CN104708826B - 一种立体列印机的动态列印方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体列印机的动态列印方法及系统，本发明实施例将立体列印对象的模型进行多层切片，分别对每层切片设置对应的列印命令后，并根据对应的列印命令依次列印每层切片，得到最终的立体列印对象。由于本发明实施例是以每层切片为单位，设置对应的列印命令，所以对于后续尚未列印的切片，可以通过修改或编辑对应的列印命令，达到该切片结构的实时修改，从而在列印过程中方便且快速地修改立体列印对象，达到列印过程中动态编辑列印对象模型的技术效果,在提高列印速度和质量的同时，提升了用户的体验感。

Description

一种立体列印机的动态列印方法及系统

技术领域

本发明涉及列印技术，特别涉及一种立体列印机的动态列印方法及系统。

背景技术

立体列印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中立体列印对象是立体列印机通过连续的物理层创建出来的。立体列印机相对于其他的添加剂制造技术而言，具有速度快，价格便宜，高易用性等优点。立体列印机是可以列印出真实立体物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料生成立体列印对象，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为立体列印机是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨列印机的工作原理十分相似。

目前，立体列印机在进行立体列印对象的列印时，首先，获取到立体列印对象的模型数据信息；然后，根据立体列印对象的模型数据信息，采用预先设置的通用列印参数信息，进行立体列印；最后，得到立体列印对象。

采用立体列印机列印立体列印对象时，用户除了对立体列印对象的材料及列印质量有要求以外，普遍关注的问题之一就是列印速度。因为受到列印精度要求，在不增加立体列印机的列印喷头或列印算法不大幅改进的情况下，列印速度很难有质的飞跃。一件立体列印对象的模型实现到实物的立体列印对象少则几个小时，多则十几或几十个小时。所以一旦制作或选定好列印目标，即构建好立体列印对象的模型，用户只能等待完成对应的实物的立体列印对象。也就是说，即使列印速度很慢，但是一旦开始列印就无法调整立体列印对象的模型数据信息，从而无法修改最终得到的立体列印对象。这时，就需要停止列印后，重新构建体列印对象的模型后，再重新列印，才能修改最终得到的立体列印对象，这会使得在列印过程中修改立体列印对象费时费力，操作复杂，且使得列印速度进一步降低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种立体列印机的列印方法，该方法能够方便且快速地在列印过程中实时修改立体列印对象，提高列印速度。

本发明实施例还提供一种立体列印机的列印系统，该系统能够方便且快速地在列印过程中实时修改立体列印对象，提高列印速度。

根据上述目的，本发明是这样实现的：

一种立体列印机的动态列印方法，该方法包括：

对立体列印对象模型进行切片，得到各层立体列印对象模型的切片；

根据所述列印的进度，对各层切片进行实时状态设置并提示，状态包括分为已列印状态、即将和正在列印状态、以及可编辑状态；

当切片状态为可编辑状态时，对该层切片进行结构编辑后，得到编辑后的该层切片；

对得到的编辑后的该层切片设置对应的列印命令，更新编辑前的该层切片设置的对应的列印命令；

根据对应的列印命令依次列印各层切片，得到立体列印对象。

所述各层切片厚度为立体列印机列印精度。

在所述根据对应的列印命令依次列印各层切片之前，该方法还包括：

将所设置对应的列印命令转换为机器码，按照各层顺序，分批传输后，执行所述列印步骤。

所述机器码可以以文本存储或二进制方式存储。

在所述更新编辑前的该层切片设置的对应的列印命令之后，在所述列印之前，该方法还包括：

根据编辑后的该层切片的结构，确定满足设置的结构外部支撑判断条件，如果是，则增加外部支撑，如果否，则不增加。

一种立体列印机的动态列印系统，该系统包括：载入单元、切片处理单元、编辑单元、命令生成单元及列印单元，其中，

载入单元，用于载入立体列印对象模型；

切片处理单元，用于将立体列印对象模型进行切片，得到各层立体列印对象模型的切片；根据列印单元的列印进度，对各层切片进行实时状态设置并提示，状态包括分为已列印状态、即将和正在列印状态、以及可编辑状态；

编辑单元，用于当切片状态为可编辑状态时，对该层切片进行结构编辑后，得到编辑后的该层切片；

命令生成单元，用于对得到的编辑后的该层切片设置对应的列印命令，更新编辑前的该层切片设置的对应的列印命令；

列印单元，用于根据对应的列印命令依次列印各层切片后，得到最终的立体列印对象。

所述切片处理单元，还用于各层切片厚度为立体列印机列印精度。

所述命令生成单元，还用于将所设置对应的列印命令转换为机器码，按照各层顺序，分批传输给列印单元。

还包括外部支撑设置单元，用于根据编辑后的该层切片的结构，确定满足设置的结构外部支撑判断条件，如果是，则增加外部支撑，如果否，则不增加。

所述机器码可以以文本存储或二进制方式存储。

由上述方案可以看出，本发明实施例提供的列印方法及系统，将立体列印对象的模型进行多层切片，分别对每层切片设置对应的列印命令后，并根据对应的列印命令依次列印每层切片，得到最终的立体列印对象。由于本发明实施例是以每层切片为单位，设置对应的列印命令，所以对于后续尚未列印的切片，可以通过修改或编辑对应的列印命令，达到该切片结构的实时修改，从而在列印过程中方便且快速地修改立体列印对象，达到列印过程中动态编辑列印对象模型的技术效果，在提高列印速度和质量的同时，提升了用户的体验感。

附图说明

图1为本发明实施例提供的立体列印机的动态列印方法流程图；

图2为本发明实施例提供的切片的动态列印状态转换示意图；

图3为本发明实施例提供的立体列印对象模型中各层的切片列印状态实时显示示意图；

图4为本发明实施例中经过修改各层切片，最终得到的立体列印对象示意图；

图5为本发明实施例提供的列印编辑后的各层切面时进行外部支撑的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的立体列印机的动态列印系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例为了方便且快速地在列印过程中实时修改立体列印对象，将立体列印对象的模型进行多层切片，分别对每层切片设置对应的列印命令后，并根据对应的列印命令依次列印每层切片，得到最终的立体列印对象。

由于本发明实施例是以每层切片为单位，设置对应的列印命令，所以对于后续尚未列印的切片，可以通过修改或编辑对应的列印命令，达到该切片结构的实时修改，从而在列印过程中方便且快速地修改立体列印对象，达到列印过程中动态编辑列印对象模型的技术效果,在提高列印速度和质量的同时，提升了用户的体验感。

在本发明实施例中，立体列印机系统基本由软体部分、电子部分及机械部分组成。其中，软体部分，将立体列印对象的模型切割为多层切片，切割的多层切片厚度为立体列印机列印精度，然后分别对每层切片设置对应的列印命令，该列印命令实际上为空间坐标列印命令；机械部分，执行每层切片的空间坐标列印命令生成的机器码，即该机械部分是执行空间坐标列印命令对应的机械码的定位部分，由诸如电机的动力系统、支架、同步轮、传送带、热床、喷头、进料系统及行走系统等组成的XYZ空间轴，根据空间坐标列印命令进行定位；电子部分，作为软体部分及机械部分的桥梁，主要用于对空间坐标列印命令进行缓存，且生成机械部分可以执行的机械码，如图形编码(GCode)给机械部分执行，对机械部分的动力系统进行控制，对机械部分的温度进行控制等等。

图1为本发明实施例提供的立体列印机的动态列印方法流程图，其具体步骤为：

步骤101、载入或创建立体列印对象模型；

步骤102、将立体列印对象模型进行切片，得到各层立体列印对象模型的切片；

在该步骤中，还包括：根据所述列印的进度，对各层切片进行实时状态设置并提示，状态包括分为已列印状态、即将和正在列印状态、以及可编辑状态；

当切片状态为可编辑状态时，对该层切片进行结构编辑后，得到编辑后的该层切片；

在本步骤中，每层切片厚度为立体列印机列印精度；

步骤103、分别对各层切片设置对应的列印命令；

在该步骤中，具体为：对得到的编辑后的该层切片设置对应的列印命令，更新编辑前的该层切片设置的对应的列印命令；

在该步骤中，将所设置对应的列印命令转换为机器码，然后按照切片顺序，分批传输给列印打印机的机械部分，进行列印处理。

步骤104、根据对应的列印命令依次列印各层切片后，得到最终的立体列印对象。

从图1可以看出，本发明实施例采用分层技术来对立体列印对象模型进行切片处理，后续列印时采用的列印命令对应的机器码也是采用切片进行分组，切片厚度是以立体列印机列印精度为单位的。在转换机器码及后续根据机器码进行列印的进度都是以切片的厚度为单位的，从而可以实现分层的管理列印机制，为动态实时编辑立体列印对象模型的实现提供基础。在这里，立体列印对象模型的分层切片定义包括切片的空间位置信息，在转换时是以各层切片为单位进行分组，将列印命令转换为机器码，从而建立切片与列印命令及后续的机器码之间的对应关系，其中，所述机器码可以以文本存储或二进制方式存储。

本发明实施例在对机器码进行管理时，是根据列印顺序按照各层切片为单位进行状态分类管理，将立体列印对象模型的各层切片分为已列印状态、即将和正在列印状态、以及可编辑状态，状态划分包含但不限于上述几种状态类型。在列印过程中，根据实时处理的进度，切片的列印状态会实时发生更改，如图2所示，图2为本发明实施例提供的切片的动态列印状态转换示意图。

在本发明实施例中，还包括：分别对每层切片设置对应的列印状态，该列印状态根据立体列印对象模型的列印进度，实时更新。将每层切片所设置的列印状态进行提示，从而提醒用户立体列印对象中的那一层可以被重新编辑或修改。

举一个具体例子说明，如图3所示，图3为本发明实施例提供的立体列印对象模型中各层的切片列印状态实时显示示意图，如图所示，划定列印状态线，采用不同的颜色进行标识，其中灰色填充的区域为可编辑状态下的各层切片；黑色填充的区域为即将和正在列印状态的各层切片，处于正在冻结状态，一般不允许编辑；白色填充的区域为已列印状态的各层切片，处于无法编辑状态。

这样，根据图3所示，用户就可以动态编辑白色填充的区域中的各层切片，从而可以将最终列印出的立体列印对象如图4所示，图4为本发明实施例中经过修改各层切片，最终得到的立体列印对象示意图。

在本发明实施例中，在列印过程中动态编辑的可编辑状态下的各层切片后，再为编辑后的各层切片生成列印命令，转换为机器码后传输给立体列印机进行列印，机器码可以以文本存储或二进制方式存储。在立体列印机进行编辑后的各层切片的列印时，本发明实施例还包括：根据编辑后的各层切片的结构，确定是否需要外部支撑处理，如果是，则增加外部支撑后，再进行列印，如果否，则直接列印。

在这里，立体列印机会预设结构外部支撑判断条件，比如，条件可以设置为结构为水平方向且尺寸达到设定值时则需要外部支撑及外部支撑为垂直结构且在列印结构的下方，或者外部支撑为斜面结构且在列印结构的下方。这样，就可以确定编辑后的各层切片的结构是否满足预设结构外部支撑判断条件，如果是，就需要进行外部支撑处理，否则，就不需要。

举一个例子说明，如图5所示，图5为本发明实施例提供的列印编辑后的各层切面时进行外部支撑的结构示意图，左边图中的白色方框1是列印原立体列印对象模型时具有的外部支撑，如果此时编辑了后续的切片结构，则需要额外的外部支撑结构才可以，所以根据预设结构外部支撑判断条件，确定增加白色方框2和白色方框3的外部支撑结构；右边图中的白色方框3采用在白色方框1的基础上的斜面外部支撑结构。在使用时，采用左边图中的支撑结构或右边图中的支撑结构都可以。

图6为本发明实施例提供的立体列印机的动态列印系统结构示意图，包括：载入单元、切片处理单元、编辑单元、命令生成单元及列印单元，其中，

载入单元，用于载入立体列印对象模型；

切片处理单元，用于将立体列印对象模型进行切片，得到各层立体列印对象模型的切片；根据列印单元的列印进度，对各层切片进行实时状态设置并提示，状态包括分为已列印状态、即将和正在列印状态、以及可编辑状态；

编辑单元，用于当切片状态为可编辑状态时，对该层切片进行结构编辑后，得到编辑后的该层切片；

命令生成单元，用于对得到的编辑后的该层切片设置对应的列印命令，更新编辑前的该层切片设置的对应的列印命令；

列印单元，用于根据对应的列印命令依次列印各层切片后，得到最终的立体列印对象。

在该结构中，切片处理单元，还用于各层切片厚度为立体列印机列印精度。

在该结构中，命令生成单元，还用于将所设置对应的列印命令转换为机器码，按照各层顺序，分批传输给列印单元。

在该结构中，还包括外部支撑设置单元，用于根据编辑后的该层切片的结构，确定满足设置的结构外部支撑判断条件，如果是，则增加外部支撑，如果否，则不增加。

以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立体列印机的动态列印方法，其特征在于，该方法包括：

对立体列印对象模型进行切片，得到各层立体列印对象模型的切片；

根据所述列印的进度，对各层切片进行实时状态设置并提示，状态包括分为已列印状态、即将和正在列印状态、以及可编辑状态；

当切片状态为可编辑状态时，对该层切片进行结构编辑后，得到编辑后的该层切片；

对得到的编辑后的该层切片设置对应的列印命令，更新编辑前的该层切片设置的对应的列印命令；

根据对应的列印命令依次列印各层切片，得到立体列印对象。

2.如权利要求1所述的动态列印方法，其特征在于，所述各层切片厚度为立体列印机列印精度。

3.如权利要求1所述的动态列印方法，其特征在于，在所述根据对应的列印命令依次列印各层切片之前，该方法还包括：

将所设置对应的列印命令转换为机器码，按照各层顺序，分批传输后，执行所述列印步骤。

4.如权利要求3所述的动态列印方法，其特征在于，所述机器码以文本存储或二进制方式存储。

5.如权利要求1所述的动态列印方法，其特征在于，在所述更新编辑前的该层切片设置的对应的列印命令之后，在所述列印之前，该方法还包括：

根据编辑后的该层切片的结构，确定满足设置的结构外部支撑判断条件，如果是，则增加外部支撑，如果否，则不增加。

6.一种立体列印机的动态列印系统，其特征在于，该系统包括：载入单元、切片处理单元、编辑单元、命令生成单元及列印单元，其中，

载入单元，用于载入立体列印对象模型；

切片处理单元，用于将立体列印对象模型进行切片，得到各层立体列印对象模型的切片；根据列印单元的列印进度，对各层切片进行实时状态设置并提示，状态包括分为已列印状态、即将和正在列印状态、以及可编辑状态；

编辑单元，用于当切片状态为可编辑状态时，对该层切片进行结构编辑后，得到编辑后的该层切片；

命令生成单元，用于对得到的编辑后的该层切片设置对应的列印命令，更新编辑前的该层切片设置的对应的列印命令；

列印单元，用于根据对应的列印命令依次列印各层切片后，得到最终的立体列印对象。

7.如权利要求6所述的动态列印系统，其特征在于，所述切片处理单元，还用于各层切片厚度为立体列印机列印精度。

8.如权利要求6所述的动态列印系统，其特征在于，所述命令生成单元，还用于将所设置对应的列印命令转换为机器码，按照各层顺序，分批传输给列印单元。

9.如权利要求6所述的动态列印系统，其特征在于，还包括外部支撑设置单元，用于根据编辑后的该层切片的结构，确定满足设置的结构外部支撑判断条件，如果是，则增加外部支撑，如果否，则不增加。

10.如权利要求8所述的列印系统，其特征在于，所述机器码以文本存储或二进制方式存储。