[发明专利]一种3D水泥打印的打印控制方法

权利要求书

1.一种3D水泥打印的打印控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据分层切片得到的截面线轮廓上的数据点确定打印外轮廓和打印内轮廓；

根据所述打印外轮廓和打印内轮廓规划打印路径，若所述打印路径的打印起点在所述打印外轮廓，则所述打印路径从所述打印起点开始沿着所述打印外轮廓逐圈向内偏置打印喷头的打印宽度直至到达打印终点；若所述打印路径的打印起点在所述打印内轮廓，则打印路径从所述打印起点开始沿着所述打印内轮廓逐圈向外偏置所述打印宽度直至到达打印终点；

控制所述打印喷头从所述打印起点开始沿着所述打印路径移动并加速至第一预定位置处时达到稳定速度，在所述打印起点至所述第一预定位置之间的打印路径上，控制所述打印喷头以第一挤出速率挤出水泥打印材料；

控制所述打印喷头从所述第一预定位置开始按照所述稳定速度移动并切换至以第二挤出速率挤出水泥打印材料至第二预定位置，所述第二挤出速率大于所述第一挤出速率；

控制所述打印喷头从所述第二预定位置开始减速至打印终点处时停止，在所述第二预定位置至所述打印终点之间的打印路径上，按照第三挤出速率曲线控制所述打印喷头挤出水泥打印材料至所述打印终点处时停止挤出；

当前的分层切片包括若干段连续的待打印线段，所述打印喷头分别按照每个待打印线段对应的打印路径进行打印；所述第三挤出速率曲线为取值依次减小的阶梯曲线、所述打印喷头从所述第二预定位置开始按照减速曲线减速，所述减速曲线具有与所述第三挤出速率曲线相同的曲线特征，则所述打印喷头在打印至一个待打印线段的打印终点后，将所述待打印线段的打印终点偏置所述打印宽度后的位置作为下一个待打印线段的打印起点进行打印。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三挤出速率曲线为取值恒为0的曲线，则所述按照第三挤出速率曲线控制所述打印喷头挤出水泥打印材料至所述打印终点处时停止挤出，包括：在所述第二预定位置处控制所述打印喷头停止挤出水泥打印材料，所述打印喷头中的残留水泥打印材料在所述打印喷头的运动过程中继续挤出，从所述第二预定位置至所述打印终点之间的打印路径上的水泥打印材料的厚度依次减小。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三挤出速率曲线为取值依次减小的阶梯曲线，且所述打印喷头从所述第二预定位置开始按照减速曲线减速，所述减速曲线具有与所述第三挤出速率曲线相同的曲线特征；则所述按照第三挤出速率曲线控制所述打印喷头挤出水泥打印材料至所述打印终点处时停止挤出，包括：

在所述第二预定位置处控制所述打印喷头切换至第i阶梯挤出速率，按照第i阶梯挤出速率挤出水泥打印材料达到第i时长后切换至第i+1阶梯挤出速率，令i＝i+1并再次执行所述按照第i阶梯挤出速率挤出水泥打印材料达到第i时长后切换至第i+1阶梯挤出速率的步骤，直至所述打印喷头移动至所述打印终点处时所述第i+1阶梯挤出速率为0；i为参数且起始值为1，第i阶梯挤出速率随着i的取值增大而减小，且任意第i阶梯挤出速率与对应时间段内的所述打印喷头的移动速率比例均相等，从所述第二预定位置至所述打印终点之间的打印路径上的水泥打印材料的厚度相等。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述打印喷头从所述打印起点至所述第一预定位置匀加速运动至所述稳定速度，则所述打印起点至所述第一预定位置的打印长度为v是所述稳定速度，a是所述打印喷头的加速度。

5.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述根据分层切片得到的截面线轮廓上的数据点确定打印外轮廓和打印内轮廓，包括：

对所述截面线轮廓上的数据点进行预处理并删除共线的数据点；

比较预处理后的各个截面线轮廓的外接矩形之间的顶点坐标关系，确定截面线轮廓为打印外轮廓或打印内轮廓。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述截面线轮廓上的数据点进行预处理并删除共线的数据点，包括对于任意的第一数据点、第二数据点、第三数据点：

若确定则删除所述第一数据点，β为系数且β的取值在1的预定范围内，表示所述第一数据点指向第二数据点的向量，表示所述第一数据点指向第三数据点的向量；

或者，若确定则删除所述第一数据点，d是所述第一数据点到所述第二数据点和第三数据点所确定的直线之间的垂直距离，d_AC是所述第二数据点和所述第三数据点之间的距离，u为系数。