CN105518613A

CN105518613A - 使用分段或聚集优化3d打印

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Publication number: CN105518613A
Application number: CN201480046519.1A
Authority: CN
Inventors: D·A·巴特勒; N·韦拉; J·W·斯科特; S·E·霍奇斯
Original assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2034-08-19
Also published as: WO2015026749A1; EP3036618A1; US20150057784A1; EP3036618B1; KR102272769B1; KR20160045707A; CN105518613B; US9636871B2

Abstract

通过分段输入作业和/或将输入作业的各部分组合在一起可以优化3D打印。在一个实施例中，接收与每个输入作业相关联的用户定义的度量，并且将其与所使用的3D打印机的打印信封和其他特性一起用于调度输入作业以优化3D打印进程的等待时间和/或吞吐量。在各种实施例中，所述调度可以包括将一个3D对象划分成许多部分，并随后单独调度这些部分和/或组合要在同一3D打印机上同时被打印的各种输入作业的3D对象或3D对象的各部分。在各种实施例中，当接收到新的输入作业并在打印期间做出改变时就重复所述调度。在各种实施例中，用户可以提交已经在正在被打印的进程中的输入作业的经更新的版本。

Description

使用分段或聚集优化3D打印

背景

3维(3D)打印提供了一种快速生产原型设备的方式，并且存在可以使用的许多不同3D打印技术，包括光固化立体造型术、选择性激光烧结术以及熔丝制造(FFF)，熔丝制造也被称为熔融沉积造型术(FDM)。虽然，使用3D打印的原型制造与传统的诸如注塑成型的技术相比是快捷的，但是它还是可能花费许多小时，这取决于对象的尺寸，并且可以被成形的原型的最大尺寸受限于3D打印机的打印信封(或托盘尺寸)。

以下描述的各实施例不限于解决已知3D打印系统的缺点中的任一个或全部的实现。

概述

下面呈现了本发明的简要概述，以便向读者提供基本理解。本概述不是本公开的穷尽概览，并且不标识本发明的关键/重要元素或描述本说明书的范围。其唯一的目的是以简化形式呈现此处所公开的精选概念，作为稍后呈现的更详细的描述的序言。

通过将输入作业分段和/或将输入作业的各部分组合在一起可以优化3D打印。在一个实施例中，接收与每个输入作业相关联的用户定义的度量，并且将其与所使用的3D打印机的打印信封(printingenvelope)和其他特性一起用于调度输入作业以优化3D打印进程的等待时间和/或吞吐量。在各种实施例中，所述调度可以包括将一个3D对象划分成许多部分，并随后单独调度这些部分和/或组合要在同一3D打印机上同时被打印的各种输入作业的3D对象或3D对象的各部分。在各种实施例中，当接收到新的输入作业并在打印期间做出改变时就重复所述调度。在各种实施例中，用户可以提交已经在正在被打印的进程中的输入作业的经更新的版本。

通过结合附图参考以下详细描述，可易于领会并更好地理解许多附带特征。

附图简述

根据附图阅读以下具体实施方式，将更好地理解本发明，在附图中：

图1是示例3D打印系统的的示意图；

图2是控制一个3D打印机或多个3D打印机的改进方法的流程图；

图3示出一个3D对象的许多示意图，该3D对象被分段成子对象并被重新安排以供打印；

图4是自动调度3D打印以优化等待时间和/或吞吐量的示例方法的流程图；

图5示出一个3D对象的许多示意图，该3D对象被分段成子对象并被重新安排以供打印；

图6示出了正被组合并被重新安排以供打印的许多3D对象；

图7示出涉及重复调度以优化3D打印系统的等待时间和/或吞吐量的两个示例时间线；

图8是控制一个3D打印机或多个3D打印机的另一个改进方法的流程图；以及

图9是控制一个3D打印机或多个3D打印机的进一步改进的方法的流程图。

在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。

详细描述

下面结合附图提供的详细描述旨在作为本发明示例的描述，并不旨在表示可以构建或使用本发明示例的唯一形式。本描述阐述了本发明示例的功能，以及用于构建和操作本发明示例的步骤的序列。然而，可以通过不同的示例来实现相同或等效功能和序列。

如上所述，虽然，3D打印提供一种与传统技术相比生成3D构造物的快速方法，但是取决于构造物的尺寸，它还是可能花费许多小时来创建该构造物。这限制了在提交了作业给3D打印机之后发现他们需要加急创建一个小部分的用户的灵活性，并且虽然该小部分可能仅需要花费10分钟来打印，但在可以开始该加急任务之前他们必须一直等到最初的作业已经完成(例如，等数小时)。类似地，如果用户意识到在已经被提交的作业中存在一个差错，对于现有的3D打印系统，他们必须取消作业并再次开始该打印进程或者在他们可以重新提交经更正的作业之前一直等待直到该作业被完成。这浪费了时间和资源(例如在打印最初的不正确的作业中已经使用的材料)两者。

图1是示例3D打印系统100的示意图，并且图2是控制为用户(即提交3D打印的打印作业的那些人)提供附加灵活性的一个3D打印机(或多个3D打印机)的改进方法的流程图。如下更加详细地描述，所述方法基于所述一个或多个打印机的打印信封和其他特性并且另外基于用户定义的度量来优化等待时间和/或吞吐量。存在通过所述方法和示例可自动优化等待时间和/或吞吐量的许多不同的方式，包括但不限于：

●将一个作业划分成多个部分，这些部分可以在单个3D打印机上或在超过一个的3D打印机上被并行打印；

●结合被打印的部分使用预打印或预成形块来完成作业；

●在单个打印信封内(即在单个3D打印机的打印托盘内)组合多个作业；

●重新定向所述对象；

·允许作业在进行时被添加(即在现有的单独的作业正被打印的同时)，这样，不同的对象可以在托盘上的不同垂直高度处开始；

·允许在打印期间修改或取消作业；

·允许在打印期间移除作业；以及

●允许打印在对象的整个3D设计已经被完成之前开始。

所述方法可以包括这些特征之一或这些特征的两个或更多特征的任意组合和/或可以包括上面没有被列出的附加特征。例如，第一作业可以被分段，并且随后在3D打印机的单个打印信封内该第一作业的一个部分可以与第二作业相组合(例如第一作业的其他部分要么正在另一个3D打印机上被打印，要么在同一3D打印机上但在对所述第一作业的该部分和完整的第二作业的聚集的打印之后被打印)。当超过一个作业或一个作业的一部分在同一打印机的同一打印信封内同时被打印时，成形的这两个对象可以由支撑材料(或筏)相连接，这样，它们在打印之后可以被分开。支撑材料可以，例如，是在水、氢氧化钾或其他液体中可溶解的，或者以任意其他方式可移除的(例如通过烘烤或照射所述各部分以引起支撑材料分解)。如下详细描述地，在一些示例中，可能在已经完成打印之前分开或移除一个部分。

在优化中使用的一个或多个打印机的其他特性可以包括3D打印机的任何特性(例如打印特性或其他特性)。这些特性可以，例如，包括以下的一项或多项：

●使用的打印技术；

●分辨率(针对不同的轴可能是不同的)；

●速度(再次针对不同的轴可能是不同的)；

●成本(例如模型材料和/或支撑材料的成本或由第三方收费的打印机的使用成本)；

●打印机的当前配置和状态(如下详细描述的)；

●打印机的物理位置(例如附近的打印机是优选的)；以及

·材料(例如不同的打印机可以打印不同的模型材料或使用不同的支撑材料，其中这些不同的材料可以具有不同的属性，例如不同的机械属性、不同的颜色等)。

在打印机的当前配置和状态是所使用的特性之一时，存在要被考虑的一个或多个不同方面，并且示例包括：

·在下次可使用之前打印机是否需要维护；

·装载的特定模型/支撑材料盒以及更换该盒所花费的时间、需要的人力和(由于在更换盒时导致的可能会很高的某种浪费的)货币成本也是考虑因素；

·在盒中的剩余材料水平，例如小型打印可以完成但较大型打印可能没有足够的模型或支撑材料。

·打印机的垃圾桶有多满，以至于再次的大型打印可能耗尽垃圾桶(或打印机的任意其他容量/时间限制元素)中的空间。

·打印机或打印机部件的寿命，其可以意味着虽然它还可以打印，但是其输出与另一个别的同等打印机相比较差/较不可靠，因此，它可以被用于更多的“草稿”版本，而另一个打印机可以被用于“最终”版本，或者这两个打印机可以被用于一个拼合模型，但将较高分辨率的部分发送给更好的打印机。

当执行优化/调度操作时，可以考虑将来的作业(例如如果你具有安装在打印机中的材料A以及使用A(较不紧急)和B(较为紧急)的两个打印，不过B由于变更材料的开销很高而被延迟)。在另一个示例中，短打印可以首先被调度在办公时间内完成，这样技术人员可以取回它并允许整晚运行一个大型打印。或者，可以查看技术人员/用户日历以便如果他们例如在3pm-4pm有会议，打印机就尝试在该时间段不完成任何事情。

如上所述，等待时间和/或吞吐量可以通过在此所述的方法被优化。在第一个示例场景中，其中要打印两个对象，一个对象可以在另一个的顶部打印，使得可以以直到这两个对象都已经顺序被打印完毕时才能获得它们为代价(等待时间的增加)来实现更快的经组合的打印(吞吐量增加)，尽管如果在已经完成第二部分之前可能移除第一部分，但对等待时间可能没有影响。在第二个示例场景中，其中一个对象被添加到另一个打印(其已经开始打印)，由于这两个对象的组合与如果打印机在两个对象之间停歇(并且可能被清空和清扫)相比被更加快速地完成，因此增加了吞吐量；然而，第一对象的等待时间可能增加(如果直到第二对象完成才能获得它的话)，同时第二对象的等待时间减少。

被取消的作业可以允许建立刷新基底/筏(freshbase/raft)，在其上可以在无需移除托盘和/或完成清洁的情况下打印新对象。

图1示出的3D打印系统100包括连接到一个或多个3D打印机104的计算设备102。计算设备102可以与3D打印机104位于同处，这样在计算设备102和3D打印机104之间可以存在直接连接(有线或无线)，或者替换地计算设备102可以通过网络被连接到3D打印机。当计算设备102没有与3D打印机104位于同处时，它们可以通过例如因特网或在家庭或企业内的网络之类的网络相连接。应该理解，在一些示例系统中，存在与计算设备102位于同处的一些3D打印机，以及远离计算设备102的其他3D打印机。

在该示例中，计算设备102具有分开的显示器106和用户输入设备108(例如鼠标和键盘)，但在其他示例中，显示器106和/或用户输入设备108可以被集成到计算设备102(例如当计算设备102是膝上计算机或平板计算机时)，如由虚轮廓线110所指示的。在又一个示例中，计算设备102可以被用作打印机服务器(并且因此可以不具有相连的显示器106和用户输入设备108)，并且用户可以改为通过分开的计算设备130提交打印作业或以其他方式与打印机服务器交互，该分开的计算设备130通过网络连接到打印机服务器(计算设备102)，并且可以被认为是系统100的或系统100外部的部件。在一个示例中，打印系统100可以为通过打印机服务器访问3D打印服务的远程用户提供该服务，并且所打印的部分可以随后被递送给该用户(例如通过信使或邮政服务)。而且，尽管计算设备102被示为与3D打印机104分开，但在一些示例中，计算设备102可以集成在3D打印机104中以形成单个单元(如由虚轮廓线111所示)，例如3D打印机104可以整合作为打印机服务器的计算设备102。在其他示例中，作为打印机服务器的计算设备102可以远离用户计算设备130和3D打印机104这两者(例如其可以是基于云的服务器)。在一个示例中，打印机可以为用户提供使用他们自己的3D打印机的增强的3D打印能力(具体而言增强的调度能力)(例如计算机设备130和3D打印机104可以位于同处而作为打印机服务器的计算机设备102可以位于远处)。

可以在图1示出的系统100中实现用于控制在图2中示出的一个或多个3D打印机的改进方法，并且具体而言，该方法通过计算设备102(例如通过3D打印模块112)来实现。如图2所示，接收一个输入作业(框202)。该输入作业包括描述要使用3D打印机(例如以3D模型形式)打印的3D对象。该输入作业可以例如包括CAD软件输出的文件(例如.STL文件、AMF(由ASTM(美国材料&试验协会)所定义的附加制造格式)文件等等)。3D模型可以已经由用户本地生成(例如在使用CAD软件114的计算设备102上)，或者(例如通过来自计算设备130的通信接口116)从外部源被接收(在框202)。

除了接收输入作业(在框202中)，还可以接收与输入作业相关联的用户定义的度量(框204)。该用户定义的度量可以采取任何形式，并且可以例如包括下述中的一个或多个项：

●与3D对象的生产相关联的优先级评级(例如以便用户可以指示所提交的作业的相对优先级)；

●在其中需要3D对象的时标；

·指示对象是否可被分段用于3D打印的参数(例如因此用户可以在某些情况中防止自动分段)；

·指示3D对象的设计还没有完成的参数；

·标识3D对象的哪些部分完成和哪些部分还未完成的参数(例如因此打印机可以定向该对象，以便完成的部分被先打印，以留给用户尽可能长的时间来编辑未完成部分)；

·将3D对象的一个部分标识为用户特别感兴趣的参数；

·指示3D对象的最大打印成本(例如依据所使用的模型和/或支撑材料的货币价值或用量)的参数；

·指示输入作业是先前提交的作业的经更新的版本(并且在一些示例中先前提交的作业是应该被取消还是继续)的参数；以及

·指示期望的分辨率、颜色和材料属性或这些属性的每个的范围或多个选项(在一些示例中，合适的材料的范围可以被指定以提高该对象可以在无需太多延迟的情况下被打印的可能性)的一个或多个参数。

虽然度量是用户定义的度量，但应该理解，在一些示例中，该度量可以由设计3D对象的同一用户定义，而在一些示例中，该度量可以由另一用户定义。虽然，每个输入作业有一个用户定义的度量，但在一些示例中，同一用户定义的度量可以与多个输入作业相关联。在一些示例中，可以有与单个作业相关联的多个用户定义的度量，并且它们在优化过程中都被使用。

基于(在框202-204中)接收到的输入，方法随后自动调度(在框202中接收的)输入作业。该调度是基于打印信封和一个或多个3D打印机的可用的其他特性，并且也基于(在框204接收到的)用户定义的度量，以便优化一个或多个3D打印机的等待时间和/或吞吐量(框206)。该调度操作(或阶段)也可被称为优化操作(或阶段)。在执行该优化(在框206中)中，可以考虑多个作业，并且这些作业可以全是新输入作业(即还没有开始打印的作业)或所述多个作业可以包括一个或多个新输入作业以及一个或多个现有作业(例如已经进行中(即已经由3D打印机打印)的作业)。如上所述，自动调度(在框206)可以包括下述中的一个或多个：划分和/或组合作业(框261)，重新定向对象(框262)以及更新现有对象(框263)，并且所有这些方面将在下面更加详细地描述。如下面更加详细地描述，在一些示例中，更新现有作业包括取消该现有作业。另外，或替代地，自动调度还可以包括创建在输入作业中描述的3D对象的部分的各变体，并且这将在下面参考图9更加详细地描述。

已经执行所述自动调度(在框206中)，将数据输出给一个或多个3D打印机(框208)。输出给一个或多个3D打印机(在框208)的数据可以仅包括(如在框206中所确定的)所调度的作业的一个部分的数据(例如在使用FFF/FDM时为少量水平片段的数据)，或整个所调度的一个或多个作业的数据。该数据可以具有与输入作业相同的格式，或针对数据要被发送到其的特定3D打印机被适当地格式化(例如为制造商专用格式或使用G-编码/G编程语言)。如上所述，计算设备102可以直接与3D打印机104对接或数据可以在网络(例如通过通信接口116)上被输出(在框208中)给3D打印机。

随后可以重复该方法(如由从框206到框202的箭头所示)，这样，例如在3D打印机正在运行(即正在进行打印)的同时，每次接收到新作业(在框202中)时或以某种其他间隔执行所述优化(在框206中)。应该理解，任何优化阶段都不必须导致对打印调度的改变，然而在一些示例中，它会导致改变。如果例如存在(如由用户定义的度量所指示的)优先级顺序的3个要被调度的作业，A、B和C，并且作业A正被打印，如果接收到新作业D，该作业有比作业B和C任一个更高的优先级(如由与该新作业相关联的用户定义的度量所指示的)，新作业D将被插入到调度中在较低优先级的作业B和C之上，即使作业D是在那些较低优先级作业之后被接收的。然而，如果新作业D既有高优先级又是小型的，可能在同一打印信封内(即在同一3D打印机上)同时打印当前作业(作业A)和新作业(作业D)这两者，在这种情况下，自动调度器将确定这个情况并输出数据给3D打印机，该3D打印机首先创建开始面(通常是平筏，但是也可使用弯曲或其他非平面)，在其上与形成作业A的下一片段并行地形成作业D的(例如由支撑材料构成的)对象，并且随后在作业A的剩余部分并排形成作业D。

如上所述，优化等待时间和/或吞吐量的调度(在框206中)可以涉及将输入作业划分或分段成多个子作业(在框261中)，如在图3的示意图中所示。术语“子作业”在此被用于意指将创建对应于一个输入作业的3D对象的一个部分并且该部分将被称为“子对象”的3D打印作业。图3示出一个对象300，沿着虚线X-Y将其分段成三个子对象301-303，并且每个子对象对应于一个子作业(该子作业将形成特定的子对象)。应该理解对象300和子对象301-303都是3D对象并且它们在图3中以横截面示出。

例如，由于输入作业以单件打印时太大(例如它延伸到单个3D打印机的打印信封之外)、由于在不同的打印机上并行打印对象的各部分更加快速和/或由于对象的形状意味着将其作为一件打印远远慢于将其在多个子作业中打印，可以执行分段(在图2的框261中)。例如，在许多3D打印技术中，通过构建材料层来形成3D对象，并且这意味着可以存在与构建一个层相关联的固定(或最小)时间和随后的在可以形成下一层之前的延迟时间(例如在此期间在对象正被形成的阶段在移动)。这意味着在3D空间中可能存在一个轴，沿该轴(例如垂直方向)3D对象更加缓慢地形成。在一些3D打印机中，打印分辨率可以不在所有轴上相同，并且这样为了特征可以以所需分辨率被打印，3D对象可以被分段(和/或重新定向)。例如，如果在z(垂直)方向中的分辨率低于在x-y平面中的分辨率，如果需要可以分段和/或重新定向对象，以便在x-y平面中而非z方向中形成更高分辨率的特征。

参考回图3示出的示例对象300，如果该对象被划分成三个子对象301-303，可以在较小的整体体积(例如以更少的层)来3D打印它并且因此可以被更快速地打印。如在示例310中所示，控制软件调度第一、最大的子对象301随后是两个较小的子对象302-303并行(即同时)打印。所述对象可以用支撑材料层305间隔开。

存在通过其可以执行所述分段的许多不同的方法。在一个示例中，可以使用基于均匀分布质量创建在3D对象的各部分之间的划分面的算法(因此，每个子对象占据类似的原始材料量，而不管打印的形状)。另一个示例可以使用一种分段策略，该分段策略将对到较小子对象的分隔进行优化，以减少每个子对象的最大尺寸，这样它们将适配打印机的构建信封(buildenvelope)。另外的示例可以将高的对象切成厚的子片。一些对象划分策略可以分析大型对象的结构形态并选择划分点，所述划分点允许简单的重新接合/连接/组装或甚至要加入的附加的连接器机制(如下所述)，例如螺纹或衬垫/销子。使用有限元分析的优化可以被用于确保每个子对象是机械稳固且不会由于划分而被过度削弱。许多策略可以涉及机械/结构优化以避免不想要的制品，例如材料碎片等。应该理解，针对不同类型/形状的对象可以使用不同的分段方法，并且在一些示例中，可以使用方法的组合。

在一些示例中，可以在预打印的块中另外提供3D打印材料(即模型材料和/或支撑材料)，并且可以例如以不同大小来提供这些块。当这样的预打印块可用时，3D对象的分段(在图2的框261中)可以包括将对象分段成从这些预打印块中的一个或多个加上定制部分所构成的核(core)，所述定制部分是在3D打印机上打印的外壳。这可以参考在图3中示出的最终示例340(再次示出贯穿3D对象的横截面)来描述。分段过程可以使用上述的任何算法或策略，并且在一些示例中，分段考虑了完成的对象的强健性，这样，例如在另一个块的顶部不精确堆叠相同尺寸的预打印块，而是使用重叠的块。

在图3中的示例340中，3D对象341(对应于输入作业)被分段到从环绕其打印定制壳的模型材料的预打印块1形成的核中。在打印期间，打印机通过尺寸被定为容纳预打印块1的孔来形成定制壳，并且随后打印机在由箭头342所示的点处暂停以允许操作者在继续打印以完成对象341之前插入预打印块1(可以在该点处向操作者提供提示)。该示例还示出被用于在打印期间支撑对象341且特别是支撑突出区域344的支撑材料(被示为加阴影区域343)。该突出区域344要求打印大量的支撑材料，并且为了减少所需的支撑材料量，可以使用预打印块2。在该示例中，用尺寸被定为容纳块2的孔来打印支撑材料的壳，并且在由箭头345指示的点处暂停打印，以允许操作者将预打印块2插入到支撑材料中的所述孔中。

在图3中显示出并如上所述的示例中，预打印块没有被粘合到孔中。在一些示例中，孔被定尺寸为为块提供推适配或操作者可以施加某种粘合剂以保持块在适当的位置。当块被整体套印时(例如在这两个块的示例340中所示)，套印层将防止预打印块从孔掉出。应该理解，可以不需要将支撑材料的预打印块固定在适当的位置，因为仅在打印期间需要该块并且该块不形成完成的3D对象的部分。

在示例340中，这两个块被插入到孔中，这些孔具有与正被插入的块的高度相同的壁高。然而，在其他示例中，该孔可以仅具有短墙(或边缘)以提供插入块的定位机制(这减少了材料成本)，并且这可以，特别，被用于支撑材料的预打印块，其中所述块不形成完成的3D对象的部分。

虽然示例340示出模型材料的单个预打印块，块1，在其他示例中，可以使用多个预打印块形成3D对象，并且这些块可以具有相同尺寸或不同尺寸的。

在上述描述中，块1和2被描述为是预打印的且从模型材料(块1)或支撑材料(块2)中形成。然而，在其他示例中，块可以被描述为预形成且可以由任何合适的材料制成。例如，块2可以从玻璃而不是支撑材料中制成，这减少了所使用的支撑材料的用量，并且意味着该块是可重复使用的(即它不会被其他支撑材料343溶解/销毁，并且可以在其他对象的打印中被使用)。

当打印3D对象时如上所述的预打印或预形成的块的使用减少了整体打印时间并且因此可以增加吞吐量并减少等待时间。另外，它们的使用可以减少打印成本(例如在支撑块可以被重用的情况下或在与3D打印等价结构相比可以更加便宜地形成模型块的情况下)和/或改变所述对象的机械属性(例如块1可以具有蜂巢内部结构，与相同尺寸的固态打印块相比该结构减少了其质量但不会降低所生成的结构的强度)。

当使用预打印块时，这些块可以在它们没有正被使用时或与其他作业并行地(例如通过使用下述组合方法将块的打印与其他输入作业组合)由在3D打印系统中的打印机来打印。

当3D对象被分段成多个子对象时，子对象将需要顺序地被接合在一起(例如用胶水)以形成输入作业所需的完整的3D对象。这个组装可由用户手动执行。在一些示例中，如在图4中的示例流程图中所示，在分段(块402)之后，连接器或连接结构可以被自动(即无需用户干预)添加到3D对象(块404)，并在图3中示出两个示例。在示例320中，销子322被添加给两个较小的子对象302-303，其对应于将被添加到较大子对象301的设计中的凹穴324。一旦使用3D打印已经形成这三个子对象301-303，用户可以随后使用自动添加的连接器(在该示例中是销子和凹穴)将它们闭合在一起以形成完整的3D对象。作为被自动(无需任何用户输入或干预)添加的连接器的替代，可以在数据被输出给打印机之前，向用户提议对半自动或自动生成的选择进行定制、修改和检验。

应该理解，在示例320中示出的连接器具有相对简单的形式，并且在其他示例中，可以使用更加复杂的连接结构。例如，可以使用允许各部分被接合在一起并且后来不被(容易地)分开的机械和闭锁连接器。在另一个示例中，可以在一个子对象上打印螺纹，并在另一个子对象中形成对应的螺纹孔以允许这两个部分在打印后拧在一起。

对于复杂对象，从打印的子对象中组装完整对象的操作可能并不简单(特别是当用户可能没有意识到原始对象被如何分段时，例如在无需任何用户输入或可见性的情况下自动地执行该分段的情况下)。为了帮助组装操作，以及添加连接器或连接结构(在框404中)，可以将组装标签添加到所述部分上(框406)。这些组装标签可以以一旦已经组装了完整的对象它们是不可见的方式(例如在销子322的端部上和凹穴324内部的对应的字母或数字)来被添加，并且不妨碍组装进程。作为对组装标签的使用的替代，可以针对每个接合使用不同的连接器，这样子对象可以仅以一种方式被组装(例如通过针对每个连接使用不同形状的销子和凹穴)，即形成用户在输入作业中所请求的完整的3D对象。应该理解，即使连接结构没有被添加(例如图4中的框404被忽略)，还是可以添加组装标签以在组装3D对象中帮助用户(例如当将各部分粘合在一起时)。

虽然在图3中的示例310和320示出在同一3D打印机上正在打印三个单独的子对象301-303，应该理解在3D打印系统(例如图1中的系统100)包括超过一个的3D打印机的情况下，单独的子对象可以在不同的3D打印机上打印，如果这样优化了等待时间和/或吞吐量的话。

在图3中的最终示例330中，添加(在框404中)的连接结构是一片模型材料332，其用作在大型子对象301和较小子对象302-303之一之间的铰链。在该示例中，自动调度(在图2的框206中)还是导致由3D打印机形成的单个对象，但是该对象已经被折向下以优化3D打印进程，并且可以在打印后由用户折回来。所使用的铰链结构无需是真正的铰链，就是说它们无需能够被弯曲许多次，而是仅需要足够强健以从折叠位置弯曲到未折叠位置一次，或仅需足够强健以经受少量操作。当使用铰链结构时，可以将其与闭锁机制耦合以防止对3D对象的后续折叠。

除了打印标签以帮助组装之外或作为打印标签以帮助组装的替代，标签还可以出于其他目的被自动包括在打印作业中。例如，标签可以被添加到支撑材料中或单独的附加对象上以标记所打印的结构。这样的标签可以允许从3D打印机移除(或排除)所打印的结构，并随后接着放回到同一3D打印机或不同的3D打印机上。标签可以提供标志(例如基准标志)以对齐重新插入的托盘和/或标识该托盘。在一个示例场景中，可以从具有第一分辨率的第一3D打印机移除结构并将其插入到具有精细分辨率的第二3D打印机，以便可以在单个打印作业/对象内打印精细分辨率的结构。

在由于3D对象过于大而难以在单个3D打印机的打印信封内适配而执行分段(在框206、261或402中)的示例中，所得到的子对象可以在不同的3D打印机上被打印，并且随后被接合在一起(例如使用自动添加的连接器)。或者，所得到的子对象可以在同一单个3D打印机上被(例如顺序地)打印，并且随后被接合在一起(例如使用自动添加的连接器)和/或展开(例如在作为铰链的连接结构已经被自动添加的情况下)。图5示出大的结构500的示例，其被分段成由连接结构505相连的三个子对象501-503，以便它能够在打印信封507内适配。结构500在折叠位置中通过使用支撑材料509来支撑折叠端部来被打印。虽然未在图5中示出，但可以将闭锁机制添加到子对象以防止一旦结构已经展开以形成想要的3D对象(即在原始输入作业中描述的3D对象)后该结构再次被折叠起来。

在图5中的第二示例520中，示出在两个部分522、524中正被形成的长杆。连接部分已经被添加到端部526，在那杆已经被拆分并且在这两个部分之间提供了连接元件528。该连接元件528可以由与杆相同的材料形成并在制造后进行后期拉紧以将这两个部分522、524固定在一起。或者，如果连接元件528被预先拉紧形成，在制造后，可以通过拉伸连接元件528并将连接部分接合在一起来将这两个部分522、524接合在一起。一般被连接，连接元件528中的拉力(无论如何实现该拉力)防止了或至少抑制了这两个部分再次被分开。

应该理解，虽然在不同的3D打印机上并行制造子对象501-503可能更快，但可能仅有一个3D打印机可用或可能存在为何可以使用单个打印机的其他理由，例如用户偏好(如在用户定义的度量中所示)、所得到的3D对象的强健性(例如取决于铰链特征的强度)、可重复性(例如在同一打印机上打印这两个部分可能使得各部分不能适配在一起的概率最小化，这归因于不同的打印机上的容差各不相同)、材料的颜色匹配、保持其他打印机空闲以便新的作业可以以低等待时间开始，等等。

除了为了改善等待时间和/或吞吐量来折叠对象之外，还存在为何3D对象的部分在与其在对象内的最终位置有偏移的位置中被打印的其他原因。在一个示例中，3D对象的在其最终位置被要求向结构的另一个部分施加压力的一个部分可以在偏移位置中被打印，并随后在后期打印操作时在适当位置被闭合(例如在新的位置使用机械和闭锁连接被固定)。

图3-5示出将单个作业分段成多个子对象或子作业，这些子对象或子作业随后被分开地(例如在不同打印机上或在同一打印机上顺序地)被打印，或在同一打印机上同时地被打印(例如在图3的示例310、320中的子对象302-303)。除了在同一打印机上同时打印来自同一输入作业的超过一个的子对象之外，或作为其替代，优化过程(在框206中)可以标识多个作业或来自多个作业的子对象，该多个作业或来自多个作业的子对象可以被组合(或聚集)并在同一打印机上同时被打印，如在图6的示意图中所示。

图6以横截面示出了两个3D对象602、604，每个对象对应于不同的输入作业。这些对象中的每个在单个3D打印机的打印信封507内适配，并且优化过程可以安排这些对象(如在示例630中所示)通过支撑材料分开地被同时打印，以取代调度在一个作业(示例610)之后紧跟其他作业(示例620)。再次，应该理解为了清楚起见，贯穿3D对象的横截面以图解示出。

存在通过其可以执行所述作业的组合的许多不同的方法。在一个示例中，过于大而难以被并排放置在同一托盘上的两个对象可以彼此(通过支撑材料介入)垂直偏移或者部分垂直偏移(即在Z维度内重叠)地打印。在该示例中，一种有用的方案是自动定向所述对象，以便所使用的总的支撑材料可被最小化，如果所述对象是被个别打印的话这可以导致不同的打印方向。另一个方案可以以下述方式选择并定向最上面的对象：允许从其表面快速且手动移除支撑材料，而不要求附加的劳动和耗时步骤，例如喷水或在苛性钠中浸泡。

虽然上面的描述是指无需用户输入(除了通过用户定义的度量)的作业的自动分段和组合，在一些示例中在分段/组合过程中可以存在某种用户干预。例如，可以向用户呈现所提议的分段策略(例如以经注释的绘图形式)并向用户要求确认分段平面的放置(例如如图3中所标记的X-Y)。在另一个示例中，用户可以标识多个候选(或许可的)分段平面，并且随后优化过程可以使用约束解决器来(从候选平面中)选择那些平面以使用和确定如何组合和/或重新定向子对象以供打印。

在上述描述中，可以基于还未被打印的当前输入作业来执行优化(在框206中)，并且随后在再次执行所述优化之前将所得到的数据输出给用于所有那些作业的3D打印机(在框208中)。这种操作的示例在图7中的第一时间线702中示出，并且这可以参考图8中的示例流程图来描述。在该示例中，在执行优化722(框804)之前，接收三个输入作业A、B、C(在框802中)。这种优化自动将三个3D打印作业A、B、C调度在一起，从而执行作业的任何划分或组合(例如在图2的框261中)和/或重新定向对象(例如如在框262中)。随后，将数据输出给3D打印机，并且在作业A、B、C正被打印的同时，接收到两个新的作业D、E(在框808的多个实例中)。在该示例中，这些新作业D、E的打印直到已经完成作业A、B、C才开始(即在框810中等待之后)，尽管在完成第一批三个作业之前作业D、E的优化724(框806)可被很快执行。

然而，在一些示例中，等待直到第一批作业(作业A、B、C)已经被完成可能不是最优的。这可能例如是因为用户要求第二批作业中的一个作业加急执行和/或因为第二批作业(D、E)中的一个作业可以与第一批作业(A、B、C)中的一个作业并行打印。

在图7中的第二示例时间线704中，每当接收到新的输入作业(以及相关联的用户定义的度量)(其中输入作业被绘制为指向时间线的箭头)时，优化740(框806或812)就被执行。每次执行优化时，考虑已经部分被完成的那些作业(即3D打印机正在形成的结构)以及还未开始的任何作业。这允许更加紧急的未开始的作业被提前到作业队列中较不紧急的未开始的作业之前，并且还允许针对小对象的作业在进行中被添加为与其他作业并行。

在示例的时间线704中，输出给3D打印机的数据被指示为指离时间线的箭头，并且每个箭头用在每个时间点输出给3D打印机的每个作业的层来标记。最初，仅存在作业F(在框802中接收到)，并且因此单独针对作业F执行优化(在框806中)，并且打印第一批三个层(F₁-F₃)。当第二作业，作业G，到达(框808)时，执行优化(框812)，并且因此这两个作业被并行打印直到第三作业，作业H，被接收到(框808)。优化(框812)确定作业H不能立刻开始，并且相反作业H的打印必须一直等到作业F已经完成，但不必一直等到作业G已经完成。类似地，当接收到作业I(在框808中)时，确定(在框812中)作业I的打印不能立刻开始。在作业I的打印可以开始(如在作业I接收之后的优化步骤中调度的)之前，接收另外的作业，作业J(在框808中)并且优化(在框812中)确定该作业可以(或应该)在作业I之前被打印。随后，作业J在进行中被适配到打印调度中并且作业I的打印被延迟。虽然，该示例示出一次输出(每个作业的)单个层(其中F₁标注作业F的层1)，但应该理解，可以在任意一次中输出多个层到3D打印机，例如一次输出4个层。

当在进行中添加作业时，可能需要在可以开始新的作业之前在支撑材料中形成平面。这些支撑结构被自动添加作为所述优化过程的部分。例如，许多打印机可以允许打印突出结构，只要突出的角度不高于临界角(例如45度)。这样，通过以在该临界角下的一个角度形成到侧面的新的构建筏，正在进行的垂直侧对象的打印甚至可以添加新对象。在如此做时，考虑新对象的重量和支撑材料的强度，这样，新对象不会如此沉重以致于它折断其支撑材料。在另一个示例过程中，打印机可以自动打印围绕构建托盘表面(例如均匀)延展的小备用支撑支柱，即使由于在构建过程的开始处在那些支柱之上没有打印任何东西，以防随后可能使用那些支撑支柱(以及在临界角之下的附加突出支撑)来在“半空”中创建足够大的构建区域以构建与现有的对象平行的该对象的新的对象被添加到打印队列。

在一个作业的打印将在其他作业之前完成的情况下，该作业可以被定向并且支撑结构被设计为允许在该打印被完成之前将完成的作业从3D打印机移除(例如通过在合成的打印结构的边缘上正打印这样的作业)。在这样的示例中，用户可以能够暂停3D打印机并在3D打印机继续打印之前(通过折断支撑结构元件)来移除已完成的作业。

在与添加进行中的作业类似的方式中，所述优化过程可以被用于允许用户在对象的整体设计完成之前开始打印该对象和/或更新已经被提交的作业。再次参考图8，如果接收到是先前作业的经更新的版本(在框814中为“是”)的作业(在框808中)，这可由用户定义的度量或以另一种方式(例如基于文件名)来指示，确定对在原始作业和经更新的作业之间的3D对象的改变是否涉及3D对象的已经被打印的部分(在框816中为“否”)或是否涉及3D对象的未被打印的部分(在框816中为“是”)。在所述改变涉及对象的还未被打印的部分(在框816中为“是”)的情况下，通过保留关于已经打印了所述对象的多少程度的信息可以用经更新的作业替换原始作业(框818)，并且随后对象的打印(以及任何其他待定作业)可以如上所述继续，除了使用经更新的作业取代原始作业之外。

然而，如果经更新的作业详述了3D对象的已经被打印的部分中的改变，则可以取消原始作业(框820)，这样不打印所述结构的剩余部分(例如以防止打印花费在不想要的对象上的浪费)并且随后所述方法可以通过将经更新的作业如同它是新作业那样对待来继续，这可涉及首先使用支撑材料来打印新的筏。或者，原始作业可以被完成(框820被忽略)并且经更新的作业被并行考虑为新作业。

在所述方法允许在开始打印之后更新作业的情况下，可以向用户(例如用户用来设计或修改3D对象的CAD软件114)提供信息以为它们提供已经打印了对象的多少程度的图形指示。例如，在对象的CAD软件表示中可以对对象的已经被打印的部分加阴影或可以防止用户对对象的已经被打印的那些部分进行编辑。

另外，或替换地，用户定义的度量可以附加地指示3D设计的哪些部分已经完成以及哪些部分还待完成。在这样的示例中，3D打印系统可以在3D打印机到达它将开始打印作业的未完成部分的点的时间点处向用户提供反馈。可以向用户提供提示并响应于用户输入，作业的打印可以继续或被暂停(例如以允许用户完成更多3D设计)。

在一些情况下，用户可能希望在完成整个设计之前打印3D对象以便帮助他们为完整的设计做出设计选择。在这样的实例中，用户定义的度量可以指定在所提交的作业内的感兴趣部分，并且优化过程可以涉及修改输入作业以通过简化对象的其他部分(例如以便以较少细节打印所述其他部分或以其他减少在打印上所使用的打印时间和/或资源的方式来打印)从而聚焦于该感兴趣的部分(框902)，如图9所示。

除了简化3D对象的未被用户(在用户定义的度量中)标识为感兴趣的部分之外或作为其替代，所述优化过程可以分段该对象(图9中的框920)并随后创建感兴趣部分的多个变体，在每个变体之间存在细微差别(框922)。例如，可以在变体之间细微改变在感兴趣区域内的特征的尺寸(例如以改变特征的曲率半径或大小)。这些多个变体可以被考虑为附加的子对象，并且可以适当地组合以优化打印进程(框926)。如上参考图4所述，连接结构可以被自动添加到子对象(框924)，在本示例中这可以允许在打印后由用户互换感兴趣的部分的不同变体。

参考回图1，其示出示例性的基于计算的设备102的各个组件，其可以被实现为任何形式的计算和/或电子设备，并在其中能实现上述优化3D打印的方法的实施例。

基于计算的设备102包括一个或多个处理器118，这些处理器可以是微处理器、控制器或任何其他合适类型的用于处理计算可执行指令的处理器，以控制设备的操作，以便优化3D打印过程(例如3D对象的分段/聚集/重定向)。在一些示例中，例如在使用片上系统架构的示例中，处理器118可以包括一个或多个固定功能块(亦称加速器)，这些块以硬件(而非软件或固件)来实现优化方法的一部分。可以在基于计算的设备处提供包括操作系统120或任何其他合适的平台软件的平台软件以使得能够在该设备上执行应用软件122。应用软件122可以包括执行优化的3D打印模块112和/或允许用户创建对象的3D模型并将其提交作为用于3D打印的作业的CAD软件114。

作为替换或补充，本文所述的功能可至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件来执行。例如且并非限制，可使用的硬件逻辑组件的说明性类型包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序专用集成电路(ASIC)、程序专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)系统、复杂可编程逻辑器件(CPLD)。

可以使用可由基于计算的设备102访问的任何计算机可读介质来提供计算机可执行指令。计算机可读介质可以包括例如诸如存储器124等计算机存储介质和通信介质。诸如存储器124等计算机存储介质包括以用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于，RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或者可用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相反，通信介质可以以诸如载波或其他传输机构等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其他数据。如本文所定义的，计算机存储介质不包括通信介质。因此，计算机存储介质不应被解释为本质上是传播信号。传播信号可存在于计算机存储介质中，但是传播信号本身不是计算机存储介质的示例。虽然在基于计算的设备102中示出了计算机存储介质(存储器124)，然而应当理解，该存储可以是分布式的或位于远处并经由网络或其他通信链路(例如，使用通信接口116)来访问。

存储器124还可提供数据存储127。该数据存储可以，例如，被用于存储输入作业和与每个输入作业相关联的用户定义的度量。

基于计算的设备102还可包括被布置成向一个或多个3D打印机输出数据的打印机接口126，并且还可以包括被布置为输出显示信息给显示设备106的输入/输出控制器128，该显示设备106可与基于计算的设备102分开或集成。该显示信息可以提供图形用户界面。输入/输出控制器128还被安排成接收并处理来自一个或多个设备的输入，如用户输入设备108(例如，鼠标、键盘、相机、话筒、或其他传感器)。在一些示例中，用户输入设备108可以检测语音输入、用户姿势或其他用户动作，并且可以提供自然用户界面(NUI)。此用户输入可被用于控制CAD软件114和/或3D打印模块112。在一实施例中，如果显示设备106是触敏显示设备，那么它还可担当用户输入设备108。输入/输出控制器128还可向除了显示设备之外的设备输出数据。

输入/输出控制器128、显示设备106以及用户输入设备108中的任一者可包括使用户能够按自然的、免受诸如鼠标、键盘、遥控器等输入设备所施加的人工约束的方式与基于计算的设备交互的NUI技术。可以提供的NUI技术的示例包括但不限于依赖于语音和/或话音识别、触摸和/或指示笔识别(触敏显示器)、屏幕上和屏幕附近的姿势识别、空中姿势、头部和眼睛跟踪、语音和话音、视觉、触摸、姿势以及机器智能的那些技术。可被使用NUI技术的其他示例包括意图和目的理解系统，使用深度相机(如立体相机系统、红外相机系统、RGB相机系统、以及这些的组合)的运动姿势检测系统，使用加速度计/陀螺仪，面部识别，3D显示，头部、眼睛和注视跟踪的运动姿势检测，沉浸式增强现实和虚拟现实系统，以及用于使用电场传感电极(EEG和相关方法)的感测大脑活动的技术。

虽然在本文中将本发明的示例描述并示出为在如图1所示的系统100中实现，但是所描述的系统只是作为示例而非限制来提供的。如本领域技术人员可以理解地，本示例适合应用于各种不同类型的计算系统，并且在一些示例中，计算系统可以跨多个地理位置分布和/或3D打印模块可以被作为服务来提供并且可以与许多不同的3D打印机直接或间接地(例如通过另一个计算设备)对接。

系统100可以包括使用相同3D打印技术(例如FFF)的多个3D打印机104，或者，系统100可以包括使用不同3D打印技术或相同技术的各变体的3D打印机(例如使用相同技术但提供不同分辨率的3D打印机)。在系统包括使用不同3D打印技术的打印机时，当输入作业被分段成多个子对象时，所述分段可以基于不同的技术(以及因此不同的打印机)的不同能力，并且不同的子对象可以被分配(并且因此数据被发送)给不同的打印机以优化跨不同技术的整体打印。例如，由于打印机经常在不同分辨率模式中工作或具有不同的基础分辨率能力，具有精细特征的一个子对象可以在较精细分辨率打印机上被打印，而其他对象可以在较粗分辨率打印机上被打印。由于精细分辨率打印通常较慢，这可以加速整体的打印吞吐量。

在另一个示例中，3D打印机经常花费大量时间来改变它们的盒中的颜色/材料，并且在处理中浪费大量材料。这可能是因为对“清除”旧材料以便没有痕迹留下以使新材料变色的需求。因此，如果多个打印机可用并且符合作业需求，并且它们之一为可允许的颜色/材料，那么该打印机可以被选择以消除盒交换的开销。在另一个示例中，当盒留有少量材料时，可以仅打印较小对象，因为该打印机可能不支持在打印过程中半途改变盒(或者即使它支持，这也是一种需要尽可能消除的开销)。因此，可以选择具有足以完成该打印的最少可用材料的打印机。

此处所使用的术语‘计算机’或‘基于计算的设备’是指带有处理能力以便可以执行指令的任何设备。本领域技术人员可以理解，这样的处理能力被结合到许多不同设备中，并且因此术语‘计算机’和‘基于计算的设备’各自包括个人计算机、服务器、移动电话(包括智能电话)、平板计算机、机顶盒、媒体播放器、游戏控制台、个人数字助理和许多其它设备。

本文描述的方法可由有形存储介质上的机器可读形式的软件来执行，例如计算机程序的形式，该计算机程序包括在该程序在计算机上运行时适用于执行本文描述的任何方法的所有步骤的计算机程序代码装置并且其中该计算机程序可被包括在计算机可读介质上。有形存储介质的示例包括计算机存储设备，计算机存储设备包括计算机可读介质，诸如盘(disk)、拇指型驱动器、存储器等而不包括所传播的信号。传播信号可存在于有形存储介质中，但是传播信号本身不是有形存储介质的示例。软件可适于在并行处理器或串行处理器上执行以使得各方法步骤可以按任何合适的次序或同时执行。

这承认，软件可以是有价值的，单独地可交换的商品。它旨在包含运行于或者控制“哑”或标准硬件以实现所需功能的软件。它还旨在包含例如用于设计硅芯片，或者用于配置通用可编程芯片的HDL(硬件描述语言)软件等“描述”或者定义硬件配置以实现期望功能的软件。

本领域技术人员会认识到，用于存储程序指令的存储设备可分布在网络上。例如，远程计算机可以存储被描述为软件的进程的示例。本地或终端计算机可以访问远程计算机并下载软件的一部分或全部以运行程序。可另选地，本地计算机可以根据需要下载软件的片段，或在本地终端上执行一些软件指令，并在远程计算机(或计算机网络)上执行另一些软件指令。本领域的技术人员还将认识到，通过利用本领域的技术人员已知的传统技术，软件指令的全部，或一部分可以通过诸如DSP、可编程逻辑阵列等等之类的专用电路来实现。

对精通本技术的人显而易见的是，此处给出的任何范围或设备值可以被扩展或改变，而不会丢失寻求的效果。

尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。更确切而言，上述具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式公开的。

可以理解，上文所描述的优点可以涉及一个实施例或可以涉及多个实施例。各实施例不仅限于解决任何或全部所陈述的问题的那些实施例或具有任何或全部所陈述的优点那些实施例。进一步可以理解，对“一个”项目的引用是指那些项目中的一个或多个。

此处所描述的方法的步骤可以在适当的情况下以任何合适的顺序，或同时实现。另外，在不偏离此处所描述的主题的精神和范围的情况下，可以从任何一个方法中删除各单独的框。上文所描述的任何示例的各方面可以与所描述的其他示例中的任何示例的各方面相结合，以构成进一步的示例，而不会丢失寻求的效果。

此处使用了术语‘包括’旨在包括已标识的方法的框或元件，但是这样的框或元件不包括排它性的列表，方法或设备可以包含额外的框或元件。

可以理解，上面的描述只是作为示例给出并且本领域的技术人员可以做出各种修改。以上说明、示例和数据提供了对各示例性实施例的结构和使用的全面描述。虽然上文以一定的详细度或参考一个或多个单独实施例描述了各实施例，但是，在不偏离本说明书的精神或范围的情况下，本领域的技术人员可以对所公开的实施例作出很多更改。

Claims

1.一种用于控制包括一个或多个3D打印机的3D打印系统的方法，所述方法包括：

接收一个或多个输入作业，每个输入作业包括描述3D对象的数据以及与每个输入作业相关联的用户定义的度量；

自动调度所述一个或多个输入作业以基于每个所述3D打印机的打印信封、每个所述3D打印机的特性以及与每个输入作业相关联的所述用户定义的度量来优化所述系统的等待时间和吞吐量中的至少一个；以及

将数据输出给至少一个所述3D打印机。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中自动调度所述一个或多个输入作业包括将一个输入作业划分成多个子作业，每个子作业包括描述对应于所述输入作业的3D对象的一部分的数据，并且自动调度所述多个子作业以优化所述系统的等待时间和吞吐量中的至少一个。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括加入以下项中的至少一个：到所述3D对象的所述各部分的每个部分的连接结构以允许所述部分的组装来形成完整的3D对象，以及给所述3D对象的所述各部分的每个部分的组装标签。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，其中所述连接结构包括下述中的至少一个：将所述部分的两个部分接合在一起的铰链元件和连接器。

5.如权利要求2-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，其中所述用户定义的度量限定了所述输入作业的所述3D对象内感兴趣的区域，并且所述方法还包括：

创建多个子作业，每个子作业包括描述在所述3D对象内的所述感兴趣区域的变体的数据。

6.如权利要求2-5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，其中所述用户定义的度量限定了所述输入作业的所述3D对象内感兴趣的区域，并且自动调度所述一个或多个输入作业包括：

修改所述3D对象的在所述感兴趣区域之外的部分以优化所述系统的等待时间和吞吐量中的至少一个。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，其中自动调度所述一个或多个输入作业包括下述中的至少一项：将两个或更多个输入作业的至少部分组合到要在单个打印机上打印的单个打印作业中并重新定向输入作业的至少部分以供打印。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在接收到下一输入作业时且在先前接收到的输入作业的打印期间，重复所述自动调度以基于每个所述3D打印机的打印信封、每个所述3D打印机的特性以及与每个输入作业相关联的所述用户定义的度量来进一步优化所述系统的等待时间和吞吐量中的至少一个；

确定所述下一输入作业是否是所述先前接收的输入作业的经更新的版本，所述先前接收的输入作业和所述经更新的版本两者都包括描述3D对象的数据；以及

如果所述经更新的版本仅相对于所述3D对象的未打印部分不同于所述先前接收的输入作业，用所述经更新的版本取代所述先前接收的输入作业。

9.一种包括连接到一个或多个3D打印机的计算设备的3D打印系统，所述计算设备包括：

安排为将数据输出给所述一个或多个3D打印机的接口；以及

安排为接收一个或多个输入作业的3D打印模块，每个输入作业包括描述3D对象和与每个输入作业相关联的用户定义的度量的数据；以及自动调度所述一个或多个输入作业以基于每个所述3D打印机的打印信封、每个所述3D打印机的特性以及与每个输入作业相关联的所述用户定义的度量来优化所述系统的等待时间和吞吐量中的至少一个。

10.如权利要求9所述的3D打印系统，其特征在于，所述计算设备操作为打印服务器，所述打印服务器被安排为从一个或多个远程终端用户计算设备中接收所述一个或多个输入作业。