用于打印三维部件模型切片的系统、设备和方法

文档序号:1914078 发布日期:2021-12-03 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 用于打印三维部件模型切片的系统、设备和方法 (System, apparatus and method for printing three-dimensional part model slices ) 是由 张学峰 克里斯托弗·霍尔 威廉·L·施奈德 于 2021-05-26 设计创作,主要内容包括:由打印设备执行的方法包括接收三维部件的模型、接收该部件的输出结构定义以及将该部件的模型分段成切片堆叠。该方法还包括,对于堆叠中的每个切片,根据输出结构定义,输出包括切片的一个或多个切片实例的布置的相应打印层。(A method performed by a printing device includes receiving a model of a three-dimensional part, receiving an output structure definition of the part, and segmenting the model of the part into a stack of slices. The method also includes, for each slice in the stack, outputting a respective print layer comprising an arrangement of one or more slice instances of the slice according to the output structure definition.)

用于打印三维部件模型切片的系统、设备和方法

技术领域

本公开总体上涉及打印系统,打印设备以及由打印系统和打印设备执行的方法,并且更具体地,涉及用于打印三维部件模型的切片的系统、设备和方法。

背景技术

三维打印(3D打印)的最新进展已经导致3D打印在商品的生产和制造中的广泛使用。尽管存在用于3D打印的多种技术,但大多数技术都涉及添加连续的材料层以复制最初使用计算机辅助设计(CAD)程序进行建模的部件。

打印设备可以基于期望的打印机输出的模型经由3D打印机制造输出,并且在某些情况下,打印机输出可以包括给定部件的多个副本。根据现有方法,打印设备基于整个打印机输出的单个模型来经由3D打印机制造打印机输出。但是,生成这样的模型可能会花费大量时间并需要大量资源,而这两者都可能随着要制造的部件副本数量的增加而增加。

发明内容

在一个实施例中,一种用于输出三维部件模型的切片的各个打印层的方法由打印设备执行。该方法包括接收三维部件的模型,接收部件的输出结构定义,以及部件的模型分段成切片堆叠。该方法还包括针对堆叠中的每个切片,根据输出结构定义,输出包括该切片的一个或多个切片实例的布置的相应打印层。

在一个实施例中,打印设备包括处理器和包括指令的非暂时性计算机可读存储介质。指令在由处理器执行时使得打印设备接收三维部件的模型,接收部件的输出结构定义,并将部件的模型分段成切片堆叠。指令还使打印设备针对堆叠中的每个切片,输出结构定义输出包括切片的一个或多个切片实例的布置的相应打印层。

在一个实施例中,一种由打印设备执行用于输出三维部件模型的切片的各个打印层的方法。该方法包括接收三维部件的模型,接收部件的输出结构定义,以及将部件的模型分段成切片堆叠。该方法进一步包括,对于堆叠中的每个切片,生成包括该切片的一个或多个切片实例的排列的相应打印层模型,以及生成包括一个或多个切片实例的布置的相应打印层模型。对于堆叠中的至少一个切片,在为堆叠中的一个或多个其他切片生成相应打印层模型之前,输出包括相应生成的打印层模型的表示的相应打印层。

本技术的这些和其它特征和特征,以及结构的相关元件的操作方法和功能以及部件和制造经济性的组合,将在考虑以下描述和参照附图的所附权利要求时变得更加明显,所有这些附图形成本说明书的一部分,其中相同的附图标记表示各附图中的相应部件。然而,应当明确地理解,附图仅出于说明和描述的目的,并且不旨在作为对本发明的限制的定义。如说明书和权利要求书中所使用的,单数形式的“一个”,“一种”和“该”包括复数引用,除非上下文另外明确指出。

附图说明

图1描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的打印系统;

图2描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的打印设备的框图;

图3描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的由打印设备执行的方法的流程图;

图4描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的三维部件的模型;

图5a描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的,以部件的铺片形式的打印机输出;

图5b描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的包括部件模型的晶格单元;

图5c描绘了根据本文中图示和描述的一个或多个实施例的晶格单元的铺片;

图6描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的打印机输出,该打印机输出包括部件库的模型的表示并且包括部件实例的表示;

图7描绘了根据本文中图示和描述的一个或多个实施例的部件模型的切片的堆叠;

图8a描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的切片的铺片;

图8b描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的切片在打印层边界内的铺片;和

图9描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的包括切片的切片实例的打印层。

具体实施方式

本文公开了用于打印三维部件模型的切片的打印系统、打印设备和方法。在一些实施例中,打印设备接收三维部件的模型,接收部件的输出结构定义,并将部件的模型分段成切片的堆叠。对于堆叠中的每个切片,打印设备根据输出结构定义输出相应的打印层,该打印层包括切片的一个或多个切片实例的布置。

通过为分段的部件模型的每个切片输出相应的打印层,打印设备不需要生成整个打印机输出的单个模型。另外,由于用于部件模型的每个切片的相应打印层可以包括部件的多个部件模型切片实例(例如,部件模型切片的副本)的布置,所以由所有打印层组成的打印机输出可以包括部件的多个副本。在一些实施例中,打印设备为每个切片生成相应的模型,并输出每个生成的模型的相应代表。在这种情况下,打印设备可以在生成用于不同切片的模型之前,输出用于给定切片的模型的表示。因此,打印设备可以在输出另一打印层之前释放输出给定打印层所需的资源。

现在将参考附图详细描述打印系统,打印设备和用于打印三维部件模型的切片的方法的各种实施例。

图1描绘了根据本文中图示和描述的一个或多个实施例的打印系统。如图所示,打印系统100包括打印设备102、经由通信链路106可通信地连接到打印设备102的三维(3D)打印机104,以及经由网络110和各个通信链路112与打印设备102通信连接的计算终端108。

打印设备102可以采用能够执行本文所述的打印设备功能的任何设备的形式。因此,打印设备102可以采取服务器计算机、主机、虚拟机、工作站、终端、个人计算机或这些或其他打印设备的任何组合的形式。下面参考图2描述打印设备102的示例。

仍然参考图1,3D打印机104可以通过例如输出共同形成输出的连续层来制造输出。例如,给定层的厚度可以在例如数十微米至数百微米的范围内,以及其他可能性。如本领域技术人员将理解的,用于沉积层的各种工艺是可能的。下面讨论3D打印机输出的打印机的其他方面。

通信链路106可以采取能够在打印设备102和3D打印机104之间传输数据的链路的形式。例如,通信链路可以采取(或包括)串行RS-232通信链路的形式、USB通信链路、Wi-Fi通信链路和/或以太网通信链路,以及许多其他可能性。

作为示例,计算终端108可以是工作站、终端、个人计算机、平板设备或这些的任何组合。计算终端108可以包括用于接收输入(例如,来自用户)的键盘和鼠标,以及用于向用户呈现图像或其他输出的显示器。作为另一种可能性,计算终端108可以包括用于从用户接收输入和用于向用户呈现输出的触摸显示器。打印设备102可以经由计算终端108的用户界面接收输入和/或提供输出,例如,通过向计算终端108发送指令以输出从打印设备102发送到计算终端108的信息,或者向计算终端108发送指令以将接收到的信息提供给打印设备102。本领域技术人员将理解,在不脱离本公开的范围的情况下,计算终端108也可以采用其他形式。

网络110可以包括一个或多个计算系统和至少一个网络基础结构,该网络基础设施被配置为促进在通信连接到网络110的一个或多个实体之间传输数据。网络110可以包括一个或多个广域网(WAN)和/或局域网(LAN),其可以是有线和/或无线网络。在一些示例中,除了其他可能性之外,网络110可以包括互联网和/或一个或多个无线蜂窝网络。网络110可以根据诸如以太网、Wi-Fi、互联网协议(IP)、传输控制协议(TCP)、长期演进(LTE)等的一种或多种通信协议进行操作。尽管网络110被示出为单个网络,但是应当理解,网络110可以包括自身通信连接的多个不同的网络。网络110也可以采用其他形式。

通信链路112可以将各个实体与网络110通信地连接,以促进可通信地连接到网络110的实体之间的通信。任何通信链路112可以是硬件和/或软件的组合,可能在一个或多个通信上进行操作链路层,例如一个或多个物理层、网络层、传输层和/或应用程序层。

本领域技术人员将理解,打印系统100可以包括不同和/或附加的实体。例如,打印系统100可以包括可通信地连接到3D打印机104的附加打印设备、可通信地连接到打印设备102和/或其他打印设备的附加3D打印机,或者这些的组合。可以存在不同和/或附加的通信链路,例如将3D打印机104连接到网络110的一个或多个通信链路。本领域技术人员将理解,其他示例也是可能的。

图2描绘了根据本文中图示和描述的一个或多个实施例的打印设备102的框图。如图所示,打印设备102包括处理器202、存储指令205的数据存储器204、通信界面206和用户界面208,其中的每一个都经由系统总线210通信地连接。然而,应当理解,打印设备102可以包括不同和/或附加的部件。例如,在一个实施例中,打印设备102不包括用户界面208。

处理器202可以采用一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器的形式,并且可以全部或部分地被整合到例如数据存储器204、通信界面206、用户界面208和/或打印设备102的任何其他部件。因此,处理器202可以采用或包括控制器、集成电路、微芯片、中央处理单元(CPU)、微处理器、片上系统(SoC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或专用集成电路(ASIC)等的形式或包括这些形式。

数据存储器204可以采用非临时性计算机可读存储介质的形式,例如硬盘驱动器、固态驱动器、可擦可编程只读存储器(EPROM)、通用串行总线(USB)存储设备、光盘只读存储器(CD-ROM)磁盘、数字多功能光盘(DVD)、关系数据库管理系统(RDBMS),任何其他非易失性存储或这些的任意组合,仅举几例例子。

指令205可以存储在数据存储器204中,并且可以包括可由处理器202执行的机器语言指令,以使打印设备102执行本文所述的打印设备功能。附加地或替代地,指令205可以包括脚本解释器可执行的脚本指令,该脚本解释器被配置为使处理器202和打印设备102执行脚本指令中指定的指令。本领域技术人员将认识到,指令205也可以采用其他形式,并且其他数据可以存储在数据存储器204中。

通信界面206可以是能够执行本文描述的通信接口功能的任何部件。因此,通信界面206可以采取以太网、Wi-Fi、蓝牙和/或USB接口的形式,以及许多其它示例。例如,通信界面206可以经由通信链路106和/或经由通信链路112经由网络110(参见图1)来接收数据。作为示例,通信界面206可以促进通过通信链路106在打印设备102和3D打印机104之间的通信,或者可以促进通过通信链路112经由网络110与计算终端108的通信。

仍然参考图2,用户界面208可以是能够执行本文描述的用户界面功能的任何部件。例如,用户界面208可以被配置为从用户接收输入和/或向用户输出信息。用户输入可以通过键盘、鼠标或与打印设备102通信链接的另一个部件来实现。作为另一种可能性,可以经由打印设备102的触摸屏显示器来实现输入。作为示例,可以经由通信地链接到打印设备102的计算机监视器或扬声器(诸如计算机扬声器)来提供给用户的输出。一些部件可以提供输入和输出两者,例如上述触摸屏显示器。本领域技术人员将理解,用户界面208也可以采用许多其他形式。

系统总线210可以是能够执行本文描述的系统总线功能的任何部件。在一个实施例中,系统总线210是被配置为在处理器202、数据存储器204、通信界面206、用户界面208和/或打印设备102的任何其他部件之间传输数据的任何部件。在一个实施例中,系统总线210包括本领域已知的传统总线。在其他实施例中,系统总线210包括串行RS-232通信链路、USB通信链路和/或以太网通信链路,其单独地或与传统计算机总线结合,以及许多其他可能性。在一些示例中,系统总线210可以由能够传输信号的任何介质形成,诸如导线、导电迹线或光波导,以及其他可能性。本领域技术人员将认识到,系统总线210也可以采用各种其他形式。

图3描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的由打印设备执行的方法的流程图。尽管该方法在下面描述为由打印设备102执行,但是应该理解,该方法可以由打印系统100的任何实体或实体的组合来执行。

如图3所示,在步骤302,方法300从接收三维部件的模型的打印设备102开始。三维部件的模型同样可以采用三维模型的形式。该部件可以是可以经由3D打印机104打印的任何部件,例如,气油分离器或热交换器的部件,以及其他可能性。

图4描绘了根据本文中图示和描述的一个或多个实施例的三维部件的模型。如图所示,部件的部件模型400采用通常以三维加号的形式表示部件的模型的形式。部件模型400可以包括例如在直角坐标系内指定部件的表面几何形状的数据(例如,文件)。例如,在图4中相对于相互垂直的轴线451、452和453示出了部件模型400。部件的模型可以使用计算机辅助设计(CAD)程序来创建,或者可以基于部件的3D扫描生成,然后将其另存为文件,以及其他可能性。在一个实施例中,部件模型400采用(或包括)代表部件的立体光刻(STL)文件的形式。部件的模型可以形成为使得部件具有封闭的表面以及其他可能性。本领域技术人员将理解,部件模型400也可以采用其他形式。

结合图1和图2以参照图3,可以从诸如打印设备102的数据存储器204或连接到打印设备的USB驱动器的数据存储中接收部件模型400。102作为另一种可能性,部件模型400可以经由打印设备的通信接口206(例如,经由网络110经由通信链路112)从计算终端108接收。作为另一种可能性,部件模型400可以经由打印设备102的用户界面208接收,可能与数据存储器204和/或通信界面206相结合。例如,用户界面可以使打印设备102从数据存储设备或另一个计算终端获得部件模型400。本领域技术人员将理解,在不脱离本公开的范围的情况下,接收部件模型400的其他示例也是可能的。

参照图3,在步骤304,打印设备102接收在步骤302接收的部件模型400的部件的输出结构定义。在一个实施例中,输出结构定义采取格状结构定义的形式,并且在另一个实施例中,输出结构定义采用模式结构定义的形式。尽管应该理解输出结构定义也可以采用其他形式,但是下面将更详细地讨论这些内容。

如将要描述的,本公开的实施例包括输出打印层的打印设备102,每个打印层具有各自的打印层边界并且在打印层边界内包括给定切片的各自的切片。打印层边界可以采取二维边界的形式,并且可以基于在步骤304由打印设备102接收的输出结构定义(特别是晶格结构定义)的三维晶格填充边界。每个切片的相应铺片也可以基于晶格结构定义。例如,晶格结构定义可以包括给定类型的铺片的指示,并且每个切片的铺片可以是所指示的类型的相应铺片。当打印设备102输出的打印层基于晶格结构定义时,打印机输出通常可以表示一个晶格,该晶格包括由部件模型400建模的部件的多个副本。

图5a根据本文示出和描述的一个或多个实施例,以通过部件模型建模的部件的铺片形式描绘了打印机输出。如图所示,打印机输出500包括由图4所示的部件模型400建模的部件的铺片。铺片包括部件的多个副本,并且每个副本代表另一副本沿着轴线451或轴线452的平移,或沿这些轴线的组合进行平移。尽管所示的平移沿着相互垂直的轴线,但是应当理解,平移不需要在相互垂直的方向上。

部件的铺片可以表示网格,例如图5a中所示的文件。在一个实施例中,由部件模型400建模的部件的铺片表示包括部件模型400的晶格单元格的铺片。晶格单元格的模型可以包括在晶格结构定义中,或者晶格单元格可以除其他可能性外,打印设备102可以基于部件模型400(例如,基于部件的模型的表面)确定晶格或晶格单位晶胞,以及其他可能性。

根据本文中图示和描述的一个或多个实施例,图5b描绘了包括部件模型400的晶格单元,并且图5c描绘了图5b中描绘的晶格单元的铺片。如图5b所示,晶格单元510采用立方体(三维正方形)的形式,并且如图5c所示,晶格单元10的铺片520包括多个晶格单元的铺片(包括铺片510a、510b和510c)共同形成立方蜂窝。在一些实施例中,晶格单元可以采取任何平行六面体的形式(例如,诸如立方体的三维多边形),并且铺片可以采取任何蜂窝状(例如,立方蜂窝状)的形式。在不脱离本公开的范围的情况下,其他示例也是可能的。在图5c所示的实施例中,晶格单元510的铺片520采取空间填充铺片的形式,使得相邻铺片之间没有间隙。

在一个实施例中,晶格单元的一个或多个侧面与晶格单元格内的部件模型(例如,部件模型的表面)相邻(但不相交)。例如,图5b中所示的晶格单元510的所有侧面都与部件模型400相邻。另外,在一些实施例中,打印机输出的部件副本与打印机输出的一个或多个其他部件副本相邻。例如,在图5a所示的实施例中,每个部件副本在打印机输出500的铺片中与至少一个其他部件副本相邻。

除了(或代替上述)晶格单元格的模型外,晶格结构定义还可包括三维晶格填充边界的模型,打印机输出将在其中表示部件的铺片。下面提供了晶格填充区域的其他方面。

如上所述,在步骤304处可以接收的另一种类型的输出结构定义是模式结构定义,其中包括三维输出基础的模型以及部件模型的多个部件实例中每个部件实例的相应姿势的标识。每个部件实例都与输出基础的模型相交(或相邻)。如将描述的,本公开的实施例包括打印设备102,其输出具有切片的切片实例的打印层。每个切片实例对应于相应的部件实例,并根据图案结构定义所指示的部件实例的相应姿势将其布置在打印层中。打印机输出可以包括每个部件实例的相应表示,以便打印机输出包括部件的多个副本。此外,由于每个部件实例与输出库的模型相交(或相邻),因此每个部件实例的表示都附加到打印机输出中包含的输出库。在示例中,打印机输出中部件实例的表示类似于部件的相应副本。

图6描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的打印机输出,该打印机输出包括部件库的模型的表示并且包括部件实例的表示。如图所示,打印机输出600包括在给定的图案结构定义中包括的输出基础的模型的表示610,也就是说,打印机输出包括建模的输出基础。打印机输出还包括部件模型的部件实例的表示602、604和606,在此示例中,该部件实例以三角棱镜的形式表示部件。

打印机输出600将部件实例描绘为分别具有不同的姿势(由给定的图案结构定义指定)。给定部件实例的姿势可以包括部件实例的相应位置,例如相对于打印机输出或输出底座的模型的位置。附加地或替代地,给定部件实例的姿势可以包括部件实例的相应取向,诸如部件实例绕垂直于输出底座的模型的给定表面的轴线的旋转。给定的表面可以是与给定的部件实例相交(或相邻)的表面。如图6所示,表示602、604和606相对于输出基础模型的表示610分别具有不同的位置和方向,反映出所表示的部件实例各自相对于所表示的位置分别具有不同的位置输出基础的模型。在一个实施例中,部件实例的给定轴线各自平行于其他部件实例,并且部件实例的轴线可以采取(或包括)用于部件实例的模型的给定轴线的形式。

再次参考图3,在步骤306,打印设备102将部件的模型分段为堆叠的切片。每个切片可以采取相应的平面切片的形式,并且堆叠中的每个切片可以平行于切割平面。可以沿着垂直于堆叠的切片的切割轴线对切片的堆叠进行排序。

图7描绘了根据本文中图示和描述的一个或多个实施例的部件模型的切片的堆叠。如图所示,堆叠700包括图4所示的部件模型400的切片,其中是切片701、702和703。切片701用阴影线描绘,并且在下面进一步详细讨论。每个切片平行于切割平面720(该切割平面被示为厨师刀,并且平行于由轴线451和452形成的平面),因此,每个切片都与堆叠700中的其他切片平行。换句话说,堆叠700中的每个切片都垂直于切割轴线,在图6的实施例中,切割轴线采取垂直于由轴线451和452形成的平面的轴线453的形式。切片的堆叠700沿着切割轴线排序。在一些实施例中,切片可以具有沿着切割轴线的厚度,例如,几微米。在一个这样的实施例中,切片的厚度小于切片在沿着形成切割平面的两个轴线上的尺寸。

在一些实施例中,将部件的模型分段为多个切片的堆叠包括对包含部件的模型的晶格单元进行分段。例如,可以将包括部件模型400的晶格单元510分段成切片的堆叠。如果切割平面(每个切片平行于该切割平面)采用由轴线451和452形成的平面的形式,并且如果切割平面平行于晶格单元510的两个相对侧,则每个切片在由于晶格单元510采用立方体的形式,所以堆叠将采用正方形的形式。晶格单元510的每个切片可包括晶格单元内的部件模型400的相应切片。

再次参考图3,在步骤308,对于堆叠700中的每个切片,打印设备102根据在步骤304接收的输出结构定义,输出相应的打印层,该打印层包括切片的一个或多个切片实例的布置。在一个实施例中,打印层包括在打印层边界内的切片的铺片,并且在另一个实施例中,打印层包括一个或多个切片实例,该切片实例根据切片各自的对应姿势来布置的。下文将对这两者进行详细讨论。

图8a描绘了根据本文中图示和描述的一个或多个实施例的切片的铺片。具体而言,该图描绘了图7所示的堆叠700的切片701的铺片800。在一个实施例中,在步骤308输出打印层包括对于堆叠700中的每个切片,打印设备102输出相应打印层,该打印层采取(或包括)切片的相应切片形式。因此,这样的实施例包括打印设备102输出打印层,该打印层采取(或包括)切片701的铺片800的形式。

堆叠700中的每个切片的各自铺片可采取类似于以上关于晶格结构定义所描述的铺片的形式。即,铺片可以采取在打印层上的部件模型400的切片的二维铺片的形式,或者可以采取包括单元模型切片的晶格单元的切片的二维铺片形式。

在图8a所示的实施例中,铺片800包括切片701的相应铺片,其中有铺片701a、701b和701c。每个图示的铺片代表另一个铺片沿轴线451或452的平移,它们共同形成一个平行于切片701和铺片800的平面。例如,铺片701b代表铺片701a沿轴线451的平移,铺片701c代表铺片701a沿轴线452的平移。如果铺片800包括包含单元模型400的切片701的晶格单元510的切片的各个铺片,则由于晶格单元510的切片的每个铺片将采取正方形的形式,因此该铺片可以采取空间填充铺片的形式。在这种情况下,对于包括切片701的晶格单元510的切片的铺片,每个铺片可以与一个或多个相邻铺片相邻(但不相交)。

在一个实施例中,堆叠700中的每个切片的相应打印层具有相应的打印层边界,并且切片在打印层上的相应切片采用切片在打印层边界内的相应切片的形式。打印层边界。在一些实施例中,输出每个切片的相应打印层包括将切片的相应切片的与切片的其他切片的部分相邻的部分结合。

图8b描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的切片在打印层边界内的铺片。具体地,该图描绘了在打印层边界825内的切片701(在图7中示出的堆叠700中)的切片820。在一些实施例中,堆叠700中的每个切片(包括切片701)的相应打印层的打印层边界是基于在步骤304由打印设备102接收的晶格结构定义的三维晶格填充边界。在一个这样的实施例中,每个切片与晶格填充边界的相应二维平面相关联,以及每个切片的相应打印层的打印层边界是基于晶格填充边界在与切片相关的平面处的边界。打印设备102可以例如使用晶格结构定义中的数据(例如,与晶格填充边界相关联的数据)来确定切片与哪个平面相关联。如图8b进一步所示,切片701的各个铺片中与切片701的其他铺片的部分相邻的部分已被合并,如各个铺片之间缺少边界线(例如,图8a所示的边界线)。

如上所述,在本公开的另一实施例中,在步骤308输出打印层包括对于堆叠中的每个切片,打印设备102输出各自的打印层,该打印层包括该切片的一个或多个切片实例,每个对应于相应部件实例的切片实例,以及根据在步骤304接收到的输出图案定义(具体来说,图案结构定义)所标识的部件实例的相应姿势,将其布置在打印层中。

图9描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施例的包括切片的切片实例的打印层。如图所示,打印层900包括堆叠的切片(任意选择)的切片实例902、904和906,表示602、604和606的各个部件实例的部件模型进入其中(在图6中)已被分段。切片实例902、904和906分别对应于表示602、604和606的部件实例,并且每个切片实例根据各自对应的部件实例的姿势进行排列。例如,图9中的切片实例902、904和906的所示布置分别反映了切片实例所对应的表示602、604和606的部件实例的各自取向。同样,切片的排列反映了相应部件实例的各个位置。

尽管在图9中未示出,但是在某些实施例中,给定打印层中的各个切片实例可以与同一打印层中的其他切片实例相交(或相邻)。在一些这样的实施例中,为每个切片输出相应的打印层包括与打印层中的其他切片实例的部分相交(或相邻)的各个切片实例的结合部分。

在步骤308输出打印层可以包括打印设备102,用于切片堆叠700中的每个切片,生成各自的打印层模型,该模型包括切片的一个或多个切片实例的布置。用于每个切片的相应打印层输出可以采取(或包括)所生成的用于切片的打印层模型的表示的形式。

在一个实施例中,输出堆叠700中的每个切片的相应打印层包括,对于堆叠700中的至少一个切片,在为堆叠中的一个或多个其他切片产生相应的打印层模型之前,输出至少一个切片的所产生的打印层模型。因此,打印设备102不需要生成代表整个打印机输出的单个模型。而是,打印设备102可以为各个打印层生成各自的打印模型,这可以通过减少打印设备102的处理器和存储器需求来提高输出打印层的速度。

现在应当理解,本文所述的系统、设备和方法允许输出用于部件模型的切片的相应打印层。因此,可以通过3D打印机打印部件的多个副本,而无需生成部件整体组合的模型。

尽管这里已经图示和描述了特定的实施例,但是应该理解,在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下,可以做出各种其他改变和修改。而且,尽管本文已经描述了所要求保护的主题的各个方面,但是这些方面不需要结合使用。因此,意图是所附权利要求覆盖在所要求保护的主题的范围内的所有这样的改变和修改。

本发明的其他方面由以下条款的主题提供:

一种由打印设备执行的方法,方法包括:接收三维部件的模型;接收部件的输出结构定义;将部件的模型分段成切片堆叠;以及对于堆叠中的每个切片,根据输出结构定义输出包括切片的一个或多个切片实例的布置的相应打印层。

根据任何在前条项的方法,其中:每个切片包括相应的平面切片,以及堆叠沿着垂直于每个切片的切割轴线排序。

根据任何在前条项的方法,其中,对于堆叠中的每个切片输出相应的打印层包括,对于堆叠中的每个切片:生成相应的打印层模型,打印层模型包括切片的一个或多个切片实例的布置;和输出包括相应打印层模型的表示的相应打印层。

根据任何在前条项的方法,其中,输出堆叠中的每个切片的相应打印层包括:对于堆叠中的至少一个切片,在为堆叠中的一个或多个其他切片生成相应的打印层模型之前,输出包括相应的所生成的打印层模型的表示的相应的打印层。

根据任何在前条项的方法,其中:输出结构定义包括晶格结构定义,晶格结构定义包括三维晶格填充边界的标识,对于堆叠中的每个切片输出相应的打印层包括,对于堆叠中的每个切片,输出具有相应的打印层边界的相应的打印层并且包括在打印层边界内的切片的相应的铺片,以及打印层边界基于三维晶格填充边界。

根据任何在前条项的方法,其中:堆叠中的切片的铺片包括堆叠中的切片的晶格单元的切片的相应铺片,以及晶格单元的切片的铺片包括晶格单元的切片的相应铺片,铺片在相邻铺片之间没有间隙。

根据任何在前条项的方法,其中,对于输出堆叠中的每个切片的相应打印层包括,将切片的相应铺片与切片的其他铺片的部分相邻的部分结合。

根据任何在前条项的方法,其中:输出结构定义包括模式结构定义,模式结构定义包括三维输出基础的模型和针对部件的模型的多个部件实例中的每一个的相应姿态的标识,部件实例中的每一个与输出基础的模型相交或相邻,以及对于堆叠中的每个切片输出相应的打印层包括对于堆叠中的每个切片输出相应的打印层,相应的打印层包括切片的一个或多个切片实例,每个切片实例对应于相应的部件实例,并且根据用于部件实例的相应姿势布置在打印层中。

根据任何在前条项的方法,其中,输出每个切片的相应打印层包括,将切片的相应切片实例的部分与打印层中的其他切片实例的相交或相邻部分结合。

一种包括处理器和具有指令的非瞬时性计算机可读存储介质的打印设备,指令在由处理器执行时使得打印设备:接收三维部件的模型;接收部件的输出结构定义;将部件的模型分段成切片堆叠;以及对于堆叠中的每个切片,根据输出结构定义输出包括切片的一个或多个切片实例的布置的相应打印层。

根据任何在前条项的打印设备,其中:每个切片包括相应的平面切片,以及

堆叠沿着垂直于每个切片的切割轴线排序。

根据任何在前条项的打印设备,其中,针对堆叠中的每个切片输出相应打印层的指令包括使得打印设备针对堆叠中的每个切片:生成相应的打印层模型,打印层模型包括切片的一个或多个切片实例的布置;和输出包括相应打印层模型的表示的相应打印层。

根据任何在前条项的打印设备,其中,用于针对堆叠中的每个切片输出相应打印层的指令包括使得打印设备:对于堆叠中的至少一个切片,在为堆叠中的一个或多个其他切片生成相应的打印层模型之前,输出包括相应的所产生的打印层模型的表示的相应的打印层。

根据任何在前条项的打印设备,其中:

输出结构定义包括晶格结构定义,晶格结构定义包括三维晶格填充边界的标识,对于堆叠中的每个切片输出相应打印层的指令包括使得打印设备,对于堆叠中的每个切片输出具有相应打印层边界的相应打印层并且包括在打印层边界内的切片的相应铺片的指令,以及打印层边界基于三维晶格填充边界。

根据任何在前条项的打印设备,其中:

切片的铺片包括包含切片的晶格单元的相应铺片,以及

晶格单元的铺片包括晶格单元的相应铺片,在晶格单元的相邻铺片之间没有间隙。

根据任何在前条项的打印设备,其中,用于输出堆叠中的每个切片的相应打印层的指令包括,使得打印设备将切片在铺片的相应铺片中的部分与切片在铺片的其他铺片中的相邻部分结合的指令。

根据任何在前条项的打印设备,其中:输出结构定义包括模式结构定义,模式结构定义包括三维输出基础的模型和针对部件的模型的多个部件实例中的每一个的相应姿态的标识,部件实例中的每一个与输出基础的模型相交或相邻,以及用于对于堆叠中的每个切片输出相应打印层的指令包括使得打印设备针对堆叠中的每个切片输出相应打印层的指令,相应打印层包括切片的一个或多个切片实例,每个切片实例对应于相应部件实例并且根据用于部件实例的相应姿势布置在打印层中。

根据任何在前条项的打印设备,其中,用于为每个切片输出相应打印层的指令包括,使得打印设备将切片的相应切片实例的部分与打印层中的其他切片实例的交叉或相邻部分结合的指令。

一种由打印设备执行的方法,方法包括:接收三维部件的模型;接收部件的输出结构定义;将部件的模型分段成切片堆叠;以及对于堆叠中的每个切片:生成相应的打印层模型,打印层模型包括切片的一个或多个切片实例的布置;以及输出包括相应打印层模型的表示的相应打印层,其中,对于堆叠中的至少一个切片,在为堆叠中的一个或多个其他切片生成相应打印层模型之前,输出包括相应生成的打印层模型的表示的相应打印层。

根据任何在前条项的方法,其中:输出结构定义包括晶格结构定义,晶格结构定义包括三维晶格填充边界的标识,针对堆叠中的每个切片输出相应的打印层包括,对于堆叠中的每个切片输出具有相应的打印层边界的相应的打印层并且包括在打印层边界内的切片的相应的铺片,以及打印层边界基于三维晶格填充边界。

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