[发明专利]用于增材制造过程的生成三维物体模型的方法

说明书

本发明涉及一种方法，该方法针对例如3D打印的逐层方式的增材制造过程生成三维物体模型、并且生成由打印装置使用的控制数据。根据几何描述并根据物体生成数据生成物体模型，该物体模型包括打印装置和诸如半色调模式、打印装置设置、物体结构和打印材料覆盖表示之类的属性。该方法以计算机软件产品的形式实施，并生成专用于每个标识打印设备的数据。

背景技术

可以以逐层的方式形成由增材制造过程生成的三维物体。在增材制造的一个示例中，通过固化构造材料层的部分在打印装置中生成物体。在示例中，构造材料可以为粉末、液体或板材的形式。可以通过将试剂打印到构造材料层上来实现想要的固化和/或物理特性。在其它示例中，化学粘合剂可以用于固化构造材料。可以对层施加能量，且一旦冷却，施加了试剂的构造材料就可以聚结并固化。在其它示例中，可以通过将冲压塑料或喷射材料用作构造材料而生成三维物体，其固化以形成物体。

一些生成三维物体的打印装置使用根据三维物体的模型生成的控制数据。此控制数据可以例如规定向构造材料施加试剂的位置，或规定可以放置构造材料位置，以及放置的数量。

可以根据要打印的物体的3D表示生成控制数据。

附图说明

为了更完整的理解，现在结合附图参考以下描述，其中：

图1为用于生成物体模型的方法的示例的流程图；

图2为物体生成数据对象的示例的示意性表示；

图3为用于生成控制数据的方法的示例的流程图；以及

图4为用于生成物体模型的处理装置的示例的简化示意图。

具体实施方式

本文描述的一些示例提供了一种用于表示三维物体和/或用于生成可以由打印装置使用以产生三维物体的控制数据的装置及方法。一些示例允许对具有各种规定的物体特性的任意三维内容进行处理，并允许使用该任意三维内容生成三维物体。这些物体特性可以包括导电性、密度、多孔性、外观特性(例如颜色、透明度、表面粗糙度、光泽度等)和/或机械特性(例如强度、层内强度、柔性、弹性、刚度等)等等。

在一些示例中，定义打印材料数据，例如指定打印材料(诸如沉积到构造材料层上的试剂，或在一些示例中，构造材料本身)的量，且如适用，指定它们的组合。在一些示例中，这可以规定为成比例的体积覆盖(例如，构造材料层的X％的区域应该施加试剂Y)。可以设计或选择此类打印材料以提供物体特性。

可以使用半色调技术确定如控制数据规定的应该施加各打印材料(例如，试剂滴)的实际位置。

例如，表示物体的数据内的区域可以具有相关联的打印材料覆盖表示，例如包括指定该区域内要沉积的打印材料的数量的材料体积覆盖向量集。在一种简单情况下，此类向量可以指示应当向三维空间的X％的指定区域施加特定试剂，而(100-X)％应当没有试剂。打印材料覆盖表示然后可以为“半色调”过程提供输入，以生成由增材制造系统使用以产生三维物体的控制数据。例如，为了产生规定的物体特性，可以确定应当向25％的构造材料层(或部分层)施加试剂。该半色调过程例如通过将每个位置与设置在半色调阈值矩阵中的阈值进行比较，以确定试剂滴落的位置以提供25％的覆盖。

可实现的物体特性可以因打印装置而异，例如基于在特定打印装置中可用的打印材料，或它们能够应用的分辨率。另外，存在各种半色调方案，诸如无效群集(void-and-clusster)，错误扩散，仿色，AM屏，群点型模式等。在一些示例中，半色调方案的选择能够影响物体特性，使得如果选择不同的半色调方案，则打印材料的同一组合可能产生不同的物体特性(或具有不同值的物体特性)。可用的半色调方案可以因打印装置而异。

图1为用于生成物体模型的方法的示例。在框102处，接收包括三维物体的至少一部分的几何描述的数据。该数据可以例如是计算机辅助设计(CAD)程序的输出或三维物体的一些其它数字表示。