CN104401016A - 一种通过三维打印修复次品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过三维打印修复次品的方法，具体步骤如下：获得标准工件数据模型；对待修工件进行扫描，并根据扫描数据建立待修工件数据模型；将待修工件数据模型与标准工件数据模型进行分析对比，提取瑕疵区域；对瑕疵区域进行分析，计算出可将瑕疵区域从待修工件主体上分离的切割面；根据切割面切割待修工件；根据切割面和标准工件数据模型生成可修复待修工件主体的修补模型；根据修补模型生成分层图；以待修工件上的切割面为底面，根据分层图对待修工件主体进行打印修复。本发明提出的一种通过三维打印修复次品的方法，可通过表面切割和立体打印对工件进行精度修复。

Description

一种通过三维打印修复次品的方法
技术领域
本发明涉及立体打印技术领域，尤其涉及一种通过三维打印修复次品的方法。
背景技术
随着自动化技术的发展，工业生产等领域中工件的自动化流水线式生产方式越来越普遍，尤其是随着三维打印(立体打印)技术的出现，一些高精度的产品或工件也进入了自动化生产的行列。
自动化生产过程中，由于供料不畅、断电、短路或者控制不当等原因，造成产出的工件出现偏差，如残缺、冗余等情况是非常常见的。由于精度高的产品难以修复或者修复成本高，所以，目前对于精度要求高的产品生产过程中出现的瑕疵品，往往直接销毁回收原材料。如此一来，产品成型的工作完全放弃，而且还要增加额外的销毁成本，就单个工件而言，生产过程完全是时间、工艺和原材料的浪费。而且，越高精度产品，残缺品出现可能性越高，浪费越严重。
发明内容
基于背景技术出现的问题，本发明提供了一种通过三维打印修复次品的方法，可通过表面切割和立体打印对工件进行精度修复。
本发明提出的一种通过三维打印修复次品的方法，通过表面切割使次品工件的瑕疵区域规范化，并通过立体打印对切割区域进行修复，具体步骤如下：
获得标准工件数据模型；
对待修工件进行扫描，并根据扫描数据建立待修工件数据模型；
将待修工件数据模型与标准工件数据模型进行分析对比，提取瑕疵区域；
对瑕疵区域进行分析，计算出可将瑕疵区域从待修工件主体上分离的切割面；
根据切割面切割待修工件；
根据切割面和标准工件数据模型生成可修复待修工件主体的修补模型；
根据修补模型生成分层图；
以待修工件上的切割面为底面，根据分层图对待修工件主体进行打印修复。
优选地，瑕疵区域的计算方法为：首先计算标准工件数据模型表面覆盖点，生成目标点集合；然后计算待修工件数据模型表面覆盖点，生成工件点集合；最后，统计仅存在于工件点集合而不存在于目标点集合中的点，获得瑕疵点集合；根据瑕疵点集合获得瑕疵区域。
优选地，瑕疵区域包括一个或多个瑕疵面，每一个瑕疵面由多个相互连接的瑕疵点构成。
优选地，切割面的设计方法为：生成瑕疵面，然后在靠近待修工件中心的一侧计算瑕疵面的切面，并选择切面切割待修工件后形成截面面积最小的切面作为切割面。
本发明提供的通过三维打印修复次品的方法利用立体打印技术对待修工件进行修复，且修复目标以标准工件为模板。立体打印技术精度高，可实现工件的高精度修复。
本发明中，对工件进行立体打印修复前，先对待修工件进行切割，将瑕疵部位切除，如此，不仅可修复残缺部件，也可以修复工件的冗余部分。
本发明中，可对待修工件瑕疵部位进行切割，为按照预设模式进行统一修补奠定基础，有利于将进行修复的打印步骤流水线化，从而提高打印修补的速度。
附图说明
图1为本发明提出的一种通过三维打印修复次品的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出的一种通过三维打印修复次品的方法，通过表面切割使次品工件的瑕疵区域规范化，并通过立体打印对切割区域进行修复。
本方法具体步骤如下：
S1、获得标准工件数据模型。
修复的最终目标便是将次品修复成标准工件，所以标准工件数据模型的正确时修复工作成功完成的基础。
S2、对待修工件进行扫描，并根据扫描数据建立待修工件数据模型。
S3、将待修工件数据模型与标准工件数据模型进行分析对比，提取瑕疵区域。
瑕疵区域的提取既是确定需要修补的区域。
步骤S3中，瑕疵区域的计算方法为：首先计算标准工件数据模型表面覆盖点，生成目标点集合；然后计算待修工件数据模型表面覆盖点，生成工件点集合；最后，统计仅存在于工件点集合而不存在于目标点集合中的点，获得瑕疵点集合；根据瑕疵点集合获得瑕疵区域。
由于待修工件可能具有一个或多个不连通的不合格部位，这些部位的表面与标准工件相对应的部位表面状态不同。本实施方式中，将待修工件不合格部位的表面称为瑕疵面，即瑕疵区域包括一个或多个瑕疵面，每一个瑕疵面由多个相互连接的瑕疵点构成。
步骤S3中，瑕疵面的计算覆盖了待修工件的整个表面，可保证待修工件不合格部位提取的完整性，为待修工件修复为标准工件提供保障。
S4、对瑕疵区域进行分析，计算出可将瑕疵区域从待修工件主体上分离的切割面。
该步骤中，切割面的设计方法为：生成瑕疵面，然后在靠近待修工件中心的一侧计算瑕疵面的切面，并选择切面切割待修工件后形成截面面积最小的切面作为切割面。
该步骤中，切割面与瑕疵面相切，如此可保证瑕疵点的全部切除，而切割面切割待修工件的截面面积最小，可保证最大程度保存工件主体，减少修复工作量。
S5、根据切割面切割待修工件。
S6、根据切割面和标准工件数据模型生成可修复待修工件主体的修补模型。
步骤S6中，修补模型以切割面为底面。
步骤S6中生成的修补模型与步骤S5中经切割的待修工件可组合成标准工件。
S7、根据修补模型生成分层图。
该步骤中，分层图的生成为修补模型的立体打印奠定基础。
S8、以待修工件上的切割面为底面，根据分层图对待修工件主体进行打印修复。
该步骤实际上是以切割面为底面，在待修工件上打印修补模型，从而得到标准模型。
本实施方式中，对待修工件进行面切割，为立体打印提供了方便。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种通过三维打印修复次品的方法，其特征在于，通过表面切割使次品工件的瑕疵区域规范化，并通过立体打印对切割区域进行修复；具体步骤如下：
获得标准工件数据模型；
对待修工件进行扫描，并根据扫描数据建立待修工件数据模型；
将待修工件数据模型与标准工件数据模型进行分析对比，提取瑕疵区域；
对瑕疵区域进行分析，计算出可将瑕疵区域从待修工件主体上分离的切割面；
根据切割面切割待修工件；
根据切割面和标准工件数据模型生成可修复待修工件主体的修补模型；
根据修补模型生成分层图；
以待修工件上的切割面为底面，根据分层图对待修工件主体进行打印修复。
2.如权利要求1所述的通过三维打印修复次品的方法，其特征在于，瑕疵区域的计算方法为：首先计算标准工件数据模型表面覆盖点，生成目标点集合；然后计算待修工件数据模型表面覆盖点，生成工件点集合；最后，统计仅存在于工件点集合而不存在于目标点集合中的点，获得瑕疵点集合；根据瑕疵点集合获得瑕疵区域。
3.如权利要求2所述的通过三维打印修复次品的方法，其特征在于，瑕疵区域包括一个或多个瑕疵面，每一个瑕疵面由多个相互连接的瑕疵点构成。
4.如权利要求3所述的通过三维打印修复次品的方法，其特征在于，切割面的设计方法为：生成瑕疵面，然后在靠近待修工件中心的一侧计算瑕疵面的切面，并选择切面切割待修工件后形成截面面积最小的切面作为切割面。
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