CN107471649B - 物体制造方法以及物体制造系统 - Google Patents

物体制造方法以及物体制造系统 Download PDF

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CN107471649B CN201710409160.5A CN201710409160A CN107471649B CN 107471649 B CN107471649 B CN 107471649B CN 201710409160 A CN201710409160 A CN 201710409160A CN 107471649 B CN107471649 B CN 107471649B
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Abstract

本申请涉及三维成型技术领域，尤其涉及一种物体制造方法以及物体制造系统。所述方法包括：根据当前打印部分的当前数据，按照从下至上的顺序，对当前打印部分进行逐层分层打印叠加，形成已打印部分；获取所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据；根据已打印形态数据，确定待打印物体的未打印部分的未打印形态数据；确定后一打印部分的待打印数据，将待打印数据作为当前数据，后一打印部分作为当前打印部分；重复执行上述步骤，直到打印完成。本申请能够补偿所有已打印部分的实际值与理论值之间的差值，进而提高待打印物体打印的准确性，保证待打印物体打印的质量。

Description

物体制造方法以及物体制造系统
技术领域
本申请涉及三维成型技术领域，尤其涉及一种物体制造方法以及物体制造系统。
背景技术
目前，制造3D物体的三维成型技术有多种，如：熔融沉积技术(简称：FDM技术)、立体光刻技术(简称：SLA技术)、多喷头打印技术(简称：MJP技术)或三维喷墨打印粘接技术(简称：3DP技术)等，其基本原理都是将数据格式为STL格式、或PLY格式、或WRL格式等的模型进行分层切片，使模型分割成多个相互平行的切片层，且每个切片层的厚度相等，打印装置基于切片层的数据逐层进行打印，最终制造出目标物体。
由于3D打印装置的打印模型是按层打印，打印的层数由切片系统控制，而切片系统将模型切为多少层或者切片层的厚度，又与打印装置的性能相关，如FDM技术、MJP技术和3DP技术中，切片层的厚度受打印装置打印墨滴的大小影响，若墨滴体积大，则切片层厚度可以相对增大，反之切片层的厚度相对减小；如SLA技术中，切片层的厚度受激光强度的影响，若激光强度强，则切片层厚度可以相对增大，反之切片层的厚度相对减小。由于模型的总体高度受分层后实际打印的层厚的影响，而实际打印的层厚受材料种类、环境因素及打印机性能等多方面影响，例如，当材料的收缩率大时，实际打印的层厚比理论层厚小；若材料吸湿性大时，实际打印的层厚比理论层厚大；打印装置打印的墨滴大小及墨滴落点受环境因素影响可能存在变化，最终影响打印的层厚。前述多种不利因素最终导致打印出来的物体高度并非目标物体要求的高度；并且，由于影响因素的不确定性，导致无法设定一个特定的参数作为层高的补偿值以实现模型层高的补偿，造成打印出来的实际物体无法满足目标物体的要求。
发明内容
本申请提供了一种物体制造方法以及物体制造系统，能够解决上述问题。
本申请的第一方面提供了一种物体制造方法，所述方法包括：
步骤S1：确定待打印物体的当前打印部分；
步骤S2：根据当前打印部分的当前数据，按照从下至上的顺序，对所述当前打印部分进行逐层分层打印叠加，形成已打印部分；
步骤S3：获取所有所述已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据；
步骤S4：根据所述已打印形态数据，确定所述待打印物体的未打印部分的未打印形态数据；确定后一打印部分的待打印数据，将所述待打印数据作为当前数据，所述后一打印部分作为当前打印部分；其中，所述后一打印部分为所述未打印部分中的一部分；所述当前数据包括切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据；
步骤S5：重复执行所述步骤S2-S4。
优选地，所述当前打印部分与所述后一打印部分沿垂直于打印平面的方向设置。
优选地，所述步骤S2具体包括：
步骤S211：根据所述当前打印部分的切片层厚对所述当前打印部分进行分层切片，形成当前切片层；并且根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取所述当前切片层的层数据；
步骤S212：根据所述当前层数据对所述当前切片层进行打印；
同时按照从下至上的顺序，根据所述当前打印部分的切片层数对所述当前打印部分的未切片区域进行分层切片，形成待打印切片层；并根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取所述待打印切片层的层数据；
步骤S213：将所述待打印切片层作为当前切片层；
步骤S214：重复执行所述步骤S212和S213，直至所述当前打印部分打印完成为止，以形成所述已打印部分。
优选地，所述同时按照从下至上的顺序，根据所述当前打印部分的切片层数对所述当前打印部分的未切片区域进行分层切片，形成待打印切片层，并根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取所述待打印切片层的层数据；包括：
步骤S2121：判断所述当前打印部分是否切片完成并已被打印；
步骤S2122：若所述当前打印部分切片未完成，则按照从下至上的顺序，对所述当前打印部分的未切片部分进行分层切片，形成待打印切片层；并根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取所述待打印切片层的层数据；
若所述当前打印部分已打印完成，则执行步骤S3。
优选地，所述步骤S2具体包括：
步骤S221：根据所述当前打印部分的切片层厚和切片层数对所述当前打印部分按照从下至上的顺序进行分层切片，形成多个切片层；并且根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取各所述切片层的层数据；
步骤S222：根据所述层数据按照从下至上的顺序，依次对各所述切片层进行打印。
优选地，所述分层切片以各所述打印部分的切片层的数量相等的方式或者各所述打印部分的切片层的数量不相等的方式执行。
优选地，所述已打印形态数据为所有所述已打印部分叠加后所形成结构的已打印总高度值；
所述未打印形态数据为所述未打印部分的理论未打印总高度值；
其中，所述已打印总高度值为所有所述已打印部分叠加后所形成结构在垂直于打印平面的方向上的尺寸。
优选地，所述理论未打印总高度值为所述待打印物体的物体总高度值与所述已打印理论总高度值之差；
所述物体总高度值为所述待打印物体在垂直于所述打印平面的方向上的尺寸；
所述已打印理论总高度值为各所述打印部分的理论高度值之和；各所述打印部分的理论高度值为各所述打印部分的切片层厚与切片层数的乘积。
优选地，所述后一打印部分的切片层厚等于所述已打印总高度值与各所述已打印部分的所述切片层的数量之和的比值。
优选地，所述已打印形态数据为所有所述已打印部分叠加后所形成结构的轮廓数据；
所述未打印部分的未打印形态数据为所述未打印部分的轮廓数据。
优选地，所述未打印部分的轮廓数据为所述待打印物体的轮廓数据与所有所述已打印部分叠加后所形成结构的轮廓数据之差。
优选地，所述后一打印部分的切片层厚等于所述已打印部分的各切片层的切片层厚。
本申请的第二方面提供了一种物体制造系统，用于执行如上任一项所述的物体制造方法，包括：
监测系统，用于获取所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据，并将所述已打印形态数据传送给切片系统；
切片系统：用于确定待打印物体的当前打印部分，接收所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据；并根据所述已打印形态数据，确定所述待打印物体的未打印部分的未打印形态数据；确定后一打印部分的待打印数据，将所述待打印数据作为当前数据，所述后一打印部分作为当前打印部分；其中，所述后一打印部分为所述未打印部分中的一部分；所述当前数据包括切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据；用于根据当前打印部分的切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据对当前打印部分进行切片分层并获取层打印数据；
打印装置，用于根据当前打印部分的层打印数据，按照从下至上的顺序，对所述当前打印部分进行逐层打印叠加，形成已打印部分；
所述打印装置与所述切片系统电连接。
优选地，还包括控制器，所述控制器用于控制所述打印装置执行打印操作。
优选地，所述监测系统包括摄像头与高度传感器中的至少一者。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的物体制造方法，在一个打印周期内只打印一个打印部分，然后根据所有已打印部分叠加后形成结构的已打印形态数据确定未打印部分的未打印形态数据，进而确定后一打印部分的待打印形态数据，从而补偿所有已打印部分的实际值与理论值之间的差值，进而提高待打印物体打印的准确性，保证待打印物体打印的质量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1示出了本申请所提供的物体制造方法的具体实施方式的流程图；
图2示出了本申请所提供的物体制造方法的第一种具体实施方式的部分流程图；
图3示出了本申请所提供的物体制造方法的第二种具体实施方式的部分流程图；
图4示出了本申请所提供的物体制造系统的一种具体实施方式的结构示意图；
图5示出了高清摄像头在一次拍摄中获取的已打印部分的已打印表面和共中心点的支撑平台的支撑表面的平面图像示意图；
图6示出了高清摄像头拍摄的已打印部分的已打印表面和支撑表面的位置关系的立体图；
图7示出了本申请的第一实施例中待打印物体的模型置于坐标系统中的立体图；
图8示出了本申请的第一实施例中第一打印周期中已打印部分的已打印总高度值的示意图；
图9示出了本申请所提供的物体制造系统的另一种具体实施方式的结构示意图；
图10a-10b分别示出了本申请的第四实施例中待打印物体的模型置于坐标系统中的立体图和轮廓数据模型平面示意图；
图11a-11b分别示出了本申请的第四实施例中第一打印周期中已打印部分的轮廓数据模型平面示意图和待打印部分的轮廓数据模型平面示意图；
图12a-12b分别示出了本申请的第四实施例中第二打印周期后已打印部分的轮廓数据模型平面示意图和待打印的部分的轮廓数据模型平面示意图。
附图标记：
201-切片系统；
202-打印装置；
203、203’-监测系统；
204-控制器；
205-字车；
206-支撑平台；
207-材料存储器；
208-升降机构；
209-光固化源；
209’-降温装置；
210-丝杆；
1-已打印表面；
2-支撑表面；
3、4-待打印物体；
401-待打印物体的轮廓数据；
402、404-已打印部分的轮廓数据；
403、405-待打印部分的轮廓数据。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。其中，图中XY平面为打印平面，Z方向为垂直于打印平面的方向。
本申请实施例提供了一种物体制造方法，用于动态补偿物体的打印高度，使得待打印物体的实际高度与理论高度一致，具体地，如图1所示，物体制造方法包括：
步骤S1：确定待打印物体的当前打印部分；
步骤S2：根据当前打印部分的当前数据，按照从下至上的顺序，对当前打印部分进行逐层分层打印叠加，形成已打印部分；
步骤S3：获取所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据；
步骤S4：根据已打印形态数据，确定待打印物体的未打印部分的未打印形态数据；确定后一打印部分的待打印数据，将待打印数据作为当前数据，后一打印部分作为当前打印部分；其中，后一打印部分为未打印部分中的一部分；当前数据包括切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据，切片层厚可以根据打印装置的性能来确定；
步骤S5：重复执行步骤S2-S4，直到将待打印物体全部打印完成。
可以理解地，步骤S5后还包括：
步骤S6：结束打印，即在执行完步骤S5时，执行结束打印的操作。
上述方法，在一个打印周期内只打印待打印物体的一个打印部分，然后根据所有已打印部分叠加后形成结构的已打印形态数据确定未打印部分的未打印形态数据，进而确定后一打印部分的待打印形态数据，以补偿所有已打印部分的实际值与理论值之间的差值，进而提高待打印物体打印的准确性，保证待打印物体打印的质量。
一般地，当前打印部分与后一打印部分沿垂直于打印平面的方向设置，以更好地补偿已打印部分的形态数据。
采用上述制造方法，通常的操作方法为，在物体制造之前，在坐标系统中将数据格式为STL格式、或PLY格式、或WRL格式等的待打印物体的模型进行分层切片，使模型分割成多个相互平行的切片层，同时获取每个切片层的层数据之后逐层进行打印叠加；本申请中从下至上将待打印物体的制造分成多个周期来完成，每个周期中仅打印待打印物体的一部分，动态补偿前一周期中已打印部分的打印高度上存在的缺陷，为了提高目标物体的制造效率，本申请中优选每次分层切片仅针对一个打印周期中的打印部分进行，即仅针对当前打印部分进行分层切片。
进一步地，步骤S2可以采用下述方式执行，
第一种方式，如图2所示，步骤S2具体包括：
步骤S211：根据当前打印部分的切片层厚对当前打印部分进行分层切片，形成当前切片层；并且根据当前打印部分的当前打印部分模型数据获取当前切片层的层数据；
步骤S212：根据当前层数据对当前切片层进行打印；同时按照从下至上的顺序，根据当前打印部分的切片层数对当前打印部分的未切片区域进行分层切片，形成待打印切片层；并根据当前打印部分的当前打印部分模型数据获取待打印切片层的层数据。也就是说，当打印装置正在打印当前切片层时，切片系统同时执行分层切片以获取待打印切片层，以及获取待打印切片层的层数据，为接下来需要打印的待打印切片层做准备；
步骤S213：将待打印切片层作为当前切片层；
步骤S214：如此，重复执行步骤S212和S213，直至当前打印部分打印完成为止，以形成已打印部分。
显然，采用上述方法，首先将待打印物体的模型置于直角坐标系中，然后对当前打印部分同时进行切片与打印操作，这样，能够节约打印与切片的时间，从而提高打印的效率。
其中，上述步骤S212中，同时按照从下至上的顺序，根据当前打印部分的切片层数对当前打印部分的未切片区域进行分层切片，形成待打印切片层，并根据当前打印部分的当前打印部分模型数据获取待打印切片层的层数据；包括：
步骤S2121：判断当前打印部分是否切片完成并已被打印；
步骤S2122：若当前打印部分切片未完成，则按照从下至上的顺序，对当前打印部分的未切片部分进行分层切片，形成待打印切片层；并根据当前打印部分的当前打印部分模型数据获取待打印切片层的层数据；
若当前打印部分已打印完成，则执行步骤S3。
第二种方式，如图3所示，步骤S2具体包括：
步骤S221：根据当前打印部分的切片层厚和切片层数对当前打印部分按照从下至上的顺序进行分层切片，形成多个切片层；并且根据当前打印部分的当前打印部分模型数据获取各切片层的层数据；
步骤S222：根据层数据按照从下至上的顺序，依次对各切片层进行打印。
显然，采用这种方式执行时，首先将待打印物体的模型置于直角坐标系统中，然后先对当前打印部分进行分层切片，切片完成后，再逐层对每一个切片层进行打印叠加，直到将当前打印部分的各切片层均打印完成后执行步骤S3。
需要说明的是，不论是对当前打印部分进行分层切片还是对后一打印部分进行分层切片，均可以采用上述任一种方式执行。
不论采用哪种方法，分层切片均可以以各打印部分的切片层的数量相等的方式或者各打印部分的切片层的数量不相等的方式执行，即在各打印周期内的当前打印部分的切片层数可以相等也可以不相等，为了简化系统控制中的数据量，优选各打印部分的切片层的数量相等。
上述各实施例中，在坐标系统中，已打印部分的形态数据可以是已打印部分的已打印总高度值，或者是已打印部分的轮廓数据，具体和已打印部分的表面平整度相关，当已打印部分的表面平整或基本处于水平状态时，只需要获取已打印部分的已打印总高度值，即已打印形态数据为所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印总高度值，此时，未打印形态数据为未打印部分的理论未打印总高度值。
其中，已打印总高度值为所有已打印部分叠加后所形成结构在垂直于打印平面的方向上的尺寸。上述理论未打印总高度值为待打印物体的物体总高度值与已打印理论总高度值之差；物体总高度值为待打印物体在垂直于打印平面的方向上的尺寸；已打印理论总高度值为各打印部分的理论高度值之和，各打印部分的理论高度值为各打印部分的切片层厚与切片层数的乘积，即已打印理论总高度值为已完成的各打印周期中，逐层打印叠加的切片层数与切片层厚的乘积再求和。
该方法中，后一打印部分进行分层切片时的切片层厚可以为已打印部分的平均层厚，即后一打印部分的切片层厚等于已打印总高度值与各已打印部分的切片层的数量之和的比值。
当已打印部分的表面出现高低不平的情况，后续打印过程中为了弥补该高低不平的位置需要获取已打印部分的轮廓数据，即在坐标系统中，已打印形态数据为所有已打印部分叠加后所形成结构的轮廓数据，未打印部分的未打印形态数据为未打印部分的轮廓数据。
此时，未打印部分的轮廓数据为待打印物体的轮廓数据与所有已打印部分叠加后所形成结构的轮廓数据之差。
在已打印形态数据、未打印形态数据均为轮廓数据时，后一打印部分的切片层厚等于已打印部分的各切片层的切片层厚，即对后一打印部分进行分层切片时的切片层厚与已打印部分的切片层厚相等。
上述步骤S4还可以包括：
步骤S41：判断后一打印部分的未打印形态数据是否为零；
步骤S42：若后一打印部分的未打印形态数据为零，则直接执行步骤S6；
若后一打印部分的未打印形态数据不为零，则执行步骤S5，即进入下一个打印周期打印后一打印部分。
此外，本申请还提供改了一种物体制造系统，可以采用上述任一物体制造方法制造出待打印物体，能够尽可能缩小待打印物体的理论高度值与实际高度值的差值。该系统适用于多种打印装置，如FDM挤出装置、MJP喷墨打印头装置、3DP铺粉和喷墨头装置等，主要作用是基于切片层数据，控制打印装置制造待打印物体的切片层。
如图4所示，该系统包括：
监测系统203，可以为是实时监测系统，用于获取所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据，并将已打印形态数据传送给切片系统201；
切片系统201：用于确定待打印物体的当前打印部分，接收所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据；并根据已打印形态数据，确定待打印物体的未打印部分的未打印形态数据；进而确定后一打印部分的待打印数据，将待打印数据作为当前数据，后一打印部分作为当前打印部分，具体确定后一打印部分的待打印数据前面已经介绍，在此不再赘述。其中，后一打印部分为未打印部分中的一部分；当前数据包括切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据；同时，切片系统还用于根据当前打印部分的切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据对当前打印部分进行分层切片并获取层打印数据。在各打印周期中，切片系统201还具有确定分层切片的切片层厚的功能，具体切片层厚的确定方法前面已经介绍，在此不再赘述。
打印装置202，用于根据当前打印部分的层打印数据，按照从下至上的顺序，对当前打印部分进行逐层打印叠加，形成已打印部分。
其中，打印装置202与切片系统201电连接。
进一步地，物体制造系统还包括控制器204，控制器204用于控制打印装置202执行打印操作。
物体制造系统还可以包括字车205、支撑平台206、材料存储器207、升降机构208，根据所用材料的不同如光敏树脂材料或相变材料物体，制造系统还包括光固化源209或降温装置如风扇等。其中，支撑平台206用于支撑打印的切片层，可以是矩形支撑平台或圆形支撑平台，支撑平台206在XY平面(即打印平面)上处于静止状态或匀速旋转状态，在Z方向(即垂直于打印平面的方向)上，每打印一个切片层厚或多个切片层厚，支撑平台206下降一定高度。打印装置202和监测系统203均安装在字车205上，在打印过程中打印装置202和监测系统203同步运动；或者监测系统203安装在垂直于支撑平台206的丝杆210上。
其中，监测系统203包括摄像头与高度传感器中的至少一者，即监测系统203可以仅包括摄像头或者高度传感器，也可以同时包括摄像头和高度传感器。摄像头优选高清摄像头，安装在垂直于支撑平台206的丝杆210上，或者高清摄像头和打印装置202安装在字车205上，高清摄像头不仅具有拍摄功能同时具有数据处理功能；当高清摄像头安装在垂直于支撑平台206的丝杆210上时，高清摄像头直接拍摄已打印部分的高度值，通过数据处理转换成垂直高度值，即已打印部分总高度值；当高清摄像头和打印装置202安装在字车205上时，通过高清摄像头拍摄并提取出已打印部分的表面图形，同时拍摄到与该表面图形共中心点的支撑平台206表面的平面图形，使用三角形法则计算出已打印部分的已打印总高度值，具体如图5和图6所示，其中图5示出了高清摄像头在一次拍摄中获取的已打印部分的已打印表面1和共中心点的支撑平台206的支撑表面2的平面图像示意图，图中a和b为各平面图像对角线的1/2的长度，a/b的比值可以通过测量得出；图6示出了高清摄像头拍摄的已打印部分的已打印表面1和支撑表面2的位置关系的立体图，图中H1为摄像头距离支撑平台206的表面的距离，等于摄像头距离支撑平台206的初始距离与打印过程中支撑平台206下降的高度值的和，是一个已知值，h1为已打印部分的已打印总高度值，因此通过三角形法则a/b＝(H1-h1)/H1，可以计算出h1＝(b-a)*H1/b。高度传感器可以安装在字车205上，通过高度传感器与已打印部分表面接触检测已打印部分的表面形态，结合已打印部分的理论数据，获取已打印部分的轮廓数据。
下面以实施例对上述方法以及系统进行具体描述：
第一实施例
该实施例中，如图4所示，物体制造系统包括光固化源209，如紫外光光固化源，通过紫外光的照射使打印界面层快速固化。下面以支撑平台206在XY平面处于静止状态的MJP喷墨打印装置打印待打印物体3为例，本实施例中采用第一种方式对每一个周期内的打印部分进行分层切片，且已打印部分的表面平整或基本处于水平状态，如图7所示，将待打印物体3的模型置于笛卡尔坐标系统中，XY为水平方向，Z为高度方向，物体的总高度值为H，设定各打印周期的切片层的数量相等，在同一打印周期中切片层厚相同，以每个周期打印c个切片层为例，且在第一个打印周期中，切片层厚根据打印装置202的性能设定为d1，沿着Z方向从下至上切片系统201对模型进行分层切片并确定切片层的层数据，第一切片层的层数据处理完成后，打印装置202对第一切片层进行喷墨打印，同时切片系统201对本周期中后续需要打印的部分(即未切片区域)进行分层切片及获取待打印切片层的层数据，接着打印第二切片层，同时对本周期中剩余未分层切片区域需要打印的部分进行分层切片........直到第一周期中c个切片层被打印叠加完成；此时安装在字车205上的监测系统203如高清摄像头按照前述的方法获取第一周期中已打印部分的已打印形态数据——已打印总高度值h1’，如图8所示，切片系统201计算出未打印部分的未打印形态数据——理论未打印总高度值为H-d1*c，判断是否满足H-d1*c>0，若不满足，则结束打印，若满足，则进入下一打印周期。切片系统201接收来自高清摄像头发送的已打印总高度值h1’，并计算出已打印切片层的平均层厚(即第二周期中的各切片层厚)为h1’/c，在第二个打印周期(即在后一打印部分)中，切片系统201以h1’/c为切片层厚对后一打印部分进行分层切片，具体方法和第一周期相同，直到第二周期内的c个切片层被打印叠加完成，此时高清摄像头获取已打印部分的已打印形态数据，即第一周期和第二周期打印形成结构的高度值，即此时的已打印总高度值h2’，切片系统201计算出未打印部分的未打印形态数据——理论未打印总高度值为H-(d1*c+h1’)，并判断是否满足H-(d1*c+h1’)>0，若不满足，则结束打印，若满足，则进入下一打印周期，按照第二打印周期的方法进行第三周期的打印，具体各打印周期的参数如表一所示，当理论未打印总高度值为0时打印结束，最终得到实际打印高度和理论高度尽可能一致的目标物体。
表1：各打印周期参数一览表
第二实施例
本实施例与第一实施例的主要差别在于，每个打印周期中切片层数不相等，如第一周期(即第一打印部分)中切片层数为c1，第二周期中(即第二打印部分)切片层数为c2.....第n周期(即第n打印部分)中切片层数为cn，其中c1、c2、....cn不完全相同，且切片系统201先将当前打印周期中需要打印的当前打印部分进行分层切片及获取层数据后，统一将层数据传输给打印装置202，控制器204根据层数据控制打印装置202进行打印。
第三实施例
如图9所示，本实施例与第一实施例的主要区别在于监测系统203’如高清摄像头安装在垂直于支撑平台的丝杆210上，高清摄像头可以在丝杆210上滑动以最佳位置拍摄已打印部分的图像，以获取已打印总高度值，并转换发送给切片系统201，切片系统201根据第一实施例中的方法进行分层切片，打印装置202根据层数据进行打印，最终制造出实际打印高度和理论高度尽可能一致的物体。在本实施例中所用材料可以为温度固化材料如蜡，因此相比第一实施例1中的光固化源209，在本实施例中可安装降温装置209’如风扇，这样分配在界面层上的蜡材能够通过风扇吹过来的风快速冷却固化。
第四实施例
以支撑平台206在XY平面处于静止状态的MJP喷墨打印头装置打印待打印物体4为例，且设定已打印部分的表面高低不平，如图10a所示，将待打印物体4的模型置于笛卡尔坐标系统中，XY为水平方向，Z为高度方向，待打印物体的轮廓数据401的模型平面图如图10b中所示，以每个周期打印c个切片层、且各打印周期中切片层厚均相同为例，根据打印装置202的性能初始设定切片层厚为d1，在第一个打印周期中，沿着Z方向从下至上切片系统201对模型进行分层切片及获取切片层的层数据，第一切片层层数据处理完后，打印装置202对第一切片层进行喷墨打印，同时切片系统201对本周期中后续需要打印的未切片区域进行分层切片及获取切片层的层数据，接着打印第二切片层，同时对本周期中后续需要打印的部分(即未切片区域)进行分层切片........直到第一周期中c个切片层被打印叠加完成；打印过程中安装在字车205上的监测系统203如高度传感器监测已打印部分的表面高度并转换成轮廓数据(即已打印部分的轮廓数据)，已打印部分的轮廓数据402的模型平面示意图如图11a所示；切片系统201接收来自监测系统203的已打印部分的轮廓数据402，结合待打印物体的轮廓数据401，计算出待打印部分的轮廓数据403，待打印部分的轮廓数据403的模型平面图如图11b所示；切片系统201判断待打印部分的轮廓数据403是否大于零，若否，则结束打印，若是，则进入下一打印周期，即进入第二个打印周期，切片系统201以和第一打印周期中的切片层厚相同的层厚从下至上对后一打印部分进行分层切片，方法和第一打印周期相同，直到c个切片层被打印叠加完成，打印过程中高度传感器监测已打印的2c个切片层的表面高度并转换成轮廓数据，此时已打印部分的轮廓数据404的模型平面示意图如图12a所示，按照和第一打印周期相同的方法得到此时待打印部分的轮廓数据405，此时待打印部分的轮廓数据405的模型平面图如图12b所示；按照第二打印周期相同的方法进行后续的打印，当后续需要打印的待打印部分的轮廓数据为零时打印结束，最终得到实际打印高度和理论高度较一致且表面平整的目标物体。
第五实施例
本实施例是结合第一实施例和第四实施例，在待打印物体的多个打印周期中，其中一部分打印周期中已打印部分的表面平整或基本处于水平状态，另一部分的打印周期中已打印部分的表面处于高低不平状态。在本实施例中物体制造系统包括两个监测系统，分别是高清摄像头和高度传感器，在一个打印周期中高清摄像头和高度传感器都参与工作，获取已打印部分的形态数据，当发现形态数据不符合各自的数据格式时，不发送数据给切片系统201，例如，在一个打印周期中，高清摄像头获取的已打印部分的形态数据不是一个高度值时，高清摄像头不会将该高度值发送给切片系统；在一个打印周期中，高度传感器获取的已打印部分的形态数据为所有高度值相等时，高度传感器不会将转换后的轮廓数据发送给切片系统201；切片系统201根据接收的数据形式选择对应的分层切片方法，具体方法和第一实施例、第四实施例相同，以最终打印出待打印物体。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种物体制造方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1：确定待打印物体的当前打印部分；
步骤S2：根据当前打印部分的当前数据，按照从下至上的顺序，对所述当前打印部分进行逐层分层打印叠加，形成已打印部分；
步骤S3：获取所有所述已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据；
步骤S4：根据所述已打印形态数据，确定所述待打印物体的未打印部分的未打印形态数据；确定后一打印部分的待打印数据，将所述待打印数据作为当前数据，所述后一打印部分作为当前打印部分；其中，所述后一打印部分为所述未打印部分中的一部分；所述当前数据包括切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据；
步骤S5：重复执行所述步骤S2-S4；
所述已打印形态数据为所有所述已打印部分叠加后所形成结构的已打印总高度值；
所述未打印形态数据为所述未打印部分的理论未打印总高度值；
其中，所述已打印总高度值为所有所述已打印部分叠加后所形成结构在垂直于打印平面的方向上的尺寸；
所述理论未打印总高度值为所述待打印物体的物体总高度值与所述已打印理论总高度值之差；
所述物体总高度值为所述待打印物体在垂直于所述打印平面的方向上的尺寸；
所述已打印理论总高度值为各所述打印部分的理论高度值之和；各所述打印部分的理论高度值为各所述打印部分的切片层厚与切片层数的乘积；
或者；
所述已打印形态数据为所有所述已打印部分叠加后所形成结构的轮廓数据；
所述未打印部分的未打印形态数据为所述未打印部分的轮廓数据；
所述未打印部分的轮廓数据为所述待打印物体的轮廓数据与所有所述已打印部分叠加后所形成结构的轮廓数据之差。
2.根据权利要求1所述的物体制造方法，其特征在于，所述当前打印部分与所述后一打印部分沿垂直于打印平面的方向设置。
3.根据权利要求1所述的物体制造方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
步骤S211：根据所述当前打印部分的切片层厚对所述当前打印部分进行分层切片，形成当前切片层；并且根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取所述当前切片层的层数据；
步骤S212：根据所述当前层数据对所述当前切片层进行打印；
同时按照从下至上的顺序，根据所述当前打印部分的切片层数对所述当前打印部分的未切片区域进行分层切片，形成待打印切片层；并根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取所述待打印切片层的层数据；
步骤S213：将所述待打印切片层作为当前切片层；
步骤S214：重复执行所述步骤S212和S213，直至所述当前打印部分打印完成为止，以形成所述已打印部分。
4.根据权利要求3所述的物体制造方法，其特征在于，所述同时按照从下至上的顺序，根据所述当前打印部分的切片层数对所述当前打印部分的未切片区域进行分层切片，形成待打印切片层，并根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取所述待打印切片层的层数据；包括：
步骤S2121：判断所述当前打印部分是否切片完成并已被打印；
步骤S2122：若所述当前打印部分切片未完成，则按照从下至上的顺序，对所述当前打印部分的未切片部分进行分层切片，形成待打印切片层；并根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取所述待打印切片层的层数据；
若所述当前打印部分已打印完成，则执行步骤S3。
5.根据权利要求1所述的物体制造方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
步骤S221：根据所述当前打印部分的切片层厚和切片层数对所述当前打印部分按照从下至上的顺序进行分层切片，形成多个切片层；并且根据所述当前打印部分的当前打印部分模型数据获取各所述切片层的层数据；
步骤S222：根据所述层数据按照从下至上的顺序，依次对各所述切片层进行打印。
6.根据权利要求3或5所述的物体制造方法，其特征在于，所述分层切片以各所述打印部分的切片层的数量相等的方式或者各所述打印部分的切片层的数量不相等的方式执行。
7.根据权利要求1所述的物体制造方法，其特征在于，所述后一打印部分的切片层厚等于所述已打印总高度值与各所述已打印部分的所述切片层的数量之和的比值。
8.根据权利要求1所述的物体制造方法，其特征在于，所述后一打印部分的切片层厚等于所述已打印部分的各切片层的切片层厚。
9.一种物体制造系统，用于执行如权利要求1-8任一项所述的物体制造方法，其特征在于，包括：
监测系统，用于获取所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据，并将所述已打印形态数据传送给切片系统；
切片系统：用于确定待打印物体的当前打印部分，接收所有已打印部分叠加后所形成结构的已打印形态数据；并根据所述已打印形态数据，确定所述待打印物体的未打印部分的未打印形态数据；确定后一打印部分的待打印数据，将所述待打印数据作为当前数据，所述后一打印部分作为当前打印部分；其中，所述后一打印部分为所述未打印部分中的一部分；所述当前数据包括切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据；用于根据当前打印部分的切片层厚、切片层数和当前打印部分模型数据对当前打印部分进行切片分层并获取层打印数据；
打印装置，用于根据当前打印部分的层打印数据，按照从下至上的顺序，对所述当前打印部分进行逐层打印叠加，形成已打印部分；
所述打印装置与所述切片系统电连接；
其中，所述已打印形态数据为所有所述已打印部分叠加后所形成结构的已打印总高度值；
所述未打印形态数据为所述未打印部分的理论未打印总高度值；
其中，所述已打印总高度值为所有所述已打印部分叠加后所形成结构在垂直于打印平面的方向上的尺寸；
所述理论未打印总高度值为所述待打印物体的物体总高度值与所述已打印理论总高度值之差；
所述物体总高度值为所述待打印物体在垂直于所述打印平面的方向上的尺寸；
所述已打印理论总高度值为各所述打印部分的理论高度值之和；各所述打印部分的理论高度值为各所述打印部分的切片层厚与切片层数的乘积；
或者；
所述已打印形态数据为所有所述已打印部分叠加后所形成结构的轮廓数据；
所述未打印部分的未打印形态数据为所述未打印部分的轮廓数据；
所述未打印部分的轮廓数据为所述待打印物体的轮廓数据与所有所述已打印部分叠加后所形成结构的轮廓数据之差。
10.根据权利要求9所述的物体制造系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于控制所述打印装置执行打印操作。
11.根据权利要求9所述的物体制造系统，其特征在于，所述监测系统包括摄像头与高度传感器中的至少一者。
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