本发明专利技术涉及一种基于r‑△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统，该方法包括如下步骤：获取3D打印线条的线宽；依据外壳的尺寸及3D打印线条的线宽设计得到外壳的打印线；于加强肋上和外壳连接的端部处设计倒角，依据外壳与加强肋间的重叠厚度大于0小于等于3D打印线条的线宽的条件与设定夹角，计算得出加强肋的倒角的取值范围；从加强肋的倒角的取值范围内选出一定值作为设定倒角，依据设定倒角设计得出加强肋的打印线。本发明专利技术充分考虑了实际的打印线条的线宽，通过在加强肋的端部设计倒角，以满足外壳与加强肋间的重叠厚度在所需的范围，避免了在外壳的外表面形成凸起，确保了构件的美观性及连接强度。
【技术实现步骤摘要】
基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统
本专利技术涉及建筑3D打印施工
，特指一种基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统。
技术介绍
目前建筑3D打印大多采用混凝土材料，以层层叠布的方式进行打印，墙体、柱体以及楼板的截面包括外壳和内部的加强肋两部分，打印材料的宽度一般是10mm至50mm。由于切片后形成的打印路径为零宽度的单线条，而打印形成的实际线条具有一定的宽度，这样在以零宽度的单线条模拟实际线宽时，在线段交叉、转角处需要考虑线宽重合。以较为常见的折线加强肋为例，加强肋与外壳的重叠区域会在外壳的外表面形成凸起，从而影响了构件的美观性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种建筑3D打印切片充盈值参数化控制方法及系统，解决现有的以零宽度单线条设计打印路径存在的交叉、转角处的打印线宽重合导致的打印材料部分凸出外表面影响美观性的问题。实现上述目的的技术方案是：本专利技术提供了一种基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法，用于控制3D打印形成的外壳与加强肋间的重叠厚度，其中所述加强肋支撑连接于所述外壳的内部且所述加强肋与所述外壳之间形成一设定夹角；所述控制方法包括如下步骤：获取3D打印线条的线宽；依据所述外壳的尺寸及所述3D打印线条的线宽设计得到所述外壳的打印线；于所述加强肋上和所述外壳连接的端部处设计倒角，依据所述外壳与所述加强肋间的重叠厚度大于0小于等于所述3D打印线条的线宽的条件与所述设定夹角，计算得出所述加强肋的倒角的取值范围；从所述加强肋的倒角的取值范围内选出一定值作为设定倒角，依据所述设定倒角设计得出所述加强肋的打印线，输出所述外壳的打印线和所述加强肋的打印线。本专利技术在设计打印线也即打印路径时，充分考虑了实际的打印线条的线宽，通过在加强肋的端部设计倒角，以外壳与加强肋间的重叠厚度在0到打印线条的线宽之间为条件，求解出倒角的取值范围，也即在该取值范围内选取倒角，均会满足外壳与加强肋间的重叠厚度(也即充盈值)在所需的范围，避免了在外壳的外表面形成凸起，确保了构件的美观性，且加强肋与外壳一定会有部分重叠，也确保了打印的外壳与加强肋之间的连接强度。本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法的进一步改进在于，所述加强肋的倒角的取值范围为：式中，r为加强肋的倒角，t为3D打印线条的线宽，α为加强肋与外壳的设定夹角。本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法的进一步改进在于，所述加强肋的倒角的取值范围进一步为：本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法的进一步改进在于，还包括：依据所述外壳的打印线和所述加强肋的打印线进行3D打印。本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法的进一步改进在于，在所述外壳呈弧形时，所述外壳的尺寸包括外壳与加强肋形成的单个单元的圆心角；设计加强肋的整体形状呈连续的折线型，相邻的两条加强肋之间形成有夹角，设定位于外壳一侧的夹角为第一夹角，位于外壳另一侧的夹角为第二夹角；加强肋的倒角的取值范围为：式中，r为加强肋的倒角，t为3D打印线条的线宽，γ′为所述第二夹角，其中所述第二夹角满足γ′/2＝γ/2-θ，γ为第一夹角，所述第一夹角的取值范围为70°至110°。本专利技术还提供了一种基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制系统，用于控制3D打印形成的外壳与加强肋间的重叠厚度，其中所述加强肋支撑连接于所述外壳的内部且所述加强肋与所述外壳之间形成一设定夹角；所述控制系统包括：获取模块，用于获取3D打印线条的线宽、所述外壳的尺寸以及所述设定夹角；与所述获取模块连接的设计模块，用于依据所述外壳的尺寸及所述3D打印线条的线宽设计得到所述外壳的打印线；与所述获取模块连接的倒角计算模块，用于依据所述外壳与所述加强肋间的重叠厚度大于0小于等于所述3D打印线条的线宽的条件与所述设定夹角，计算得出所述加强肋的倒角的取值范围；以及与所述倒角计算模块和所述获取模块连接的处理模块，用于从所述加强肋的倒角的取值范围内选出一定值作为设定倒角，依据所述设定倒角、所述设定夹角以及所述外壳的打印线设计得出所述加强肋的打印线。本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制系统的进一步改进在于，所述倒角计算模块计算得出的加强肋的倒角的取值范围为：式中，r为加强肋的倒角，t为3D打印线条的线宽，α为加强肋与外壳的设定夹角。本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制系统的进一步改进在于，所述倒角的取值范围进一步为：本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制系统的进一步改进在于，所述处理模块与3D打印机控制连接，所述处理模块还用于获取所述设计模块的所述外壳的打印线，并依据所述外壳的打印线和所述加强肋的打印线控制所述3D打印机进行3D打印。本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制系统的进一步改进在于，所述外壳呈弧形时，所述获取模块获取的所述外壳的尺寸包括外壳与加强肋形成的单个单元的圆心角；所述倒角计算模块用于将加强肋的整体形状设计成连续的折线型，相邻的两条加强肋之间形成夹角，设定位于外壳的一侧的夹角为第一夹角，位于外壳另一侧的夹角为第二夹角；计算得到的加强肋的倒角的取值范围为：式中，r为加强肋的倒角，t为3D打印线条的线宽，γ′为第二夹角，其中所述第二夹角满足γ′/2＝γ/2-θ，γ为第一夹角，所述第一夹角的取值范围为70°至110°。附图说明图1为本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统打印形成的一墙体截面示意图。图2为图1中的外壳与加强肋连接处的节点放大示意图。图3为本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统控制外壳与加强肋重叠厚度大于外壳厚度一半的结构示意图。图4为本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统应用于曲线型的外壳而打印形成的墙体截面示意图。图5为现有技术中外壳与加强肋的打印线的结构示意图。图6为依据图5所示的打印线进行打印后形成加强肋凸出于外壳表面的结构截面示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参阅图1，本专利技术提供了一种基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统，通过设计倒角控制加强肋与外壳的重叠厚度也即充盈值，量化控制该充盈值以提高3D打印形成的构件的外观质量，且该充盈值还确保了加强肋与外壳之间有部分重叠，保证了3D打印构件的结构强度。有效的解决了现有3D打印线条设计时，未考虑打印线条的实际宽度而以零宽度设计打印线导致了形成的3D打印构件存在部分凸出外壳的表面的质量问题。下面结合附图对本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统进行说明。参阅图1，显示了本专利技术基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法及系统打印形成的一墙体截本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法，用于控制3D打印形成的外壳与加强肋间的重叠厚度，其中所述加强肋支撑连接于所述外壳的内部且所述加强肋与所述外壳之间形成一设定夹角；其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：/n获取3D打印线条的线宽；/n依据所述外壳的尺寸及所述3D打印线条的线宽设计得到所述外壳的打印线；/n于所述加强肋上和所述外壳连接的端部处设计倒角，依据所述外壳与所述加强肋间的重叠厚度大于0小于等于所述3D打印线条的线宽的条件与所述设定夹角，计算得出所述加强肋的倒角的取值范围；/n从所述加强肋的倒角的取值范围内选出一定值作为设定倒角，依据所述设定倒角设计得出所述加强肋的打印线，输出所述外壳的打印线和所述加强肋的打印线。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法，用于控制3D打印形成的外壳与加强肋间的重叠厚度，其中所述加强肋支撑连接于所述外壳的内部且所述加强肋与所述外壳之间形成一设定夹角；其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
获取3D打印线条的线宽；
依据所述外壳的尺寸及所述3D打印线条的线宽设计得到所述外壳的打印线；
于所述加强肋上和所述外壳连接的端部处设计倒角，依据所述外壳与所述加强肋间的重叠厚度大于0小于等于所述3D打印线条的线宽的条件与所述设定夹角，计算得出所述加强肋的倒角的取值范围；
从所述加强肋的倒角的取值范围内选出一定值作为设定倒角，依据所述设定倒角设计得出所述加强肋的打印线，输出所述外壳的打印线和所述加强肋的打印线。
2.如权利要求1所述的基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法，其特征在于，所述加强肋的倒角的取值范围为：
式中，r为加强肋的倒角，t为3D打印线条的线宽，α为加强肋与外壳的设定夹角。
3.如权利要求2所述的基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法，其特征在于，所述加强肋的倒角的取值范围进一步为：
4.如权利要求1所述的基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法，其特征在于，还包括：
依据所述外壳的打印线和所述加强肋的打印线进行3D打印。
5.如权利要求1所述的基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制方法，其特征在于，在所述外壳呈弧形时，所述外壳的尺寸包括外壳与加强肋形成的单个单元的圆心角；
设计加强肋的整体形状呈连续的折线型，相邻的两条加强肋之间形成有夹角，设定位于外壳一侧的夹角为第一夹角，位于外壳另一侧的夹角为第二夹角；
加强肋的倒角的取值范围为：
式中，r为加强肋的倒角，t为3D打印线条的线宽，γ′为所述第二夹角，其中所述第二夹角满足γ′/2＝γ/2-θ，γ为第一夹角，所述第一夹角的取值范围为70°至110°。
6.一种基于r-△控制法则的3D打印充盈值控制系统，用于控制3D打印形成的外壳与加强肋间的重叠厚度，其中所述加强肋支撑...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕，韩立芳，白洁，连春明，王进，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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