撑尾对于该模型的表面的破坏性相对较大。此外,当通过多个支撑尾来连接至模型时,由于这些支撑尾通常会在靠近支撑件的末端才会开始生长,因此,这些支撑尾选择连接至模型的表面的接触角度将会有所限制,进而无法寻找到最佳的所述接触角度。针对决定支撑件的决定方式,通常需花费大量的运算时间,进而影响处理器的运算时间。因此,如何有效地优化合并支撑点以及支撑件的技术并改善所述支撑头以及支撑尾的缺点,藉以提升立体打印的速度与品质,将是本领域开发人员的主要课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种立体打印方法以及立体打印装置,用以打印具有悬空区域的立体模型。本专利技术提出一种立体打印方法,用于立体打印装置,立体打印装置用以打印立体模型以及用以支撑立体模型的支撑件以使得立体模型成形于平台,支撑件连接对应于立体模型的支撑点。立体打印方法包括:对包含立体模型的空间执行体素化操作以获得对应于空间的多个体素;选择多个体素中包括支撑点中的第一支撑点的第一体素;根据第一体素决定多个合并节点中的第一合并节点,其中第一合并节点位于多个体素中的第二体素;根据第一支撑点以及第一合并节点打印支撑件中的第一支撑件,其中第一支撑件具有第一子支撑件以及第二子支撑件,第一子支撑件的第一端连接第一合并节点,第二子支撑件的第一端连接第一合并节点且第二子支撑件的第二端连接第一支撑点。本专利技术提出一种立体打印装置包括平台、打印头以及处理器。打印头用以打印立体模型以及支撑立体模型的支撑件于平台,其中支撑件连接对应于立体模型的支撑点。处理器用以对包含立体模型的空间执行体素化操作以获得对应于空间的多个体素;选择多个体素中包括支撑点中的第一支撑点的第一体素;根据第一体素决定多个合并节点中的第一合并节点,其中第一合并节点位于多个体素中的第二体素,并且根据第一支撑点以及第一合并节点打印支撑件中的第一支撑件。其中第一支撑件具有第一子支撑件以及第二子支撑件,第一子支撑件的第一端连接第一合并节点,第二子支撑件的第一端连接第一合并节点且第二子支撑件的第二端连接第一支撑点。基于上述,本专利技术中所述立体打印方法以及立体打印装置可以利用处理器来对包含立体模型的空间进行体素化的动作,以使所述空间中的每个体素皆可记录该体素是否存在立体模型,以及各个体素中的支撑点是否被连接至立体模型或平台等相关信息。如此一来,在生长支撑件的过程中,本专利技术可以依据所述相关信息来使支撑件能够有效地避开立体模型,以缩短搜寻生长路径的时间,进而提升立体打印的品质。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所示出的立体打印装置的示意图;图2A是依照本专利技术的一实施例所示出的立体打印方法的情境示意图;图2B是依照本专利技术的另一实施例所示出的立体打印方法的情境示意图;图2C是依照图2B实施例所示出的搜寻存在合并节点的体素的过程的示意图;图3是依照本专利技术的一实施例所示出的立体打印方法的流程图;图4A是依照本专利技术的一实施例所示出的第三子支撑件的示意图;图4B是依照本专利技术的一实施例所示出的第三子支撑件的体素分布的示意图;图4C是依照本专利技术的一实施例所示出的第三子支撑件的体素的搜寻过程的示意图;图5是依照本专利技术的另一实施例所示出的立体打印方法的流程图;图6A是依照本专利技术的一实施例所示出的第一类支撑尾的示意图;图6B是依照本专利技术的另一实施例所示出的第一类支撑尾的示意图;图7是依照本专利技术的一实施例所示出的列体打印的模拟结果图。附图标记说明100:立体打印装置110:平台120:打印头130:处理器600、GT1:第一类支撑尾A1:第一角度BB:边界框D1~D5:方向GT2:第二类支撑尾L1~L3、L1A~L3A:层MP1~MP4、MP3:合并节点OBJ:立体模型OSP1~OSP3:原始支撑点P1:第一部分P2:第二部分Q1、Q2:连接点SPA~SPC、SP1~SP3:支撑点SIA:支撑件SI1~SI3:子支撑件S310~S360、S510~S530:步骤SST1:第一子支撑尾SST2:第二子支撑尾SPX1:第一支撑件SPX2:第二支撑件VX1~VXN、VXA、VXB、VX20~VX28:体素具体实施方式现将详细参考本示范性实施例,在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。图1是依照本专利技术的一实施例所示出的立体打印装置的示意图。请参照图1,立体打印装置100包括平台110、打印头120以及处理器130。打印头120耦接至处理器130。打印头120用以于平台110上打印出立体模型OBJ以及支撑所述立体模型OBJ的支撑件SIA。支撑件SIA位于立体模型OBJ的空间(也即悬空区域)中。其中,支撑件SIA通过支撑点SPA以连接至对应的立体模型OBJ,并且支撑件SIA通过第一类支撑尾GT1以及第二类支撑尾GT2以分别连接至立体模型OBJ以及平台110。在本实施例中,处理器130可以被一个具有运算功能的电子装置(例如是笔记本电脑、平板电脑或台式电脑等计算机装置)控制。使用者可以通过所述电子装置来编辑与处理立体物件的立体模型OBJ,并通过处理器130将立体模型OBJ的相关参数及信息传送至打印头120,以指示打印头120依据所述参数及信息于平台110上打印出立体模型OBJ以及支撑件SIA。本实施例的处理器130可以例如是中本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种立体打印方法,用于立体打印装置,所述立体打印装置用以打印立体模型以及用以支撑所述立体模型的支撑件以使得所述立体模型成形于平台,所述支撑件连接对应于所述立体模型的支撑点,所述立体打印方法包括:/n对包含所述立体模型的空间执行体素化操作以获得对应于所述空间的多个体素;/n选择所述多个体素中包括所述支撑点中的第一支撑点的第一体素;/n根据所述第一体素决定多个合并节点中的第一合并节点,其中所述第一合并节点位于所述多个体素中的第二体素;以及/n根据所述第一支撑点以及所述第一合并节点打印所述支撑件中的第一支撑件,/n其中所述第一支撑件具有第一子支撑件以及第二子支撑件,所述第一子支撑件的第一端连接所述第一合并节点,所述第二子支撑件的第一端连接所述第一合并节点且所述第二子支撑件的第二端连接所述第一支撑点。/n

【技术特征摘要】
1.一种立体打印方法,用于立体打印装置,所述立体打印装置用以打印立体模型以及用以支撑所述立体模型的支撑件以使得所述立体模型成形于平台,所述支撑件连接对应于所述立体模型的支撑点,所述立体打印方法包括:
对包含所述立体模型的空间执行体素化操作以获得对应于所述空间的多个体素;
选择所述多个体素中包括所述支撑点中的第一支撑点的第一体素;
根据所述第一体素决定多个合并节点中的第一合并节点,其中所述第一合并节点位于所述多个体素中的第二体素;以及
根据所述第一支撑点以及所述第一合并节点打印所述支撑件中的第一支撑件,
其中所述第一支撑件具有第一子支撑件以及第二子支撑件,所述第一子支撑件的第一端连接所述第一合并节点,所述第二子支撑件的第一端连接所述第一合并节点且所述第二子支撑件的第二端连接所述第一支撑点。


2.根据权利要求1所述的立体打印方法,其中所述第一支撑点包括第二支撑点,其中根据所述第一体素决定所述多个合并节点中的所述第一合并节点的步骤包括:
根据所述第二支撑点所位于的第三体素,判断所述空间中位于所述第三体素的第一方向上是否存在所述多个合并节点的其中之一;
当所述空间中位于所述第三体素的所述第一方向上不存在所述多个合并节点的其中之一时,根据所述第三体素的位置向所述空间中的第二方向搜寻所述第二体素并决定位于所述第二体素中的所述第一合并节点,其中所述第二体素位于第四体素的所述第一方向上,所述第四体素包括所述第一支撑点中的第三支撑点;以及
当所述空间中位于所述第三体素的所述第一方向上存在所述多个合并节点的其中之一时,根据所述第三体素的位置向所述第一方向搜寻所述第二体素并决定位于所述第二体素中的所述第一合并节点。


3.根据权利要求2所述的立体打印方法,其中判断所述空间中位于所述第三体素的所述第一方向上是否存在所述多个合并节点的其中之一的步骤包括:
当所述空间中位于所述第三体素的所述第一方向上不存在所述多个合并节点的其中之一且无法根据所述第三体素的位置向所述空间中的所述第二方向搜寻到所述多个体素中具有所述多个合并节点的其中之一的第五体素时,执行根据所述第一支撑点以及所述第一合并节点打印所述支撑件中的所述第一支撑件的步骤。


4.根据权利要求1所述的立体打印方法,其中根据所述第一支撑点以及所述第一合并节点打印所述支撑件中的所述第一支撑件的步骤包括:
判断所述第一子支撑件的第二端连接至所述立体模型或所述平台;
当所述第一子支撑件的第二端连接至所述立体模型时,在所述第一子支撑件的第二端打印第一类支撑尾以使得所述第一子支撑件通过所述第一类支撑尾连接至所述立体模型;以及
当所述第一子支撑件的第二端连接至所述平台时,在所述第一子支撑件的第二端打印第二类支撑尾以使得所述第一子支撑件通过所述第二类支撑尾连接至所述平台。


5.根据权利要求1所述的立体打印方法,其中对包含所述立体模型的所述空间执行所述体素化操作以获得对应于所述空间的所述多个体素的步骤之前,所述方法还包括:
使用边界框框选所述立体模型以使得所述立体模型位于所述边界框内部所形成的所述空间中。


6.根据权利要求1所述的立体打印方法,其中选择所述多个体素中包括所述支撑点中的所述第一支撑点的所述第一体素的步骤之前,所述方法还包括:
根据位于所述立体模型的表面的原始支撑点产生所述支撑点,其中所述支撑点位于所述表面的法线方向上且所述支撑点与所述原始支撑点距离预设距离。


7.根据权利要求1所述的立体打印方法,其中所述第一支撑件具有第三子支撑件,所述第三子支撑件的第一端连接所述第二子支撑件的第二端且所述第三子支撑件的第二端连接原始支撑点中的第一原始支撑点。


8.根据权利要求7所述的立体打印方法,其中所述多个体素形成多个层,所述多个层中的第一层包括所述第一原始支撑点所位于的体素,所述第一体素位于所述多个层中的第二层,所述第一层相邻于所述第二层。


9.根据权利要求2所述的立体打印方法,其中根据所述第三体素的位置向所述空间中的所述第二方向搜寻所述第二体素并决定位于所述第二体素中的所述第一合并节点的步骤包括:
判断所述第三体素的位置的多个延伸方向中的至少其中之二上是否存在所述多个合并节点中的第二合并节点以及第三合并节点,其中所述第二合并节点以及所述第三合并节点分别位于所述支撑点中的第四支撑点与第五支撑点的所述第一方向上;
当所述第三体素的位置的所述多个延伸方向中的至少其中之二上存在所述多个合并节点中的所述第二合并节点以及所述第三合并节点时,根据所述第一支撑点以及所述第一合并节点打印所述支撑件中的所述第一支撑件的步骤包括:
根据所述第二支撑点、所述第二合并节点以及所述第三合并节点,向所述第三体素的位置的所述多个延伸方向中的至少其中之二打印所述第一支撑件,其中所述第一支撑件包括所述第二合并节点以及所述第三合并节点;以及
当所述第三体素的位置的所述多个延伸方向中的至少其中之二上未存在所述多个合并节点中的所述第二合并节点以及所述第三合并节点时,根据所述第一支撑点以及所述第一合并节点打印所述支撑件中的所述第一支撑件的步骤包括:
根据所述第二支撑点,向所述第三体素的位置的所述第一方向打印所述第一支撑件,其中所述第一支撑件不包括所述第二合并节点以及所述第三合并节点。


10.一种立体打印装置,包括:
平台;
打印头,用以打印立体模型以及支撑所述立体模型的支撑件于所述平台,其中所述支撑件连接对应于所述立体模型的支撑点;以及
处理器,用以:
对包含所述立体模型的空间执行体素化操作以获得对应于所述空间的多个体素,
选择所述多个体素中包括所述支撑点中的第一支撑点的第一体素,
根据所述第一体素决定多个合并节点中的第一合并节点,其中所述第一合并节点位于所述多个体素中的第二体素,并且
根据所述第一支撑点以及所述第一合并节点控制所述打印头打印所述支撑件中的第一支撑件,
其中所述第一支撑件具有第一子支撑件以及第二子支撑件,所述第一子支撑件的第一端连接所述第一合并节点,所述第二子支撑件的第一端连接所述第一合并节点且所述第二子支撑件的第二端连接所述第一支撑点。


11.根据权利要求10所述的立体打印装置,其中所述第一支撑点包括第二支撑点,
所述处理器还用以:
根据所述第二支撑点所位于的第三体素,判断所述空间中位于所述第三体素的第一方向上是否存在所述多个合并节点的其中之一,并且
当所述空间中位于所述第三体素的所述第一方向上不存在所述多个合并节点的其中之一时,根据所述第三体素的位置向所述空间中的第二方向搜寻所述第二体素并决定位于所述第二体素中的所述第一合并节点,其中所述第二体素位于第四体素的所述第一方向上,所述第四体素包括所述第一支撑点中的第三支撑点,
当所述空间中位于所述第三体素的所述第一方向上存在所述多个合并节点的其中之一时,根据所述第三体素的位置向所述第一方向搜寻所述第二体素并决定位于所述第二体素中的所述第一合并节点。


12.根据权利要求11所述的立体打印装置,其中所述处理器还用以:
当所述空间中位于所述第三体...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨士奇郭耀仁蔡绍安
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

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