本发明专利技术涉及一种用于减少3D物体(1)的附加打印时间的方法，该附加打印时间与3D物体的外壁(2)的打印相关，所述外壁具有光滑度增强的外表面(3)，所述外壁布置成包围3D物体的内部部分(8)，所述外壁包括至少一个区域，所述至少一个区域包括第一外壁部分(2a)和第二外壁部分(2b)，所述第一外壁部分形成具有光滑度增强的外表面，所述第二外壁部分设置在第一外壁部分和内部部分之间，并提供外壁的低分辨率部分，所述低分辨率部分具有比第一外壁部分更不光滑的外表面。因此，可以减少与打印具有增强光滑度的外表面的外壁相关的附加打印时间。本发明专利技术还涉及用于执行根据本发明专利技术的方法的3D打印系统(30)以及具有上述外壁的3D打印物体。印系统(30)以及具有上述外壁的3D打印物体。印系统(30)以及具有上述外壁的3D打印物体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于挤压的增材制造的方法、3D打印系统和3D打印物
[0001]本专利技术的领域
[0002]本专利技术涉及一种用于减少3D物体的附加打印时间的方法，该附加打印时间与3D物体的外壁的打印有关，该外壁具有光滑度增强的外表面，该3D物体利用基于挤压的增材制造工艺，通过堆叠包括挤压原料的轨道的主层和次层来制造。
[0003]本专利技术还涉及一种利用基于挤压的增材制造工艺制造3D物体的3D打印系统，该系统包括配置为执行根据本专利技术的方法的处理单元。
[0004]本专利技术还涉及利用基于挤压的增材制造工艺制造的3D打印物体。
[0005]本专利技术的
技术介绍
[0006]在利用基于挤压的增材制造工艺的3D打印中，通过以受控方式分层挤压的原料形成3D物体，从而可以创建所需的3D物体。通常利用包括打印头的3D打印系统，该打印头可在3D空间中相对于构造板移动，同时将原料分配到至少一个构造板上和由构造板支撑的原料先前沉积的轨道上。然而，可以使用多种选项相对移动打印头和打印3D物体的构造板。
[0007]该3D打印系统包括控制系统，该控制系统配置为控制可控制的定位系统，打印头附接到该定位系统以控制打印头的运动。通过软件可以生成工具路径的图案，该图案用于移动打印头和用于沉积挤压的原料的轨道。
[0008]在构造板上相对于可移动打印头的参考位置中创建3D物体，原料可以与先前沉积的轨道熔合。可将成型材料以例如细丝、颗粒、杆、液体、树脂或悬浮液的形式送入打印头中。
[0009]原料通过原料液化单元从打印头分配，并以形成轨道层的轨道形式沉积在构造板上，或者当待创建的3D物体的前一层已经沉积时，沉积在允许其固化的先前沉积的轨道上。原料可以与先前沉积的轨道热熔合或化学熔合或以其它方式熔合，成型材料可从打印头分配并沉积在先前沉积的轨道上，并在沉积之后固化。
[0010]构造板和由其支撑的3D物体相对于打印头沿着轨道的相对运动以及来自打印头的原料的同时沉积允许构建3D物体，并且通过原料的每个连续沉积的轨道逐渐获得其所需的形状。
[0011]取决于通过基于挤压的增材制造获得的3D打印物体的应用，特别是3D打印物体的外表面的光滑度是重要的特性。3D打印物体的外表面的期望光滑度可以通过选择适当的厚度来实现，如在垂直于构造板的方向上看到的，用于构成外表面的原料的轨道。本领域技术人员将理解，通过减小原料的轨道的厚度，可以改善相对于构造板具有非零角度的3D打印物体的部分的外表面的光滑度。然而，这是以增加3D打印物体的打印时间为代价的，由于增加的打印时间，所使用的3D打印系统具有较低的产量，因此，3D打印物体的成本增加。
[0012]US 2017/0151714A1公开了一种3D打印设备，其中该设备配置为使用构建材料来形成多个层中的外围壁，该组合的多个层具有第一高度，并且在该外围壁内形成填充区段，其中填充区段形成为包括单层并且具有等于该外围壁的第一高度的第二高度。
[0013]CN106915076A公开了一种适于熔融沉积建模的分层厚度设计方法。该方法具体包括以下步骤：1)设定设计参数；2)确定各面的高度范围；3)确定高度区间的长度值lj和最小
倾角θj；4)求第j个高度区间内的分层厚度hj；5)求第j个高度区间内的分层范围；6)求第j个高度区间内的最小周数zmin.j；7)求第j个高度区间内的分层厚度计算间隔系数kj；8)对第j个高度区间内的最小周数zmin.j和间隔系数kj进行修正；9)求第j个高度区间内要填充的内圈的所在层号Y、填充周数Z和不用填充内圈的层周数Z'。本专利技术公开的方法具有能够相对减少打印时间，提高成型效率的优点。
[0014]基于上述内容，需要提供一种方法，其允许提供具有外壁的3D物体，外壁具有光滑度增强的外表面，并且其中可以减少与外壁的打印相关的附加打印时间。优选地，可以尽可能地限制与打印外壁相关的附加打印时间。
[0015]本专利技术的内容
[0016]本专利技术的目的是提供一种用于减少3D物体的附加打印时间的方法，该附加打印时间与打印3D物体的外壁相关，所述外壁具有光滑度增强的外表面，所述方法克服或至少减少与用于打印3D物体的本领域已知方法相关的上述和/或其它缺点中的至少一个，所述3D物体包括具有光滑度增强的外表面的外壁。
[0017]本专利技术的另一个目的是提供一种3D打印系统，包括处理单元，所述处理单元配置为执行根据本专利技术的方法。
[0018]本专利技术的另一个目的是提供一种具有光滑度增强的外表面的3D打印物体，该3D打印物体利用基于挤压的增材制造工艺制造的，使用根据本专利技术的方法可以减少与具有光滑度增强的外表面的打印相关的附加打印时间。
[0019]本专利技术的各方面在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述，来自从属权利要求的特征可以适当地与来自独立权利要求的特征组合，而不仅仅是如权利要求中明确阐述的，此外，所有特征可以用其它技术上等效的特征代替。
[0020]上述目的中的至少一个是通过提供一种用于减少3D物体的附加打印时间的方法来实现的，该附加打印时间与3D物体的外壁的打印相关，所述外壁具有光滑度增强的外表面，所述3D物体基于挤压的增材制造工艺通过堆叠主层和子层来制造，所述主层和子层包括挤压原料的轨道，所述3D物体包括内部部分，所述外壁布置成包围所述内部部分，所述方法包括：
[0021]获取所述3D物体的3D模型；
[0022]利用预定切片高度对所述3D模型进行切片来确定切片数量；
[0023]对于多个切片的至少一个切片：
[0024]确定所述3D模型的外边界；
[0025]确定在所述外壁中的内边界是否可以限定，以将所述外壁分成第一外壁部分和第二外壁部分，其中，所述第一外壁部分布置成在所述外边界与所述内边界之间延伸，并且配置成设有子层堆叠组，所述子层堆叠组具有等于预定切片高度的总高度，以形成光滑度增强的外表面；所述第二外壁部分布置在所述内边界与所述内部部分之间延伸，并且配置成设有主层，所述主层具有等于预定切片高度的预定主层高度，其中，
[0026]响应于确定所述多个切片中的相应切片的预定切片高度至少与预定主层高度一样高，从而确立所述外壁中的内边界为可限定的：
[0027]将该内边界定位在距所述外边界预定距离处，在该距离处，对应所述子层堆叠组的至少一个子层，挤压原料的第一类型轨道的最小数量等于1；
[0028]用具有预定第一轨道高度和轨道宽度的第一类型轨道的一个轨道填充所述第一外壁部分中的至少一个子层，所述预定第一轨道高度等于预定子层高度，且为所述预定切片高度的一部分，所述轨道宽度具有等于第一类型轨道的额定轨道宽度的50％的最小值和等于第一类型轨道的额定轨道宽度的200％的最大值，以及
[0029]用所述主层填充所述第二外壁部分；或
[0030]响应于确定所述多个切片中的相应切片的预定切片高度小于预定主层高度，从而确定所述外壁中的内边界为不可限定的：
[0031]用多个子层填充相应切片的外壁，其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于减少3D物体(1)的附加打印时间的方法，该附加打印时间与打印3D物体(1)的外壁(2)相关，所述外壁(2)具有光滑度增强的外表面(3)，所述3D物体(1)基于挤压的增材制造工艺通过堆叠主层(4)和子层(5)来制造，所述主层(4)和子层(5)包括挤压原料的轨道(6、7)，所述3D物体(1)包括内部部分(8)，所述外壁(2)布置成包围所述内部部分(8)，所述方法包括：
‑
获取所述3D物体(1)的3D模型(9)；
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利用预定切片高度(11)对所述3D模型(9)进行切片来确定切片的数量；
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对于多个切片中的至少一个切片(10)：确定所述3D模型(9)的外边界(12)；确定在所述外壁(2)中的内边界(13)是否可限定，以将所述外壁分成第一外壁部分(2a)和第二外壁部分(2b)，其中，所述第一外壁部分(2a)布置成在所述外边界(12)与所述内边界(13)之间延伸，并且配置成设有子层堆叠组(14)，所述子层堆叠组(14)具有等于预定切片高度(11)的总高度(15)，以形成光滑度增强的外表面(3)；所述第二外壁部分(2b)布置成在所述内边界(13)与所述内部部分(8)之间延伸，并且配置成设有主层(4)，所述主层(4)具有等于预定切片高度(11)的预定主层高度(16)，其中，响应于确定所述多个切片中的相应切片(10)的预定切片高度(11)至少与所述预定主层高度(16)一样高，从而确立所述外壁(2)中的内边界(13)为可限定的：将所述内边界(13)定位在距所述外边界(12)预定距离(19)处，在该距离处，对于所述子层堆叠组(14)的至少一个子层(5)，挤压原料的第一类型轨道(6)的最小轨道数为1；用具有预定第一轨道高度(22)和轨道宽度(20)的第一类型轨道(6)的一个轨道填充所述第一外壁部分(2a)的至少一个子层(5)，所述预定第一轨道高度(22)等于预定子层高度(17)，且为预定切片高度(11)的一部分，所述轨道宽度(20)具有等于所述第一类型轨道(6)的额定轨道宽度的50％的最小值和等于所述第一类型轨道(6)的额定轨道宽度的200％的最大值，以及用所述主层(4)填充所述第二外壁部分(2b)；或响应于确定所述多个切片中的相应切片(10)的预定切片高度(11)小于预定主层高度(16)，从而确立所述外壁(2)中的内边界(13)为不可限定的：用多个子层(18)填充相应切片的外壁(2)，其中所述多个子层(18)中的每个子层(5)具有预定子层高度(17)，所述预定子层高度为所述预定切片高度(11)的一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述外壁(2)中的内边界(13)可限定的情况下，对于相应的子层，如果从所述外边界(12)到所述内边界(13)的距离(19)小于所述第一类型轨道(6)的轨道宽度(20)的最小值，则省略对所述子层堆叠组(14)相应子层的填充。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述外壁...
【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：联结高性能三D技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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