一種空心模型打印方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種空心模型打印方法，具體步驟如下：獲得打印對(duì)象的三維模型作為原始模型；將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，計(jì)算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點(diǎn)的坐標(biāo)；分析提取蒙皮層模型特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的蒙皮層模型內(nèi)表面的點(diǎn)的坐標(biāo)，建立特征點(diǎn)坐標(biāo)集；建立與填充層模型中心重合的中心球體；分析建立中心球體連接至特征點(diǎn)坐標(biāo)集中各點(diǎn)的支桿，中心球體和支桿組合成支撐架模型；將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型；根據(jù)打印模型進(jìn)行打印，獲得空心結(jié)構(gòu)的打印對(duì)象。本發(fā)明提出的一種空心模型打印方法，有利于節(jié)約原材料成本，提高效率。
【專利說(shuō)明】一種空心模型打印方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維打印【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種空心模型打印方法。

【背景技術(shù)】
[0002]三維打印也稱30打印(11^66 01111611810118 丨叩)，屬于快速成形技術(shù)的一種。它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。過(guò)去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，特別是一些高價(jià)值產(chǎn)品(比如髖關(guān)節(jié)或牙齒，或飛機(jī)零部件)已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于三維打印技術(shù)較為復(fù)雜，因此三維打印成本也較為高昂。
[0003]三維打印，也稱增材制造或者積層造型，是利用數(shù)字模型加工出物理對(duì)象的過(guò)程。在加工過(guò)程中，通過(guò)逐層填加材料而建造打印對(duì)象。通常三維打印的實(shí)心打印模式，打印的是整個(gè)物體的體積，比較浪費(fèi)材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種空心模型打印方法，有利于節(jié)約原材料成本，提高效率。
[0005]本發(fā)明提出的一種空心模型打印方法，將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，并將填充層模型鏤空形成支撐架模型，將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型，并根據(jù)打印模型進(jìn)行打印，具體步驟如下:
[0006]獲得打印對(duì)象的三維模型作為原始模型；
[0007]將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，計(jì)算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點(diǎn)的坐標(biāo)；
[0008]分析提取蒙皮層模型特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的蒙皮層模型內(nèi)表面的點(diǎn)的坐標(biāo)，建立特征點(diǎn)坐標(biāo)集；
[0009]建立與填充層模型中心重合的中心球體；
[0010]分析建立中心球體連接至特征點(diǎn)坐標(biāo)集中各點(diǎn)的支桿，中心球體和支桿組合成支撐架模型；
[0011]將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型；
[0012]根據(jù)打印模型進(jìn)行打印，獲得空心結(jié)構(gòu)的打印對(duì)象。
[0013]優(yōu)選地，填充層模型外表面為平滑曲面。
[0014]優(yōu)選地，以初始模型中心點(diǎn)為原點(diǎn)計(jì)算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0015]優(yōu)選地，特征點(diǎn)包含蒙皮層模型外表面與填充層外表面切線或切面上的點(diǎn)。
[0016]本發(fā)明提供的空心模型打印方法，根據(jù)打印對(duì)象生成原始模型，并將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，通過(guò)保留蒙皮層模型以獲得與原始模型一致的外觀，并通過(guò)將填充層模型換成支撐架模型，從而對(duì)原始模型內(nèi)部進(jìn)行鏤空，節(jié)約原料與打印時(shí)間。
[0017]本發(fā)明中通過(guò)中心球體和特征點(diǎn)坐標(biāo)集重新生成支撐架模型，達(dá)到將填充層模型鏤空的效果，同時(shí)又避免了直接在填充層模型上計(jì)算鏤空部分的繁瑣和限制，使得支撐架模型的建立更具靈活性，并減少計(jì)算量，提高工作效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明提出的一種空心模型打印方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]參照?qǐng)D1，本發(fā)明提出的一種空心模型打印方法，將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，并將填充層模型鏤空形成支撐架模型，將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型，并根據(jù)打印模型進(jìn)行打印。
[0020]本方法具體步驟如下:
[0021]31、獲得打印對(duì)象的三維模型作為原始模型。
[0022]32、將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，計(jì)算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0023]蒙皮層模型和填充層模型由模型分隔而成，故蒙皮層模型內(nèi)表面和填充層模型外表面重合，皮層模型內(nèi)表面和填充層模型外表面上的點(diǎn)重合，即相對(duì)于同一點(diǎn)如模型中心點(diǎn)坐標(biāo)相同。
[0024]本實(shí)施方式中，以初始模型中心點(diǎn)為原點(diǎn)計(jì)算蒙皮層模型和填充層模型分割面上即蒙皮層模型內(nèi)表面和填充層模型外表面上一一重合的點(diǎn)的坐標(biāo)。初始模型中心點(diǎn)即為蒙皮層模型和填充層模型的中心點(diǎn)，以中心點(diǎn)為原點(diǎn)，有利于后續(xù)步驟中對(duì)蒙皮層模型和填充層模型分別進(jìn)行分析運(yùn)算并產(chǎn)生相匹配的結(jié)果。
[0025]33、分析提取蒙皮層模型特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的蒙皮層模型內(nèi)表面的點(diǎn)的坐標(biāo)，建立特征點(diǎn)坐標(biāo)集。
[0026]34、建立與填充層模型中心重合的中心球體。
[0027]35、分析建立中心球體連接至特征點(diǎn)坐標(biāo)集中各點(diǎn)的支桿，中心球體和支桿組合成支撐架模型。
[0028]步驟33中，特征點(diǎn)包含蒙皮層模型外表面與填充層外表面切線或切面上的點(diǎn)，由于切線或切面最為薄弱，將其列入特征點(diǎn)，從而可設(shè)置支桿對(duì)其進(jìn)行支撐，從而可對(duì)其進(jìn)行加固，保證打印模型的可靠性。
[0029]步驟上32中，填充層模型外表面為平滑曲面，即蒙皮層模型內(nèi)表面為平滑曲面，如此可便于特征點(diǎn)的采集與支桿的設(shè)計(jì)。
[0030]該步驟35，通過(guò)中心球體和特征點(diǎn)坐標(biāo)集重新生成支撐架模型，達(dá)到將填充層模型鏤空的效果，同時(shí)又避免了直接在填充層模型上計(jì)算鏤空部分的繁瑣和限制，使得支撐架模型的建立更具靈活性，并減少計(jì)算量，提高工作效率。
[0031]36、將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型。
[0032]由于蒙皮層模型未做修改，可保證打印模型與原始模型外觀一致。而支撐架模型以中心球體為中心，通過(guò)各支桿支撐蒙皮層模型，由于力的作用具有相互性，支桿從中心球體的表面延伸出去抵靠蒙皮層模型內(nèi)表面，可保證中心球體受力均勻，從而提高支撐架模型的穩(wěn)固可靠。
[0033]37、根據(jù)打印模型進(jìn)行打印，獲得空心結(jié)構(gòu)的打印對(duì)象。
[0034]本方法通過(guò)保留蒙皮層模型以獲得與原始模型一致的外觀，并通過(guò)將填充層模型換成支撐架模型，從而對(duì)原始模型內(nèi)部進(jìn)行鏤空，節(jié)約原料與打印時(shí)間。
[0035]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種空心模型打印方法，其特征在于，將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，并將填充層模型鏤空形成支撐架模型，將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型，并根據(jù)打印模型進(jìn)行打印，具體步驟如下: 獲得打印對(duì)象的三維模型作為原始模型； 將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，計(jì)算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點(diǎn)的坐標(biāo)； 分析提取蒙皮層模型特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的蒙皮層模型內(nèi)表面的點(diǎn)的坐標(biāo)，建立特征點(diǎn)坐標(biāo)集; 建立與填充層模型中心重合的中心球體； 分析建立中心球體連接至特征點(diǎn)坐標(biāo)集中各點(diǎn)的支桿，中心球體和支桿組合成支撐架模型； 將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型； 根據(jù)打印模型進(jìn)行打印，獲得空心結(jié)構(gòu)的打印對(duì)象。
2.如權(quán)利要求1所述空心模型打印方法，其特征在于，填充層模型外表面為平滑曲面。
3.如權(quán)利要求1所述空心模型打印方法，其特征在于，以初始模型中心點(diǎn)為原點(diǎn)計(jì)算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點(diǎn)的坐標(biāo)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述空心模型打印方法，其特征在于，特征點(diǎn)包含蒙皮層模型外表面與填充層外表面切線或切面上的點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】B22F3/115GK104309127SQ201410576968
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】呂月林 申請(qǐng)人:合肥斯科爾智能科技有限公司