[发明专利]一种基于智能云计算的3D打印加工系统

权利要求书

1.一种基于智能云计算的3D打印加工系统，包括模型数据处理模块、打印控制模块、材料输出模块和模型支撑模块，所述模型数据处理模块将3D模型分割处理成控制数据并发送给所述打印控制模块，所述打印控制模块根据数据控制材料输出模块在所述模型支撑模块上进行3D打印加工；

所述模型数据处理模块以球极坐标系的方式切割3D模型，并将切割后的模型转换成三个参数的控制数据，R为与所述球极坐标系原点的距离，θ为经线坐标，为纬线坐标；所述模型数据处理模块的计算处理过程采用云计算；

所述模型数据处理模块包括输入端口、云计算模块和存储单元，所述存储单元包括模型数据存储单元和控制数据存储单元，通过所述输入端口将需要打印的3D模型数据传输至所述模型数据存储单元，所述云计算模块将所述3D模型数据进行计算处理后得到控制数据并保存至所述控制数据存储单元；

所述云计算模块通过如下步骤对所述3D模型数据进行计算处理：

S1、计算得到所述3D模型的最大内切球，记录球心位置以及内切球的半径r；

S2、以所述最大内切球的球心为原点建立球极坐标系，以所述球极坐标系为基础重新构建所述3D模型的数据；

S3、将一切割球面置于所述内切球的外表面，得到基础控制数据C(1，r)，此切割球面为第一切割面sf₁；

S4、将所述切割球面的半径依次增大Δr得到第n切割面sf_n，提取切割球面sf_n与切割球面sf_n-1之间的3D模型壳面；

S5、将所述3D模型壳面切割成多个Δl×Δl的小方形，计算每个小方形的中心在所述球极坐标系中的位置每个小方形对应一个控制数据

S6、不断重复步骤S4、S5，直至整个3D模型的数据被处理完毕；

S7、获取控制数据其中，i＝2，将其对应的所有小方形的连接态标记为

S8、将i累加1，获取控制数据若存在θ相同、相同的控制数据则将其对应的小方形的连接状态标记为否则标记为

S9、不断重复步骤S8，直至处理完所有控制数据；

S10、获取所有连接状态为的小方形对应的控制数据并搜寻θ相同、相同且满足k＜j的最大k值的控制数据补充虚拟控制数据若不存在θ相同、相同且满足k＜j的控制数据则补充虚拟控制数据

S11、将所述控制数据和虚拟控制数据中i值相同的数据打包成数据包P(i)，并将所述数据包P(i)以i值从小到大进行排序；

上述过程中的计算量较大，大部分数据包先存储在云端，并以数据包的排序顺序依次发送给所述控制数据存储单元，基础控制数据C(1，r)先于所有数据包保存在控制数据存储单元中；

其中，步骤S8中所述的θ相同、相同指的是θ的误差、的误差在阈值范围内，S10中出现的函数R(m)表示切割球面sf_m与切割球面sf_m-1之间的3D模型壳面与球极坐标系圆点之间的距离；

所述系统可以通过改变Δr、Δl的值来改变打印模型的精度以满足不同的打印要求，Δr、Δl越小精度越高，反之Δr、Δl越大精度越低；

所述材料输出模块包括第一料槽、第二料槽、第一打印喷头、第二打印喷头和定位控制部件，所述第一打印喷头连通所述第一料槽，所述第二打印喷头连通所述第二料槽，所述第二料槽内装有用于打印虚拟连接柱，所述虚拟连接柱用于连接打印3D模型过程中出现的悬臂，3D模型打印完成后将移除所述虚拟连接柱，所述定位控制部件将移动所述第一打印喷头和所述第二打印喷头至正确的位置进行打印。

2.如权利要求1所述的一种基于智能云计算的3D打印加工系统，所述打印控制模块包括控制电路板，所述控制电路板与所述定位控制部件连通。

3.如权利要求2所述的一种基于智能云计算的3D打印加工系统，所述模型支撑模块包括一竖直细杆、转台和两个弧形架，所述竖直细杆固定安装于所述转台的中央，所述转台用于控制所述经线坐标θ，所述打印喷头安装于所述弧形架上，所述打印喷头能在所述弧形架上移动控制所述纬线坐标所述打印喷头上还设有径向移动组件用于控制距离R，所述转台的转动、所述打印喷头在所述弧形架的移动和径向移动组件的移动均由所述控制电路板控制。

4.如权利要求3所述的一种基于智能云计算的3D打印加工系统，所述打印控制模块还包括一针形打印喷管，所述针形打印喷管用于打印填充所述竖直细杆在3D模型内留下的空隙。