TWI629162B - 一種電腦實施方法、設備、及電腦程式製品，用於界定一藉由光固化製造的三度空間物體的支撐結構 - Google Patents

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Abstract

本發明係一電腦實施方法，用於界定一藉由光固化製造的三度空間物體(1)的支撐結構(2)，包含以下的操作：界定一三度空間物體(1)的待支撐的第一表面(3)以及一面對第一表面(3)的第二表面(4)；界定表面(3、4)之間的細長的支撐元件(5)；界定成對的支撐元件(5)；對於每一對支撐元件(5)，界定一連接該一對的兩個支撐元件(5)的細長的加強元件(6)。成對的支撐元件(5)的界定，包含以下操作：界定每一支撐元件(5)的一基準點(7)；界定一具有作為頂點的基準點(7)的連通非循環圖形(8)；對於圖形每一邊(9)，界定包含兩個對應於邊(9)的端點的一對支撐元件(5)。成對的支撐元件(5)的界定，包含進一步的操作：對於每一具有連通非循環圖形(8)的順序1的頂點，界定一額外對的支撐 元件，包含一對應於具有順序1的頂點的第一支撐元件(5)以及不藉由任何邊(9)連接至第一支撐元件(5)的第二支撐元件(5)。

Description

一種電腦實施方法、設備、及電腦程式製品，用於 界定一藉 由光固化製造的三度空間物體的支撐結構
本發明相關於一種電腦實施方法、設備、及電腦程式製品，用於界定一藉由光固化製造的三度空間物體的支撐結構。
如已知，光固化程序在於藉由三度物體本身的複數個層的順序堆疊製造三度空間物體。
物體的每一層係藉由液態或漿態的材料固化而得，該固化係藉由選擇性暴露於光輻射發生。
典型上，材料係一當被該光輻射觸及時聚合化的塑膠基化合物。
物體的每一後繼層的固化與前一固化層接觸時發生，該前一固化層用為後繼層的支撐。
程序由一電腦控制，該電腦被供應有代表待製造的物體的三 度空間幾何的一第一資料組。
一般而言，依據程序，在三度空間物體的實際生產之前一支撐結構亦被加到三度空間物體，其中在光固化程序期間該支撐結構與物體同時被固化。
該支撐結構支撐那些在物體的生產的程序期間不被已固化層直接支撐，可能崩壞或永久變形的層的部分。
支撐結構的界定由該電腦執行，在該電腦中一程式被載入，該程式多多少少自動加入支撐結構的元件並產生代表產生自三空間物體與支撐結構本身的結合的三度空間幾何的第二資料組。
該第二資料組然後被使用來界定三度空間物體的層的幾何。
支撐結構包含複數個元件，該複數個連接元件連結三度空間物體的待支撐的一個或一個以上的表面至面對第一表面並意欲在光固化程序期間在該第一表面之前被製造的對應表面。
依據支撐結構的一變化例，連結該等支撐元件彼此的加強元件亦被提供。
加強元件讓支撐結構更牢固且因此在生產步驟期間減少三度空間崩壞的風險。
依據一基於該變化例界定支撐結構的已知方法，支撐結構被界定為一三度空間網格，該網格具有一預定形狀且實質獨立於三度空間物體的幾何。
隨後，會交叉三度空間物體的網格的元件被移除，僅保留位於物體本身之外的網格的元件。
也就是說留下來的網格藉由進一步的連接元件被連接至三度空間物體，以此方式以便得到一單一物體。
該已知方法帶來缺點：它不容許支撐結構被以一最理想的方式界定。
事實上，因為支撐結構的網格係以實質獨立於三度空間物體的方式被界定，結構可能相對於物體本身的結構需要被縮小尺寸或反之超過尺寸。
一過小尺寸的支撐結構帶來缺點：整體體積不足以適當地有用於支撐三度空間物體的功能。
反過來，一超過尺寸的支撐結構具有一過大的整體體積。
因為光固化程序所需要的時間與待固化的體積成正比，一過大支撐結構對需要製造三度空間物體所需要的整體時間有反效果。
再者，支撐結構的體積愈大，需要用於製造的材料量就愈多，具有增加三度空間物體的整體成本的不方便後果。
一過大尺寸的支撐結構亦可產生自過厚的網格，具有阻礙在光固化程序結束時被進行於三度間物體上的清理操作的進一步不方便性。
事實上，已知的是一藉由光固化所得的物體在光固化程序的結束時被清洗，以此方式以便移除非固化材料的殘留。
該清洗操作係在從三度空間物體分離支撐結構之前被執行。
因此，支撐結構阻礙清洗液流動於三度空間物體的一些表面上且界定結構的網格愈厚，這種阻礙效果愈巨大。
本發明意欲克服相關於已知形式的支撐結構的上述提及的所有缺點。
特別地，本發明的目的係提供一藉由光固化待製造的三度空間物體的支撐結構，該支撐結構具有一合適的強度，而更具有一較上述的利用已知形式的方法能得到的更小的整體體積。
該目的係藉由依據申請專利範圍第1項的一界定一支撐結構的方法被達成。
該目的亦藉由依據申請專利範圍第14項的一界定該該支撐結構的設備被達成。
該目的亦藉由依據申請專利範圍第15項的一電腦程式產品被達成。
有利地，生產一每一三度空間物體的特定支撐結構的可能性確保支撐結構係適合物體的結構性需要。
再者，有利地，此亦防止支撐結構不超過尺寸，如此限制結構本身的體積。
減少的支撐結構的體積有利地導致利用光固化程序製造三度空間所需要的整體時間以及需要處理的材料量兩者的減少，且因此物體本身的成本的減少。
再者，有利地，較小的支撐結構的體積使能一旦三度空間物體被完成更容易清洗三度空間物體。
該等目的及優點加上其它以下會變得顯著，參考所附的圖式經由非限制性的例子，將在本發明的一些較佳實施例的敘述中被顯示：
1‧‧‧三度空間物體
2‧‧‧支撐結構
3‧‧‧第一表面
4‧‧‧第二表面
5‧‧‧支撐元件
6‧‧‧加強元件
7‧‧‧基準點
8‧‧‧連通非循環圖形
9‧‧‧邊
10‧‧‧額外對的支撐元件
11‧‧‧支撐基座
第1圖係顯示一藉由光固化待製造的三度空間物體的例子的軸測視圖；第2圖係顯示一藉由結合第1圖的三度空間物體及依據本發明的支撐結構的一部份所得的物體；第3圖係顯示一藉由結合第1圖的三度空間物體及依據本發明的支撐結構所得的物體；第4圖以平面視圖顯示第3圖的支撐結構的元件之間的連結的圖表；第5圖顯示以平面視圖顯示相關於第3圖的支撐結構的變化例的連結的圖表；第6圖顯示一第3圖的支撐結構的變化例；以及第7圖顯示一第6圖的支撐結構的變化例。
界定一藉由光固化待製造的三度空間物體的支撐元件的本發明的方法係參考第1圖中所表示並在此被標示為1的三度空間物體被敘述。
從現在開始必須被注意的是為了讓圖式清晰，三度空間物體1已被蓄意地表示為一較之於一般藉由光固化製造的物體而言很簡化的幾何。
然而，顯然地，上述提供的敘述能被類似地應用於具有任何幾何的三度空間物體。
首先，該方法包含界定一屬於三度空間物體1的待支撐的第一表面3的步驟。
明顯地，若需要，取決於物體的幾何、使用為光固化程序的的材料以及參數，複數個該待支撐的第一表面能被界定。
明顯地，本發明的方法能被應用於該等第一表面的每一個。
依據該方法，對於每一第一表面3，面對第一表面3的一第二表面4被界定。
如顯示於圖式中的情形中，第二表面4能從三度空間物體1被分離。
作為一種替代，第二表面4可屬於三度空間物體1。
第一選項係適合一意欲被配置成面對支撐三度空間物體1的定型板的第一表面3，而無須將物體本身的其它部分介於其間。
特別地，第二表面4能被界定成在三度空間物體的實際製造期間它與該定型板的表面一致。
此後一種情形係第2和3圖中所圖示的情形，在該等圖式中該第二表面被繪以影線。
依據第6圖中所示的變化實施例，第二表面4屬於一支撐基座11，該支撐基座11意欲被配置成接觸該定型板。此變化實施例在下面更詳細地被敘述。
作為替代，當第一表面3被配置在三度空間物體1的腔室中時，或在任何情形中，面對物體本身的另一表面時，第二表面4較佳屬於物體。
在後者的情形中，第二表面4較佳係直接面對第一表面3的三度空間物體的表面，例如該相對於第一表面3的腔室的表面。
明顯地，在一單一三度空間物體1中可有上述的情形的組合。
一旦第一表面3及第二表面4已被界定，如第2圖所示，該方法包含一界定複數個細長形，從第一表面3延伸至第二表面4的支撐元件5的步驟。
類似於已論及者，必須被指出的是第2圖中所示的支撐元件5已被蓄意以較少數目表示以便簡化表示。
然而，明顯的是，一般而言，支撐元件的數目會多於圖式中所顯示者並會取決於物體的幾何及其它參數。
一般而言，支撐元件的數目會多於兩個且在大部分情形中多於三個。
儘管上述，在此所述的方法能被應用於任何情形中，而獨立於所提供的支撐元件的數目。
較佳但未必，該等支撐元件5在形狀上係圓錐形或圓柱形，但它們顯然地亦能是其它形狀。
支撐元件5在一端或兩端亦能具有支部。以此方式而在一些頂點中被連接至對應的表面。此支部形式未表示在圖式中，但就其本身而言為已知。
較佳地，在圖示中未表示，每一支撐元件5具有一設置於第一表面3和/或第二表面4的表面的較細薄部分。
該較細薄部分提供優點：一旦光固化程序已完成，有助於從 表面3和/或4拆除支撐元件5，在此光固化程序期間三度空間物體1係實際被製造。
如第3圖所示，該方法亦包含對於每一成對的支撐元件5，界定一個或一個以上連接該成對的兩個支撐元件5的細長形且較佳為圓錐形或圓柱形的加強元件6的操作。
有利地，該等加強元件6使能增加支撐結構2的抵抗力而同時維持相同的支撐結構2的體積，或者，可替代地，使能減少支撐結構2的體積而同時確保同樣程度的抵抗力。
依據本發明，連接成對的支撐元件5的該等加強元件6，係藉助於熟知的圖表原理選擇而得。
特別地，該方法包含界定一屬於每一支撐元件5的基準點7的操作。
然後得到一連通非循環圖形，其頂點係基準點7。
如已知，一圖形係一由一對組V及E組成的數學架構，其中第一組V的元件係空間中的點，被稱為“頂點”，而第二組E的元件代表一對應數目的複數對頂點的連結，其等被稱為“邊”。
因此，在數學表示法中，一圖形G以下列關係表示G=(V,E)
從一正式觀點，一連結兩個一般的頂點u及v的邊係以頂點本身的成對(u、v)表示。
明顯地，給定一組頂點V，會有無限多可能的圖形，該等圖形包含該組V，對於該組邊E，該等圖形彼此不同。
圖形必須是一連通非循環圖形，限制該等圖形於一有限的數目。
特別地，圖形被連接(連通)的要求，即是對於圖形的任何兩個頂點有一連串的邊來連接它們(兩個頂點)。
圖形係非循環的要求，即是任何兩個頂點係藉由一個且僅一個連串的邊來連接。
依圖表原理來說，一上面提及的連通非循環圖形的形式，亦可以被稱為一“樹”。
有利地，對應於一給定組的頂點的連通非循環圖形，其本身能藉由已知的適合演算法來識別。
第4圖顯示一連通非循環圖形8的概略平面圖，該連通非循環圖形8的頂點係為基準點7，該連通非循環圖形顯然係具有該特性的唯一一個圖形。
特別地，第4圖中的連通非循環圖形8的每一邊9，係藉由一延伸於各別的基準點7之間的虛線來表示。
依據本發明的方法，該成對的支撐元件5的連接，係利用該連通非循環圖形8的技術手段(mean)來確認。
特別地，對於該連通非循環圖形8的每一邊9的界定，包含兩個(一對)支撐元件5對應符合於一邊9的兩個端點。
藉由以上述成對的支撐元件5的界定方式，利用已知方法能達成限制支撐結構2的體積的目的。
如從圖表原理已知，連通非循環圖形係在所有能被界定於相 同的頂點上的圖形當中，具有最少數目的邊，而同時維持所有頂點彼此連接的那些圖形。
特別地，一連通非循環圖形的邊的數目係等於頂點的數目減一。
因此，對於每一對支撐元件5之間的一給定的數目的加強元件6，如上述的支撐元件5的成對的界定使能限制該等支撐元件之間的連結的數目且因此也限制加強元件6的數目，而同時維持所有支撐元件5彼此連接以得到一穩定的支撐結構2。
有利地，使用圖表原理以界定加強元件5的成對使能使用該已知演算法來產生一連通非循環圖形8。
較佳地，對於一對或一個以上對的支撐元件5，複數個不同的加強元件6被界定，其等被示意性地顯示於第3圖中。
有利地，一對支撐元件5的一些加強元件6的出現使能得到一更穩定的支撐元件5之間的連接，特別是當這些支撐元件5係特別長的。
因而，有利地，支撐結構2亦係更穩固。
明顯地，在本發明的變化實施例中，連接一給定對支撐元件5的加強元件6的數目可以是任意的，且再者，該數目在不同對的支撐元件5中能變化。
較佳但未必，連接每對支撐元件5的加強元件6係依據相互入射方向配置，以此方式而界定一種點陣，如此更增加連接的穩定性。
較佳地，該連通非循環圖形8被界定成它與一完整圖形的最小生成樹(the minimum spanning tree)是一致的，該完整圖形具有與連通非循 環圖形8相同的頂點，且在該完整圖形中每一邊係對應於邊本身的端點之間的距離的一權重。
更精確地說，已知是：一完整的圖形係一圖形在其中任何對的頂點被至少一邊連接。
如亦已知，一圖形的最小生成樹(the minimum spanning tree)只有在圖形本身的每一邊指定一數字，即“權重”，之後被界定，該權重被界定為圖形的邊的子集，其中該等權重的總和是最小的。
特別地，若權重係依上述方法被選定，代表邊的長度，則最小生成樹(the minimum spanning tree)對應一樹(tree)，其具有最小整體長度的邊。
因此，由上述的準則，用來界定支撐元件5的成對的容許得到一支撐結構2，在該支撐結構2中加強元件6延伸於整個最短可能路徑。
因而，有利地，能最小化支撐結構2的體積並同時維持相同的數目的每一成對的支撐元件5之間的加強元件6。
有利地，該最小生成樹能使用圖表原理中已知的數學演算法界定。
依據本發明的架構變化例，該等權重能從上面已述的不同方式界定。
例如，可適當地以依據彎曲軌跡和/或虛線發展的加強元件6來連接一個或一個以上成對的支撐元件5。在此情形中，邊被指定的對應權重相等於對應軌跡的長度。
依據本發明的一架構變化例，一額外對的支撐元件5被界定 於連通非循環圖形8具有順序1的頂點。
特別地，該額外對的支撐元件5，包含一對應該具有順序1的頂點的第一支撐元件5以及一對應一未連接至第一頂點的連通非循環圖形8的頂點的第二支撐元件5。
如已知，一具有順序1的頂點，被界定是出現在連通非循環圖形8的一邊的唯一頂點，即是，一頂點僅連接至一個連通非循環圖形的唯一一個頂點。
因此，能理解的是上述的額外對的支撐元件5的界定，有利地隱含任何支撐元件5被連接至少其它兩個支撐元件5，而具有增加支撐結構2的整體結構抵抗力的優點。
示意性地，一可能的額外對的支撐元件5被顯示於第5圖中並在圖中以元件號碼10表示。
較佳地，上述界定的該額外對支撐元件5，係界定成連通非循環圖形8的對應頂點之間的距離，係最小的可能距離。
有利地，上面所述的條件，能限制用來連接該支撐元件5的加强元件6的長度至最小。
較佳地，額外對的支撐元件5被界定位於兩個支撐元件5之間，該兩個支撐元件5對應於順序1的頂點，以此方式而將該引入的額外對的支撐元件5的數目最小化。
如上面已提及，第6圖顯示本發明的一架構變化例，在該變化例中第二表面4係從三度空間物體1分離。
特別地，所有加強元件6位於該第二表面4上，且加強元件6 連接支撐元件5的端點。
上述的設置使加強元件6界定一支撐基座11，該支撐基座11適合被配置成接觸光固化機的定型板，以便支撐三度空間物體1。
有利地，如上述所成形的支撐基座11，具有一遠小於通常被提供的(習用的)支撐基座的體積，且不受支撐元件5的出現與否所影響。
較佳地，第二表面4係平面的，因而該支撐基座11能適合於一具有平面的定型板，該定型板符合一般使用的定型板的形式。
顯示在第6圖中的支撐基座11，係依據加強元件6來界定，加強元件6延伸於支撐元件5之間，與第4圖中顯示的連結相同。
第7圖顯示本發明的又一架構變化例，在該變化例中支撐基座11具有與顯示在第5圖中相同的連結。
上述變化例不同於顯示在第6圖中的變化例，係由於出現一個在支撐元件5之間的額外連結，該額外連結對應於第5圖中標示為元件號碼10。
依據上述，能理解的是依據上述的一些變化例及方法，能得到該等圖形，能被使用來製造一具有第3圖中所顯示的點陣狀設置的支撐結構2形式，以及一第6圖和第7圖中所顯示的支撐基座11形式。
顯然地，在本發明的變化實施例中，支撐結構2能提供兩種形式的加強元件6，而不需基於相同對的支撐元件5。
至於基準點7的界定，係藉由一較佳為平面的基準面與所有支撐元件5交叉而得到。
如上述方式所界定的每一基準點7，位於對應的支撐元件5和基準面之間的交叉區域。
較佳地，依上述方式所界定的基準面與第二表面4是一致的。
依據一變化實施例，基準面係被界定為通過個別的支撐元件5的中間點高度。
依據一變化實施例，依上述方式所界定的基準面與第一表面3是一致的。
又一架構變化例，包含以上述方式界定的一基準面，以及支撐點的界定，該支撐點位於每一支撐元件5和基準面之間的交叉區域。
任一個該等支撐點被投射於一預定的、較佳為平面的投射面之上，以此方式而得到一相對應的基準點7。
前述的投射面可與第一表面3或與第二表面4相一致。
上述的方法亦能被應用於一些群組的支撐元件5，其中在每一群組內的加強元件6連接群族內的支撐元件5，但群組間彼此不連接。
在此情形中，該方法被分別應用於每一群組的支撐元件5，產生各別的連通非循環圖形8。
上述變化例有利地被應用，使群組中的支撐元件5相對地接近彼此，同時遠離其它群族的支撐元件5，因此可以避免產生過長的加強元件6，也不會無法顧及每一群組的內部穩定性。
目前為止所述的方法，係較佳地利用一台包含電腦設備的實施，該電腦為已知設備故未顯示在圖式中，其具有一處理單元以及一能被處理單元存取的記憶體支援。
該設備包含技術手段(means)，該技術手段得以獲取一第一資料組，該第一資料組代表前述三度空間物體1的幾何圖樣並載入該記憶體支援。
該設備更包含界定被支撐的第一表面3的技術手段，以及界定各別的第二表面4的技術手段。
該設備更包含界定支撐元件5的技術手段，界定成對的支撐元件5的技術手段，以及界定該等成對的支撐元件5之間的加強元件6的技術手段。
該設備亦包含產生一第二資料組並將該第二資料組載入記憶體支援的技術手段，該第二資料組係代表產生支撐元件5及加強元件6與三度空間物體1結合的幾何圖樣。
依據本發明，界定成對的支撐元件5的技術手段，包含界定一屬於每一支撐元件5的基準點7的技術手段，界定該連通非循環圖形8的技術手段，以及界定如上述的連通非循環圖形8的每一邊9的一對支撐元件的技術手段。
該設備係較佳地利用一電腦程式產品來設置，該電腦程式產品包含有提供程式配置的資料支援，當它們被執行於該電腦時，它們界定上述的設備的技術手段。
依據上面所提供的說明，能理解的是藉由上述的方法、設備以及電腦程式產品，能達成所有的設定目的。
特別地，利用本發明能得到一比依據習知技藝所界定的支撐結構更減小的體積的支撐結構。

Claims (16)

  1. 一種電腦實施方法，用於界定一藉由光固化程序製造的三度空間物體(1)的支撐結構(2)，包含以下的操作：- 界定一屬於該三度空間物體(1)的待支撐的第一表面(3)；- 界定一面對該第一表面(3)的第二表面(4)；- 界定複數個具有一細長形狀並從該第一表面(3)延伸至該第二表面(4)的支撐元件(5)；- 界定複數成對的該支撐元件(5)；- 對於該複數成對支撐元件(5)的每一對，界定至少一個具有細長並連接該成對的兩個支撐元件(5)的加強元件(6)；該複數成對的支撐元件(5)界定的操作，包含以下操作：- 界定一屬於每一個該等支撐元件(5)的一基準點(7)；- 界定一具有作為頂點的該等基準點(7)以及包含該等頂點之間的對應邊(9)的連通非循環圖形(8)；- 界定任一該等邊(9)的一個該等成對的支撐元件，包含兩個支撐元件(5)對應於該邊(9)的端點；其特徵在於，界定該複數的成對支撐元件(5)的操作，包含進一步界定一額外對的所述成對支撐元件(5)於該連通非循環圖形(8)具有順序1的頂點的操作，包含：- 界定該額外對的成對支撐元件的一第一支撐元件(5)，使所述的基準點(7)屬於第一支撐元件(5)而對應符合順序1的頂點；以及- 選擇該額外對的成對支撐元件的一第二支撐元件(5)，使所述的基準點(7)屬於第二支撐元件(5)而對應一該連通非循環圖形8的頂點且不藉由任一該等邊(9)連接於順序1的頂點。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該連通非循環圖形(8)被界定成該連通非循環圖形(8)與一具有與該連通非循環圖形(8)相同頂點的完整圖形的最小生成樹相一致，且在該連通非循環圖形(8)的任一邊(9)被指定一權重，其數值相等於該邊(9)兩端點間的距離。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該等額外對的成對支撐元件的一第二支撐元件(5)以所述方式被選定，使得任一額外對的成對支撐元件的對應頂點之間的距離的總和，等於或小於任何一種選擇的第二支撐元件(5)的總和。
  4. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該界定該至少一個加強元件(6)的操作，包含對於該複數對成對的支撐元件(5)的至少一對，及界定複數個該不同於彼此的加強元件(6)的操作。
  5. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該第二表面屬於該三度空間物體(1)。
  6. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該第二表面(4)係從該三度空間物體(1)分離，且所有該等加強元件(6)位於該第二表面(4)上。
  7. 如申請專利範圍第6項的方法，其中該第二表面(4)係平面的。
  8. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該等支撐元件(5)的每一個具有一對應的較細薄的部分，該部分設置於第一表面(3)或對應的第二表面(4)的表面。
  9. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該加強元件(6)具有一圓錐形狀。
  10. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該基準點(7)的該界定包含以下操作：- 界定一交叉所有該等支撐元件(5)的基準面；- 對於每一支撐元件(5)，界定一對應的基準點(7)，位於該支撐元件(5)和該基準面之間的交叉區域。
  11. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該等基準點的該界定包含以下操作：- 界定一交叉所有該等支撐元件(5)的基準面；- 在每一支撐元件(5)和該基準面之間的交叉區域界定一支撐點；- 界定一投射面；- 投射每一個該等支撐點於該投射面，得到一個對應的該等基準點(7)。
  12. 如申請專利範圍第10項的方法，其中該基準面與該第一表面(3)或與該第二表面(4)相一致。
  13. 如申請專利範圍第11項的方法，其中該基準面與該第一表面(3)或與該第二表面(4)相一致。
  14. 一種藉由光固化程序製造的三度空間物體(1)的支撐結構(2)，其中該支撐結構(2)能藉由申請專利範圍第1至12項中任一項的方法得到。
  15. 一種電腦設備，用以界定藉由光固化程序製造的三度空間物體(1)的支撐結構(2)，包含：- 一電腦，包含一處理單元及一該處理單元可存取的記憶體支援；- 獲得一代表該三度空間物體(1)的幾何圖樣的第一資料組並將該第一資料組載入該記憶體支援的技術手段；- 界定一屬於該三度空間物體(1)的待支撐的第一表面(3)的技術手段；- 界定一面對該第一表面(3)的第二表面(4)的技術手段；- 界定複數個具有一細長形狀並從該第一表面(3)延伸至該第二表面(4)的支撐元件(5)的技術手段；- 界定複數該等成對的支撐元件(5)的手段；- 界定該複數成對的支撐元件(5)的每一對，及至少一個具有一細長形狀並連接兩個對應的支撐元件(5)的加強元件(6)的技術手段；- 產生一代表產生自該等支撐元件(5)及該等加強元件(6)與該三度空間物體(1)的結合的幾何圖樣的第二資料組，並將該第二資料組載入該記憶體支援的技術手段；該界定該複數成對的支撐元件(5)的技術手段包含：- 界定一屬於每一個該等支撐元件(5)的基準點(7)的技術手段；- 界定一具有作為頂點的該等基準點(7)並包含該等頂點之間的對應的邊(9)的連通非循環圖形(8)的技術手段；- 界定一個成對的支撐元件，包含兩個支撐元件(5)對應於任一個該邊(9)的端點的技術手段；其特徵在於：界定該複數的成對支撐元件(5)的技術手段，係被設置成界定一額外對的所述成對支撐元件(5)於該連通非循環圖形(8)具有順序1的頂點，該額外對的成對支撐元件包含一第一支撐元件(5)，其基準點(7)對應符合順序1的頂點，以及一第二支撐元件(5)，其基準點(7)對應符合於一該連通非循環圖形(8)的頂點，且不藉由任一該等邊(9)連接於順序1的頂點。
  16. 一種電腦程式產品，用於界定一藉由光固化程序製造的三度空間物體(1)的支撐結構(2)，包含一具有程式部分的資料支援，該等程式部分係設置成當被執行於一包含一處理單元及一該處理單元可存取的記憶體支援的電腦上時，該等程式部分界定：- 獲得一代表該三度空間物體(1)的幾何圖樣的第一資料組並將該第一資料組載入該記憶體支援的技術手段；- 界定一屬於該三度空間物體(1)的待支撐的第一表面(3)的技術手段；- 界定一面對該第一表面(3)的第二表面(4)的技術手段；- 界定複數個具有一細長形狀並從該第一表面(3)延伸至該第二表面(4)的支撐元件(5)的技術手段；- 界定複數成對的該等支撐元件(5)的技術手段；- 界定該複數成對的支撐元件(5)的每一對，及至少一個具有一細長形狀並連接兩個對應的支撐元件(5)的加強元件(6)的技術手段；- 產生一代表產生自該等支撐元件(5)及該等加強元件(6)與該三度空間物體(1)的結合的幾何圖樣的第二資料組，並將該第二資料組載入該記憶體支援的技術手段；該界定該複數成對的支撐元件(5)的技術手段包含：- 界定一屬於每一個該等支撐元件(5)的基準點(7)的技術手段；- 界定一具有作為頂點的該等基準點(7)並包含該等頂點之間的對應的邊(9)的連通非循環圖形(8)的技術手段；-界定一成對的支撐元件，包含兩個支撐元件(5)對應於任一個該邊(9)的端點的技術手段；其特徵在於：界定該複數的成對支撐元件(5)的技術手段，係被設置成界定一額外對的所述成對支撐元件(5)於該連通非循環圖形(8)具有順序1的頂點，該額外對的成對支撐元件包含一第一支撐元件(5)，其基準點(7)對應符合順序1的頂點，以及一第二支撐元件(5)，其基準點(7)對應符合於一該連通非循環圖形(8)的頂點，且不藉由任一該等邊(9)連接於順序1的頂點。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2559914B (en) 2015-10-07 2021-07-14 Holo Inc Sub-pixel grayscale three-dimensional printing
NZ745973A (en) * 2016-03-16 2020-02-28 Ricoh Co Ltd Information processing apparatus, program, information processing method, and modeling system
US10252468B2 (en) * 2016-05-13 2019-04-09 Holo, Inc. Stereolithography printer
US10780641B2 (en) 2016-09-29 2020-09-22 Holo, Inc. Enhanced three dimensional printing of vertical edges
DE102016219458A1 (de) * 2016-10-07 2018-04-12 Airbus Defence and Space GmbH Aufnahmebehälter und verfahren zur additiven fertigung eines aufnahmebehälters
IT201600124372A1 (it) * 2016-12-07 2018-06-07 Dws Srl Macchina stereolitografica con gruppo ottico perfezionato
CN107415217B (zh) * 2017-04-28 2019-07-23 西安理工大学 一种带有自支撑结构的超静定固端梁架的设计方法
KR101956271B1 (ko) * 2017-06-26 2019-03-08 호서대학교 산학협력단 트리형 서포트 및 그 최적화 설계 방법
WO2019017896A1 (en) * 2017-07-18 2019-01-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. ADDITIVE MANUFACTURING METHOD FOR CAMOUFLING PHYSICAL CHARACTERISTICS OF AN ARTICLE
CN107727189B (zh) * 2017-11-15 2020-01-14 珠海赛纳打印科技股份有限公司 结构体积的获取方法及装置、非暂态计算机可读存储介质及打印机
WO2020003312A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Stratasys Ltd. Structure supporting an object during additive manufacturing and method for forming
CN109263049B (zh) * 2018-10-31 2020-12-11 深圳市诺瓦机器人技术有限公司 一种自动添加连接杆的方法、装置和系统
US11511485B2 (en) * 2019-04-02 2022-11-29 Align Technology, Inc. 3D printed objects with selective overcure regions
JP7312063B2 (ja) * 2019-09-09 2023-07-20 株式会社東芝 三次元物体の製造方法及び三次元造形装置
JP2022057621A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 ブラザー工業株式会社 データ生成プログラム及び三次元造形システム
CN112743101B (zh) * 2020-12-29 2023-01-24 南京晨光集团有限责任公司 一种用于条状或片状结构件slm成形的开裂控制方法
CN112873835A (zh) * 2021-01-29 2021-06-01 优你造科技(北京)有限公司 一种3d打印支撑体加固方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0686480A2 (en) * 1988-04-18 1995-12-13 3D Systems, Inc. Stereolithographic supports
US5595703A (en) * 1994-03-10 1997-01-21 Materialise, Naamloze Vennootschap Method for supporting an object made by means of stereolithography or another rapid prototype production method
US20090072447A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-19 3D Systems, Inc. Region-Based Supports for Parts Produced by Solid Freeform Fabrication
US20100060643A1 (en) * 2008-09-08 2010-03-11 Kashyap Babu Rao Kolipaka Algorithm For Drawing Directed Acyclic Graphs
US20100228369A1 (en) * 2007-10-10 2010-09-09 Materialise Nv Method and apparatus for automatic support generation for an object made by means of a rapid prototype production method
CN103578096A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 上海澜晶数码科技有限公司 一种图像分割算法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5999184A (en) * 1990-10-30 1999-12-07 3D Systems, Inc. Simultaneous multiple layer curing in stereolithography
US6558606B1 (en) * 2000-01-28 2003-05-06 3D Systems, Inc. Stereolithographic process of making a three-dimensional object
ATE408850T1 (de) * 2001-04-10 2008-10-15 Harvard College Mikrolinse zur projektionslithographie und ihr herstellungsverfahren
US6907307B2 (en) * 2002-07-02 2005-06-14 3D Systems, Inc. Support volume calculation for a CAD model
US6984583B2 (en) * 2003-09-16 2006-01-10 Micron Technology, Inc. Stereolithographic method for forming insulative coatings for via holes in semiconductor devices
JP5127515B2 (ja) * 2008-03-12 2013-01-23 キヤノン株式会社 光学素子保持装置
EP2559533B1 (en) * 2008-09-26 2020-04-15 United Technologies Corporation Casting
DE102008051478A1 (de) * 2008-10-13 2010-06-02 Eos Gmbh Electro Optical Systems Rahmen für eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts mit einem solchen Rahmen
US8666142B2 (en) * 2008-11-18 2014-03-04 Global Filtration Systems System and method for manufacturing
DE102010043166A1 (de) * 2010-10-29 2012-05-03 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung zur Behandlung von Pulver für eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
EP2690966B8 (en) * 2011-03-30 2023-11-08 Barry Callebaut AG Additive manufacturing system and method for printing customized chocolate confections
US8821781B2 (en) * 2011-06-23 2014-09-02 Disney Enterprises, Inc. Fabricating objects with integral and contoured rear projection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0686480A2 (en) * 1988-04-18 1995-12-13 3D Systems, Inc. Stereolithographic supports
US5595703A (en) * 1994-03-10 1997-01-21 Materialise, Naamloze Vennootschap Method for supporting an object made by means of stereolithography or another rapid prototype production method
US20090072447A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-19 3D Systems, Inc. Region-Based Supports for Parts Produced by Solid Freeform Fabrication
US20100228369A1 (en) * 2007-10-10 2010-09-09 Materialise Nv Method and apparatus for automatic support generation for an object made by means of a rapid prototype production method
US20100060643A1 (en) * 2008-09-08 2010-03-11 Kashyap Babu Rao Kolipaka Algorithm For Drawing Directed Acyclic Graphs
CN103578096A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 上海澜晶数码科技有限公司 一种图像分割算法

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