陶瓷无模直写的3D打印方法及系统技术方案

本申请公开了陶瓷无模直写的3D打印方法及系统，包括：基于输入的第一轮廓曲线、第二轮廓曲线、轨迹曲线和设定中心点，生成初始扫掠曲面；将初始扫掠曲面，映射到实际打印坐标系中，得到扫掠曲面模型；对扫掠曲面模型，计算陶瓷无模直写往复式打印路径；对扫掠曲面模型，计算陶瓷无模直写的陶瓷浆料的挤出量；完成扫掠曲面模型陶瓷无模直写的3D打印。

3D printing method and system for ceramic dieless direct writing

【技术实现步骤摘要】
陶瓷无模直写的3D打印方法及系统
本申请涉及3D打印
，特别是涉及陶瓷无模直写的3D打印方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。陶瓷材料在化学工业、机械、电子、航空航天和生物医学工程等领域应用广泛，是现代高端技术发展和应用不可或缺的材料。陶瓷材料具有耐磨性高，机械强度大，热稳定性和化学稳定性好的特点。然而，陶瓷部件极高的硬度和脆性，使其加工极其困难，不仅切削刀具会遭受严重磨损，而且陶瓷零件在加工过程中还会产生裂纹等缺陷，进而导致难以获得良好的表面质量和尺寸精度。增材制造技术作为一种新的制造方式，具有个性化制造、快速响应的特点，可以满足陶瓷制品的个性化，复杂化，轻量化和精细化的生产需求。尽管增材制造技术以及打印材料已经得到飞速发展，但用于陶瓷增材制造的建模工具仍处于开发阶段。对于没有3D建模专业知识或技能经验不足的用户，他们对易于使用的建模工具的需求很高，在完成陶瓷增材制造的几何建模后，还需要考虑陶瓷无模直写过程中的打印限制，如可打印性、免支撑等问题。在实现本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.陶瓷无模直写的3D打印方法，其特征是，包括：/n基于输入的第一轮廓曲线、第二轮廓曲线、轨迹曲线和设定中心点，生成初始扫掠曲面；/n将初始扫掠曲面，映射到实际打印坐标系中，得到扫掠曲面模型；/n对扫掠曲面模型，计算陶瓷无模直写往复式打印路径；/n对扫掠曲面模型，计算陶瓷无模直写的陶瓷浆料的挤出量；/n完成扫掠曲面模型陶瓷无模直写的3D打印。/n

【技术特征摘要】
1.陶瓷无模直写的3D打印方法，其特征是，包括：
基于输入的第一轮廓曲线、第二轮廓曲线、轨迹曲线和设定中心点，生成初始扫掠曲面；
将初始扫掠曲面，映射到实际打印坐标系中，得到扫掠曲面模型；
对扫掠曲面模型，计算陶瓷无模直写往复式打印路径；
对扫掠曲面模型，计算陶瓷无模直写的陶瓷浆料的挤出量；
完成扫掠曲面模型陶瓷无模直写的3D打印。


2.如权利要求1所述的方法，其特征是，基于输入的第一轮廓曲线、第二轮廓曲线、轨迹曲线和设定中心点，生成初始扫掠曲面；具体步骤包括：
基于第一轮廓曲线的采样点、第二轮廓曲线的采样点、轨迹曲线的采样点、中心点、和第一轮廓曲线与第二轮廓曲线之间的渐变轮廓曲线，生成初始扫掠曲面。


3.如权利要求2所述的方法，其特征是，所述第一轮廓曲线的采样点、第二轮廓曲线的采样点、轨迹曲线的采样点，获取步骤包括：
对第一轮廓曲线、第二轮廓曲线和轨迹曲线进行重采样处理，得到第一轮廓曲线的采样点、第二轮廓曲线的采样点、轨迹曲线的采样点以及每条曲线的采样点在画布坐标系中的坐标；
或者，
所述第一轮廓曲线与第二轮廓曲线之间的渐变轮廓曲线，获取步骤包括：
通过线性插值的方式，得到第一轮廓曲线与第二轮廓曲线之间的渐变轮廓曲线。


4.如权利要求1所述的方法，其特征是，将初始扫掠曲面，映射到实际打印坐标系中，得到扫掠曲面模型；具体步骤包括：
将初始扫掠曲面每条曲线的采样点在画布坐标系中的坐标，映射为实际打印坐标系中的坐标；将所有点映射完成后，将实际打印坐标系中的相邻点进行连接，得到扫掠曲面模型。


5.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述生成初始扫掠曲面步骤之后，所述将初始扫掠曲面，映射到实际打印坐标系中，得到扫掠曲面模型步骤之前，还包括：
判断初始扫掠曲面是否存在自相交，并对存在自相交的初始扫掠曲面进行去除自相交处理；
和/或，
对初始扫掠曲面每个采样点的悬垂角度与设定阈值进行比较，对于大于阈值的悬垂角度进行校正，以保证初始扫掠曲面实现自支撑。


6.如权利要求1所述的方法，其特征是，对扫掠曲面模型，计算陶瓷无模直写往复式打印路径；具体步骤包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕琳，刘文强，周宇，钟凡超，闫鑫，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37