[发明专利]在积层制造中的材料消耗

说明书

一种用于进行积层制造同时调节材料消耗的方法，包含对要打印的一物体的至少一部分进行一数字化的表示，所述表示包含多个体素，及接着识别出多个可弹性变动的体素，所述多个可弹性变动的体素可弹性变动的能够由至少两种可获得的材料中的任何一种组成。一平衡的材料消耗方针接着被使用以在所述多种可获得的材料中选取，以确保尽可能均匀地使用不同的材料，并将浪费最小化。最后，所述物体以所述选定的多种材料进行打印。

技术领域及背景技术

本发明在一些实施例中关于在积层制造期间材料的消耗。

积层制造或三维打印，通过打印连续的多层材料一个在另一个的上面来产生多种三维物体。所用的多种材料根据要制造的所述多种物体的要求而限定。一些材料非常强烈地通过物体的多个要求而限定，而物体的某些多个部分在可以使用材料中具有一些弹性。此外，在积层制造中，一些材料打印的根本不全是物体的一部分，而是在制造过程中提供部分物体机械支撑的部分支架。

多种不同的材料具有不同的多个保质期，并且通常某些材料未使用必须被替换，仅仅是因为它们已经达到其有效日期。有时多种材料在打印中途用完，因此打印必须停止，直到一料盒可以被更换。三维打印是一个需要花费几个小时的过程，所以通常打印机是无人监管的。操作员可能会在数小时后返回，以期获得最终产品，但是发现在等待料盒更换之前所述过程暂停了一段时间。

通常，材料的多个要求被包含产品设计中，且三维打印软件将所述多个要求转换为打印机可获得的实际多种材料。有时，多种材料被严格限定，当物体的设计关键部分正在打印时，并且有时多种材料的限定较宽松，从而允许单个打印机实际对可获得的多种材料具有一些可弹性变动。

通常材料以多个组合包结合在一起的形式提供，其中两种或更多种材料一起提供。只要所述多种材料中的一种用完，就必须更换整个组合包，就像在传统打印中一样，当第一种颜色用完时，必须更换整个彩色墨盒。

发明内容

本发明的多个实施例试图在制造过程中平衡多种材料的消耗。首先计算用于整个物体的材料用量，然后进行一第二次计算以尽可能调换材料，以便达到更均匀的消耗。

在所述重新计算中一个可能的要素是有效率地使用材料的多个包装或多个料盒，而不是仅仅因为一种材料的使用比其他材料更多而更换整个包装。另一个要素可能关于在某些材料达到其保质期结束之前用尽所述某些材料。另一个要素可能关于避免在当前打印操作期间更换料盒，而另一个要素可关于通常有效及平衡使用所述多种可获得的材料，而不管它们是否可用于多个料盒的组合或多个独立的料盒。所述多个要素可以更一般地关于避免浪费或避免不便或两者兼具。

根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种用于进行积层制造同时调节材料消耗的方法，所述方法包含：

对要打印的一物体的至少一部分进行一数字化的表示，所述表示包含多个体素；

识别出多个可弹性变动的体素，所述多个可弹性变动的体素可弹性变动的能够由至少两种可获得的材料中的任何一种组成；

获得一材料消耗方针；

对所述多个可弹性变动的体素，使用所述材料消耗方针以选择所述至少两种可获得的材料中的一种；及

对所述表示中的所述多个体素进行打印，其中所述多个可弹性变动的体素是使用根据所述材料消耗方针来选择的材料以进行打印。

在一个实施例中，所述材料消耗方针基于用于在所述多种可获得的材料中的多种不同材料之间维持平衡的一函数，来选择一材料用于一给定的体素。

在一个实施例中，所述材料消耗方针基于使用接近一有效日期的一材料的偏好，来选择一材料用于一给定的体素。

在一个实施例中，所述材料消耗方针选择一材料用于一给定的体素，以避免在完成一当前打印任务之前所述多种可获得的材料中的任何一种耗尽。