CN109304870B - 3d打印方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种3D打印方法及设备。本发明的3D打印方法，包括：获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，不同高度群组包括所述待打印物体在对应不同姿态的至少一个方向上的高度；获取所有所述高度群组中高度最小的第一高度，并根据所述第一高度获取与所述第一高度正交的第二高度和第三高度，其中所述第二高度和所述第三高度均为各自所在方向上的最小高度；将所述第一高度、所述第二高度以及所述第三高度所在的方向分别作为所述待打印物体的三个打印方向进行打印。本发明能够实现较快的打印速度。

Description

3D打印方法及设备
技术领域
本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种3D打印方法及设备。
背景技术
3D打印(3D Printing，3DP)技术又称为增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术或快速成型(Rapid Prototyping，RP)技术，是基于离散-堆积原理，通过将模型分层，在支撑平台上逐层打印，然后多层叠加最终制成目标3D物体的立体构造技术，包括熔融沉积(Fused Deposition Modeling，FDM)技术、立体光固化(Stereo LithographyApparatus，SLA)技术、选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLA)技术、数字光处理(Digital Light Processing，DLP)技术、分层实体制造(Laminated ObjectManufacturing，LOM)技术、喷墨技术等。
现在常用的3D打印技术中，3D打印设备首先需要将待打印的物体进行建模分层，然后让打印头按照分层数据在支撑平台上进行逐层打印，最终堆叠形成要打印的物体。在打印过程中，打印头会往复进行扫描和打印移动，以在正确的位置喷出打印材料，而打印头与支撑平台之间的相对高度也会随着打印层的不同而逐个改变。
然而，在目前的3D打印技术中，由于打印头在打印各层数据时需要来回往复移动，根据打印物体的尺寸，通常需要几个小时到几十个小时的时间不等，在打印作业较多时，耗费的时间更将成比例的增长，打印整体耗时较长。
发明内容
本发明提供一种3D打印方法及设备，具有较快的打印速度。
第一方面，本发明提供一种3D打印方法，包括：
获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，不同高度群组包括待打印物体在对应不同姿态的至少一个方向上的高度；
获取所有高度群组中高度最小的第一高度，并根据第一高度获取与第一高度正交的第二高度和第三高度，其中，第二高度和第三高度之间的方向也相互垂直并正交，第二高度和第三高度均为各自所在方向上的最小高度；
将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向分别作为待打印物体的三个打印方向进行打印。
第二方面，本发明提供一种3D打印设备，包括打印头、支撑平台和控制单元，控制单元和打印头电连接，控制单元用于执行如上所述的3D打印方法，以使打印头在支撑平台上打印待打印物体。
本发明的3D打印方法具体包括先获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，每个高度群组包括待打印物体在对应该姿态的多个不同方向上的高度；再获取所有高度群组中高度最小的第一高度以及与第一高度正交的第二高度和第三高度，其中第二高度和第三高度均为各自所在方向上的最小高度；最后将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向分别作为待打印物体的三个打印方向进行打印。这样可以通过定向待打印物体，使得打印速度较慢的打印方向和待打印物体的高度较小的方向保持一致，使得待打印物体在各方向上的打印时间消耗均较少，提高了整体打印速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种3D打印方法的流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的在待打印物体的多个高度群组中获取第一高度、第二高度和第三高度的流程示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种获取待打印物体的高度群组的流程示意图；
图4a是本发明实施例三提供的待打印物体的其中一个三角面及其对应高度的示意图；
图4b是本发明实施例三提供的待打印物体的另一个三角面及其对应高度的示意图；
图5是本发明实施例三提供的待打印物体的第二高度与第一高度的相对关系示意图；
图6是本发明实施例四提供的待打印物体的第一高度以及对应三角面的示意图；
图7是本发明实施例四提供的根据第一高度获得第二高度的示意图；
图8是本发明实施例五提供的另一种获取待打印物体的高度群组的流程示意图；
图9是本发明实施例五提供的获取待打印物体不同姿态下的包容体的流程示意图；
图10是本发明实施例五提供的一种角度下的待打印物体及其包容体的示意图；
图11是本发明实施例五提供的另一个角度的待打印物体及其包容体的示意图；
图12是本发明实施例六提供的3D打印设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种3D打印方法的流程示意图。如图1所示，本实施例提供的3D打印方法具体包括如下步骤：
S101、获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，不同高度群组包括待打印物体在对应不同姿态的至少一个方向上的高度。
其中，待打印物体可以具有规则或者不规则的外形，在传统的3D打印过程中，待打印物体的放置姿态一般会根据自身的重心分布而定，例如竖直或者平躺放置等。而本实施例中，需要获取待打印物体在支撑平台上的多个可能的姿态，即待打印物体在三维空间中所可能呈现的多个不同的朝向。这样，由于3D打印设备在不同打印方向上的打印速度通常是不一致的，所以待打印物体可以按照某一最优姿态或朝向被定向摆放，例如将自身最长的尺寸设置为朝向打印速度最快的打印方向，以获得最短的打印时间。具体的，待打印物体在支撑平台上的不同姿态的数量可以根据实际需要以及3D打印设备的处理能力而定。待打印物体的可能呈现的朝向或姿态数量越多，则获取待打印物体的最佳定向姿态或最佳定向朝向的结果也就越精确，而对3D打印设备的处理能力的要求也就越高。
而对应于待打印物体的每个不同的姿态，待打印物体在呈该姿态时，在各个方向上均具有不同的高度，也就是在每个方向上的最大尺寸。因而，可以获取待打印物体在每个不同姿态时，该打印物体在至少一个方向上的高度，并将每个姿态所对应的高度信息汇集在一个高度群组内，这样该高度群组内即包括有待打印物体在该姿态的至少一个方向上的最大尺寸。高度群组内的至少一个高度能够对待打印物体的大小进行准确描述，从而让3D打印设备根据这些不同方向上的高度进行选择，以选出待打印物体的最优定向姿态。根据高度选择方法的不同，高度群组中所需要包括的高度的数量也并不相同。其中，每个高度群组中，所包括的高度至少为一个，且一般可包括有三个方向相互正交的高度，以便正确描述待打印物体在三维空间中的正确形状与尺寸。
S102、获取所有高度群组中高度最小的第一高度，并根据第一高度获取与第一高度正交的第二高度和第三高度，其中第二高度和第三高度均为各自所在方向上的最小高度。
当得到待打印物体的对应不同姿态的多个高度群组后，需要在所有高度群组中，找到最小的第一高度，并通过该第一高度找到与该第一高度的方向相互正交的第二高度以及第三高度，其中，第二高度和第三高度的方向也是相互垂直并正交的，同时，第二高度和第三高度均为各自所对应的方向上高度最小的高度。一般的，获取上述三个高度时，需要先获取第一高度，再以第一高度为基准顺次找到第二高度和第三高度，例如找到第一高度后，先根据第一高度获得第二高度，再根据第二高度和第一高度获取第三高度；或者获取第一高度后，先根据第一高度获取第三高度，再根据第一高度和第三高度获取第二高度。这样所获取的三个高度，表明了待打印物体在所有可能的姿态中，所具有的分别位于三个不同方向上的三个最小高度值。
需要说明的是，在获取上述高度时，第一高度可位于一个或多个高度群组中，当只有一个高度群组包括第一高度时，即可直接通过该第一高度的方向，找出与之正交的第二高度和第三高度；而当多个高度群组均包括第一高度时，则还需要在这些高度群组中进行进一步筛选，并在获取每个高度群组中的第二高度和第三高度后，再次在多个高度群组之间进行比较，以找出最小的第二高度和第三高度，以及与该第二高度和第三高度对应的第一高度。
S103、将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向分别作为待打印物体的三个打印方向进行打印。
而获取第一高度、第二高度以及第三高度之后，即可根据第一高度、第二高度以及第三高度各自的方向，最终确定待打印物体的最优的打印姿态。由于3D打印设备工作时，各个方向的打印速度不一致。因而可以通过将待打印设备的最小的高度分配给打印速度最慢的方向，而待打印设备中其它较小的高度分配给打印速度较慢的方向，以减少打印速度最慢的方向所消耗的打印时间，从而提高打印待打印物体时的综合速度。这样3D打印设备即可将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向定位成待打印物体的打印速度最慢的方向、打印速度较慢的方向以及打印速度最快的方向以进行打印。
例如，可以将第一高度所在的方向作为待打印物体的层堆叠方向，将第二高度所在的方向作为待打印物体的副打印方向，将第三高度所在的方向作为待打印物体的主打印方向。由于3D打印设备通常为分层打印，所以每一层都需要进行一整个层打印过程，且每一层均只能打印较小的厚度，因而在待打印物体的层堆叠方向上的打印速度，也就是层堆叠速度最慢，这样需要在让待打印物体在该打印方向上的高度较小，以减少打印时间；而在打印待打印物体时，3D打印设备一般在打印头的主扫描方向，也就是主打印方向可直接进行打印，因而在该方向上对待打印物体的打印速度是最快的，待打印物体在该方向上的高度可以较大；在打印头的副扫描方向，也就是副打印方向需要进行打印头的复位和移动等操作，因而在该打印方向上的打印速度较慢；所以可让待打印物体在副打印方向上的高度一般介于主打印方向和层堆叠方向之间。这样依照不同方向的打印速度设置待打印物体的定向姿态，可以保证待打印物体在各方向上的打印时间均消耗较少，提高了整体打印速度。
本实施例中，3D打印方法具体包括先获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，每个高度群组包括待打印物体在对应该姿态的多个不同方向上的高度；再获取所有高度群组中高度最小的第一高度以及与第一高度正交的第二高度和第三高度，其中第二高度和第三高度均为各自所在方向上的最小高度；最后将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向分别作为待打印物体的三个打印方向进行打印。这样可以通过定向待打印物体，使得打印速度较慢的打印方向和待打印物体的高度较小的方向保持一致，使得待打印物体在各方向上的打印时间消耗均较少，提高了整体打印速度。
实施例二
在得到待打印物体的多个高度群组后，在高度群组中获得第一高度、第二高度以及第三高度时，可以为不同高度设置优先级，并依照优先级依序获得第一高度、第二高度以及第三高度。图2是本发明实施例二提供的在待打印物体的多个高度群组中获取第一高度、第二高度和第三高度的流程示意图。如图2所示，具体的，在步骤S102中，具体还可以包括如下子步骤：
S1021、获取所有高度群组中高度最小的第一高度。
具体的，第一高度是所有高度群组中最小的高度，因此其所在的方向可以和打印待打印物体时，打印速度最慢的方向相匹配，以节省打印时间的消耗。
S1022、根据第一高度获取第二高度。
获取到了第一高度后，即可在高度群组中，找到与第一高度正交，且高度最小的第二高度。该第二高度既可以是和第一高度位于同一高度群组中(当高度群组中包括有多个方向上高度时)，也可以是和第一高度分别处于不同的高度群组(当高度群组中只包括一个方向上的高度)。其中，前一步骤所获取的第一高度可以在一个高度群组中，也可以在多个高度群组中。如只有一个高度群组包含有第一高度，该高度群组所对应的姿态即可作为待打印物体在支撑平台上的定向姿态，此时，第二高度以及第三高度可直接被确定；而如果多个高度群组包含有第一高度，则需要在这些包含第一高度的群组中，进一步获取方向与第一高度所在的方向垂直并正交的诸方向，并在诸个方向中选出高度最小的方向，该方向即为第二高度所在的方向。
而在多个高度群组包含有第一高度的情况下，为了确定唯一的第一高度，根据第一高度获取第二高度之后，还需要根据所得到的第二高度对第一高度进行更新，即将与该步骤所获得的第二高度对应的第一高度，重新作为唯一的第一高度。
S1023、根据第一高度和第二高度获取第三高度。
同样的，获取第二高度之后，即可根据第一高度和第二高度，获取与之正交并高度值最小的第三高度。如果包括第一高度和第二高度的高度群组具有多个，则可以在包括第一高度和第二高度的群组中，进一步获取与第一高度以及第二高度的方向均正交的方向中，高度值最小的方向，并将该方向作为第三高度所在的方向。
此外，由于之前步骤中所获取到的第二高度也有可能具有多个，因此根据第一高度和第二高度获取第三高度之后，还可以根据第三高度对第一高度和第二高度进行更新，即根据所得到的第三高度重新在多个第二高度以及第一高度中选出与该第三高度所对应的第二高度和第一高度，并确认为所要获得的第一高度和第二高度。
依照上述步骤，可以依次获取第一高度、第二高度以及第三高度，且确保第一高度、第二高度和第三高度均为各自方向上的最小值，以使待打印物体按照这些高度的方向进行定向时，所消耗的打印时间最短。
本领域技术人员可以理解的是，在获得第一高度和第二高度的基础上，高度最小的第三高度也有可能具有多个。由于此时所有的第三高度的高度值均相等，因而无论待打印物体按其中哪个姿态设置，都可以得到最快的打印速度，因此可以在多个第三高度中任选一个以进行后续打印。
本实施例中，在待打印物体的多个高度群组中获取第一高度、第二高度和第三高度具体包括先获取所有高度群组中高度最小的第一高度；再根据第一高度和第二高度获取第三高度；最后根据第一高度和第二高度获取第三高度。这样可以在不同方向上依照不同优先级依次获取该方向上最小的高度，从而确保较慢的打印速度能够与较短的长度相匹配，打印待打印物体时，待打印物体在打印速度最慢的方向的长度最小，从而尽量减小整体打印时间。
实施例三
在上述实施例二的基础上，在获取待打印物体的多个高度群组，并从这些高度群组中获取第一高度、第二高度和第三高度时，可以通过在待打印物体的模型上进行网格划分，并依据各个网格单元的方向确定第一高度、第二高度和第三高度的方向。图3是本发明实施例三提供的一种获取待打印物体的高度群组的流程示意图。如图3所示，获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组的步骤，具体包括：
S201、获取组成待打印物体的所有多边形面。
其中，待打印物体的模型可以由多个多边形面拼成，多边形面的面积大小和数量均可以根据需要以及3D打印设备的处理能力而进行设置。多边形面的数量越多，单个多边形面的面积越小，其组成的待打印物体的模型高度的获取结果越精确，而相应的，需要的处理能力也就越高。
具体的，多边形面可以为三角面等形状。以下如无特殊说明，均以做成待打印物体的为三角面为例进行说明。
S202、获取每个多边形面所对应的高度群组，高度群组包括待打印物体在与多边形面垂直的方向上的高度。
获得组成待打印物体的所有三角面之后，即可将该三角面作为基准平面，确定待打印物体对应于该三角面的高度，也就是待打印物体在垂直于该三角面方向上的最大尺寸。此外，高度群组中还包括每个多边形面的方向。这样待打印物体在与三角面垂直的方向上的高度，以及该三角面的方向，即该三角面相对于其它三角面或者整个待打印物体的相对角度均包括在该三角面所对应的高度群组中，以便于进行后续第一高度、第二高度和第三高度的选取。例如，图4a是本发明实施例三提供的待打印物体的其中一个三角面及其对应高度的示意图。如图4a所示，待打印物体的其中一个三角面为S1，而垂直于该三角面S1的高度为h1，该高度h1的大小、方向以及三角面S1的角度均包括在该三角面所对应的高度群组中。图4b是本发明实施例三提供的待打印物体的另一个三角面及其对应高度的示意图。如图4b所示，可以选取待打印物体的另一个三角面S2，以及相应的高度h2,并将该高度h2的大小、方向以及三角面S2的角度包括在三角面S2所对应的高度群组中。
相应的，在获取第一高度、第二高度以及第三高度的步骤中，获取所有高度群组中最小的第一高度的步骤，也就是步骤S1021具体可以包括获取所有高度群组中，待打印物体的与多边形面垂直的方向上的最小的高度，并将最小的高度作为第一高度。
这样，可以直接通过比较待打印物体的与三角面垂直的方向上的高度，而确定其中的最小值，并将该最小的高度作为第一高度，而3D打印设备在进行打印时，可将打印速度最小的打印方向定向为第一高度所在的方向。
图5是本发明实施例三提供的待打印物体的第二高度与第一高度的相对关系示意图。如图5所示，进一步的，在上述步骤S1021的基础上，得到第一高度后，还需要在与第一高度相互正交及垂直的方向上查找最小的高度，以作为第二高度和第三高度。此外，如果包含有最小的第一高度的高度群组有多个，则需要进行进一步筛选，以取得具有第二高度的群组。而根据第一高度获取第二高度的步骤，即步骤S1022具体可以包括：
在所有高度群组内获取在与第一高度所在方向正交且长度最小的高度，并将该高度作为第二高度；或者是在所有高度群组内获取在与第一高度所在方向近似正交，且长度最小的高度，并将该高度在与第一高度正交方向上的投影作为第二高度。
其中，上述步骤可对应每个高度群组中只包括一个方向上的高度的情况，因而在选取第二高度时，需要结合高度群组中三角面的方向，并查找其它高度群组中满足条件的高度，并将其作为第二高度。如图5所示，获取了最小的第一高度h1后，在获取第二高度时，因为第二高度与第一高度h1正交，所以可以根据三角面的方向，选出与第一高度h1所在三角面S1垂直的三角面，这样选出的三角面所对应的高度均会与第一高度h1垂直及正交。然后可将选出的三角面所对应的高度中，有一个三角面S2，其对应的长度或高度值最小，则该三角面S2所对应的高度h2即可作为第二高度。此外，由于待打印物体未必存在有和第一高度所对应的三角面相互垂直正交的三角面，因而在获取第二高度时，可以利用与第一高度对应的三角面近似垂直的其它三角面的高度进行判断。当三角面与第一高度对应的三角面近似垂直，例如是成80°以上的角度时，该三角面的高度与第一高度所在的方向也会近似正交。这样，找出方向与第一方向近似正交的所有高度后，即可让高高度在于第一高度正交的方向上进行投影，并将长度最小的投影作为第二高度。
同样的，如果第一高度和第二高度均只有一个，则可以直接将与第一高度以及第二高度均正交的方向选为第三高度。而当包含有最小的第二高度的高度群组有多个时，在上述步骤S1022的基础上，同样可以在所有包括第一高度和第二高度的高度群组中进行进一步筛选，以取得包括第三高度的群组，具体的，根据第一高度和第二高度获取第三高度的步骤，具体可以包括：在所有高度群组内获取在与第一高度和第二高度均正交且长度最小的高度，并将高度作为第三高度；或者，在所有高度群组内获取在与第一高度和第二高度均近似正交的高度，并将与第一高度和第二高度均近似正交的高度在与第一高度以及第二高度均正交的方向上的长度最小的投影作为第三高度。
获取到第三高度后，如果具有第三高度的高度群组只有一个，则直接可确定该高度群组所对应的第三高度；二如果具有第三高度的高度群组具有多个，则可以在这些高度群组中任选一个，以确定第三高度。
本实施例中，3D打印方法具体包括先获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，每个高度群组包括待打印物体在对应该姿态的多个不同方向上的高度；再获取所有高度群组中高度最小的第一高度以及与第一高度正交的第二高度和第三高度，其中第二高度和第三高度均为各自所在方向上的最小高度；最后将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向分别作为待打印物体的三个打印方向进行打印；在获取待打印物体的对应不同姿态的高度群组时，具体可以通过获取组成待打印物体的所有多边形面，并获取每个多边形面所对应的高度群组，其中，高度群组包括待打印物体在与多边形面垂直的方向上的高度，以及每个多边形面的方向。这样可以通过定向待打印物体，使得打印速度较慢的打印方向和待打印物体的高度较小的方向保持一致，使得待打印物体在各方向上的打印时间消耗均较少，提高了整体打印速度。
实施例四
在对待打印物体进行网格划分，并依据各网格单元的方向确定第一高度、第二高度和第三高度的方向时，在获取第一高度之后，由于第一高度和对应的多边形面是相互垂直的，所以也可以直接在该多边形面所在的平面上找到对应的第二高度和第三高度。此时，高度群组中不仅包含有待打印物体在垂直于多边形面方向上的高度，还包括待打印物体在多边形面上的投影。这样即可利用待打印物体在多边形面上的投影得到第二高度和第三高度。具体的，在获取待打印物体在不同姿态下多个高度群组时，获取第一高度、第二高度以及第三高度的步骤仍然可以包括：先获取所有高度群组中最小的第一高度；再根据第一高度获取第二高度最后根据第一高度和第二高度获取第三高度。
其中，获取所有高度群组中最小的第一高度的步骤具体可以包括获取所有高度群组中，待打印物体的与多边形面垂直的方向上的最小的高度，并将最小的高度作为第一高度。
这样，可以直接通过比较待打印物体的与三角面垂直的方向上的高度，而确定其中的最小值，并将该最小的高度作为第一高度，而3D打印设备在进行打印时，可将打印速度最小的打印方向定向为第一高度所在的方向。图6是本发明实施例四提供的待打印物体的第一高度以及对应三角面的示意图。如图6所示，假设三角面S1所对应的高度h1为所有三角面对应高度中最小的第一高度，在获取第二高度和第三高度时，即可根据该第一高度h1进行查找。
进一步的，如果包含有最小的第一高度的高度群组有多个，则需要利用第一高度进行在所有包括第一高度的高度群组中进行进一步筛选，以取得具有第二高度的群组，这样根据第一高度获取第二高度的步骤，即步骤S1022具体可以包括：
获取待打印物体在第一高度对应多边形面上的投影的最小长度，并将投影的最小长度作为第二高度。
具体的，该步骤具体可以是通过在具有第一高度的高度群组内分别获取待打印物体在第一高度对应多边形面上的投影的最小长度，并将所有最小长度中的最小值作为第二高度。
由于第一高度和对应的多边形面之间必然成垂直角度，所以当最小的第一高度具有多个时，可以通过将待打印物体在这些第一高度所对应的多边形面上进行投影，并找出待打印物体在多边形面上投影的最小长度。所找到的投影的最小长度由于位于多边形面上，因而和投影的最小长度所在的多边形面所对应的第一高度必然为相互正交的关系，该投影的最小长度即可作为第二高度。图7是本发明实施例四提供的根据第一高度获得第二高度的示意图。如图7所示，在获得第一高度h1以及对应的三角面S1后，可以将三角面S1作为投影平面，将整个待打印物体投影至三角面S1上，这样，待打印物体在三角面S1上的投影均与第一高度h1垂直，即可在投影上找出最小的高度h2，并将其作为第二高度。
此外，获得第二高度后，即可根据该第二高度对第一高度进行更新，也就是选择该第二高度所对应的第一高度，并将其作为所需要的第一高度。
同样的，在上述步骤S1022的基础上，若包含有最小的第一高度以及第二高度的高度群组有多个，则同样可以在根据第一高度和第二高度对高度群组中进行进一步筛选，以取得包括第三高度的群组，具体的，根据第一高度和第二高度获取第三高度的步骤，也就是步骤S1023具体可以包括：
将投影的与第一高度的方向以及第二高度的方向均垂直的长度作为第三高度。
这样，即可将待打印物体在第一高度所对应的多边形面上的投影中，与第一高度和第二高度方向均垂直的长度作为第三高度。
具体的，一般当第二高度只有一个时，则通过第一高度和第二高度，即可直接确定出与第一高度和第二高度均正交，且位于投影面上的第三高度。而当第二高度具有多个时，由于与第一高度和第二高度所对应的第三高度也会具有多个，所以该步骤可以为在具有第一高度和第二高度的高度群组内，获取待打印物体在第一高度对应多边形面上的投影中与第一高度的方向以及第二高度的方向均垂直，且长度最小的长度作为第三高度。
获取到第三高度后，如果具有第三高度的高度群组只有一个，则直接可确定该高度群组所对应的第三高度；二如果具有第三高度的高度群组具有多个，则可以在这些高度群组中任选一个，以确定第三高度。
本实施例中，3D打印方法具体包括先获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，每个高度群组包括待打印物体在对应该姿态的多个不同方向上的高度；再获取所有高度群组中高度最小的第一高度以及与第一高度正交的第二高度和第三高度，其中第二高度和第三高度均为各自所在方向上的最小高度；最后将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向分别作为待打印物体的三个打印方向进行打印；在获取待打印物体的对应不同姿态的高度群组时，获取第一高度后，可以获取待打印物体在第一高度对应多边形面上的投影的最小长度，并将投影的最小长度作为第二高度，并将投影上的与第一高度和第二高度均正交的长度作为第三高度。这样可以通过定向待打印物体，使得打印速度较慢的打印方向和待打印物体的高度较小的方向保持一致，使得待打印物体在各方向上的打印时间消耗均较少，提高了整体打印速度。
实施例五
在上述实施例二的基础上，在获取待打印物体的多个高度群组，并从这些高度群组中获取第一高度、第二高度和第三高度时，也可以通过利用待打印物体的外接形状进行高度群组的确定。图8是本发明实施例五提供的另一种获取待打印物体的高度群组的流程示意图。如图8所示，获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，具体可以包括：
S301、获取待打印物体在相对于支撑平台的每个姿态下的包容体，包容体为将待打印物体完全包容在内的最小实体。
其中，由于待打印物体通常为不规则形状，因此可以建立该打印物体在不同定向姿态下所对应的包容体，并利用包容体的尺寸和方向判断待打印物体在各方向上的长度。具体的，为了便于和相互垂直的各个打印方向相对应，包容体一般可以为各棱边相互垂直的长方体，且该长方体和待打印物体外接。
这样，待打印物体在相对于支撑平台的每一个不同的姿态或者角度下，均会相应的具有一个能够将待打印物体完全包容在内，且各方向上长度均为最短的长方体。每个长方体均相对于其它长方体相对旋转过一个较小的角度，从而可遍历待打印物体每一个可能的定向姿态。
具体的，图9是本发明实施例五提供的获取待打印物体不同姿态下的包容体的流程示意图。如图9所示，当包容体为待打印物体的外接长方体时，上述获取待打印物体在相对于支撑平台的每个姿态下的包容体的步骤，具体可以分为如下子步骤：
S3011、获取待打印物体相对于支撑平台的所有不同姿态；
S3012、分别获取每个姿态下待打印物体距离三维正交坐标系各个平面的距离最短的点和距离最长的点；
S3013、以每个姿态下待打印物体距离三维正交坐标系各个平面的距离最短的点和距离最长的点为顶点，建立待打印物体在该姿态下的包容体。
具体的，图10是本发明实施例五提供的一种角度下的待打印物体及其包容体的示意图。如图10所示，假设三维正交坐标系为XYZ坐标系，且包括三个相互垂直的平面X-Y平面、X-Z平面和Y-Z平面。任意选取待打印物体的一个姿态，根据步骤S3012，可以在该姿态下分别获取待打印物体上三维正交坐标系的距X-Y平面最近的点D1(x1，y1，z1)和最远点D1’(x1’，y1’，z1’)，距Y-Z平面最近点D2(x2，y2，z2)和最远点D2’(x2’，y2’，z2’)，以及距X-Z平面最近点D3(x3，y3，z3)和最远点D3’(x3’，y3’，z3’)。
而在步骤S3013中，上述D1、D1’、D2、D2’、D3、D3’六个点可以作为顶点，从而确定待打印物体的外接长方体。具体的，图X示出了待打印物体101及其外接的包容体，也就是长方体102，外接长方体102的顶点分别为a(x2，y3，z1)、b(x2’，y3，z1)、c(x2’，y3’，z1)、d(x2，y3’，z1)、a’(x2，y3，z1’)、b’(x2’，y3，z1’)、c’(x2’，y3’，z1’)，d’(x2，y3’，z1’)，根据八个顶点可得出长方体102的棱边分别为为L1＝x2’-x2、L11＝y3’-y3、L111＝z1’-z1。
S302、获取所有包容体所对应的高度群组，其中高度群组包括包容体的所有棱的棱长。
依旧以上述待打印物体101为例，可将待打印物体绕X、Y、Z方向中任意一个方向旋转一个预设定的角度，以使该待打印物体呈现不同的姿态。图11是本发明实施例五提供的另一个角度的待打印物体及其包容体的示意图。如图11所示，其示出了另一个角度获取的待打印物体101及其包容体202，重复上述步骤S3011至S3013，即可以获得待打印物体不同取向的外接长方体的各条棱的棱长。
例如，可以以1°作为单位，对待打印物体的姿态进行调节。其中，可首先将打印物体绕三维正交坐标系中的X方向循环旋转1°，获取X方向下所有360个取向的打印物体的外接长方体；接着分别在每一个沿X方向下的取向姿态下，将打印物体绕Y方向循环旋转1°，从而获取X方向、Y方向下所有360*360个打印物体的外接长方体，最后分别在每一个X方向、Y方向下的姿态再将待打印物体沿Z方向循环旋转1°，从而获取X方向、Y方向、Z方向下所有360*360*360个打印物体的外接长方体。这些外接长方体所对应的高度群组中包括外接长方体的所有棱长，以便在后续计算中获得需要的第一高度、第二高度和第三高度。
之后，和前述实施例三中的方法类似，在前述实施例二的基础上，获取所有高度群组中最小的第一高度步骤S1021具体可以包括：获取所有包容体中的长度最小的棱，并将长度最小的棱的棱长作为第一高度。
由于包容体的棱长表示了待打印物体的最大外部尺寸，因而可以通过选取包容体中长度最小的棱，以得到待打印物体的最小的第一高度。
进一步的，获取第一高度之后，如果具有第一高度的高度群组具有多个，则需要在所有包括第一高度的高度群组中进行进一步筛选，以取得具有第二高度的群组。在具有第一高度的高度群组内获取与第一高度所在方向正交，且高度最小的第二高度的步骤S1022，具体可以包括：在具有第一高度的高度群组内获取包容体的棱中，与第一高度方向不同且长度最小的棱，并将与第一高度方向不同且长度最小的棱的棱长作为第二高度。
其中，由于包容体为长方体，所以包容体各条棱之间均相互垂直正交，因此，可以较为容易的在包容体的各条棱中，选取和第一高度的方向不同，且长度最小的棱，以将该棱的长度作为第二高度，且该棱的朝向作为第二高度的方向。
同样的，当包含第二高度的高度群组也具有多个时，在具有第一高度和第二高度的高度群组内获取与第一高度以及第二高度所在方向均正交，且高度最小的第三高度的步骤S1023，具体可以包括：在具有第一高度和第二高度的高度群组内获取包容体的与第一高度以及第二高度方向均不同的棱，并将与第一高度以及第二高度方向均不同的棱的棱长作为第三高度。
这样确定了第一高度、第二高度和第三高度之后，即可根据这些高度的方向确定待打印物体相对支撑平台所呈现的最优姿态。按照该最优姿态对待打印物体进行打印，可以确保待打印物体在打印速度最慢的打印方向上具有较小的尺寸，减少了整体的打印时间。
本实施例中，3D打印方法具体包括先获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，每个高度群组包括待打印物体在对应该姿态的多个不同方向上的高度；再获取所有高度群组中高度最小的第一高度以及与第一高度正交的第二高度和第三高度，其中第二高度和第三高度均为各自所在方向上的最小高度；最后将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向分别作为待打印物体的三个打印方向进行打印；在获取待打印物体不同姿态下的高度群组时，可以先获取待打印物体在相对于支撑平台的每个姿态下的包容体，包容体为将待打印物体完全包容在内的最小实体；然后获取所有包容体所对应的高度群组，其中高度群组包括包容体的所有棱的棱长。这样可以通过定向待打印物体，使得打印速度较慢的打印方向和待打印物体的高度较小的方向保持一致，使得待打印物体在各方向上的打印时间消耗均较少，提高了整体打印速度。
实施例六
本发明还提供一种3D打印设备，可以用于执行前述实施例一至实施例四中的3D打印方法。图12是本发明实施例六提供的3D打印设备的结构示意图。如图12所示，本实施例提供的3D打印设备具体包括打印头1、支撑平台2和控制单元(图中未示出)，控制单元和打印头1电连接，控制单元用于执行实施例一至四所述的3D打印方法，以使打印头1在支撑平台2上打印待打印物体3。其中，3D打印方法的流程步骤均已在前述实施例一至四中进行了详细说明，此处不再赘述。
具体的，控制单元可以包括处理终端和驱动控制器等组成部分，处理终端可用于对待打印物体3进行处理，以形成用于打印的打印数据，而驱动控制器通过处理终端所发出的指令控制打印头1在支撑平台2上进行打印。处理终端所发出的指令，包括以上述实施例一至四中的方法流程定向打印待打印物体。待打印物体3在不同的方向的长度不同，具体的，对待打印物体3的定向应满足待打印物体在层堆叠方向的长度＜打印头副扫描方向上的长度＜打印头主扫描方向上的长度。
由于对待打印物体3所确定出的定向姿态可能和待打印物体3的实际重心不符，所以处理终端还用于生成待打印物体3的支撑结构，以在打印时对待打印物体3的悬空部位进行支撑。
确定好待打印物体3在支撑平台2上的姿态和定向后，即可对包括支撑结构在内的待打印物体3进行分层处理，接着将每层的层打印数据发送至驱动控制器，以控制打印头1进行打印，最终多层叠加，形成待打印物体3。
具体的，为进一步缩短处理终端数据处理时间，可以将前述实施例一至四中的3D打印方法与分层处理同时进行操作。具体的，当在待打印物体3各个不同姿态所对应的高度群组中确定出第一高度后，即可针对待打印物体3生成支撑结构，然后对包括支撑结构在内的待打印物体3进行分层处理，从而确定待打印物体3的第二高度和第三高度，最后将每层的层打印数据通过相应的转换后发送至驱动控制器控制打印头1进行打印，经过多层叠加后，形成待打印物体3。
具体的，上述分层处理可以为，将待打印物体3转换为数据形式，其中可以通过扫描的方式获取待打印物体3的信息，接着将待打印物体3包含的信息转换成能被处理终端的分层切片软件识别的数据格式，如STL格式、PLY格式、WRL格式等。具体的，待打印物体3包含的信息是以层为单位的，即待打印物体3被扫描后经过数据转换，转换成能被处理终端的分层切片软件识别的数据格式，之后通过分层软件进行切片分层，然后对每个切片层进行解析得到每层的层信息，再将每层的层信息转化为层打印数据。
具体的，层打印数据包括且不限于层结构数据、层非结构数据，层结构数据包括且不限于柱式结构数据、网格式结构数据、螺旋式结构数据等信息，层非结构数据包括且不限于材料、色彩等信息。
具体的，待打印物体3的层非结构信息是在对待打印物体3的切片层解析层结构信息的同时获得层非结构信息。
作为一种变化，层非结构信息的材料信息可根据具体需求进行设置；层非结构信息的色彩信息还可以通过绘图软件将待打印物体3直接绘制出来，常用的绘图软件如：CAD、Proe、Solidwork、UG、3DMax等，本领域技术人员理解，通过绘图软件绘制出的是待打印物体3的基本结构模型。本领域技术人员可以在现有技术的基础上做不同的变化，在此不予赘述。
作为一种变化，待打印物体3可以是单一材料或多材料打印而成，可以是单一颜色或多彩物体，诸如此类，在本发明中待打印物体3的材料种类、颜色信息等属性不受限制。
具体的，上述材料包括支撑材料与成型材料，所述支撑材料包括且不限于热熔性材料、水溶性材料等具有某一化学性能或物理性能的材料，所述成型材料包括且不限于光固化材料、温度固化材料、刚性材料、柔性材料等具有某一化学性能或物理性能的材料。
为进一步缩短待打印物体3的打印时间，将上述分层处理与驱动控制器控制打印头1进行打印同时操作，具体实现方式为，在处理终端获得待打印物体3的第一层打印数据后，在获取第二层打印数据的同时，将第一层打印数据发送至驱动控制器控制打印头1进行打印，如此循环，最终多层叠加以形成待打印物体3。
进一步的，所述处理终端、驱动控制器功能的实现可以是硬件、由处理器执行的软件或者二者的组合。具体地，如果通过软件模块实现，可将预先的程序烧录到所述处理器中，或者将软件安装到预置的系统中；如果通过硬件实现，则可利用现场可编程门阵列(FPGA)将对应的功能固定化实现。
进一步的，所述软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、硬盘、或本领域已知的任何其他形式的存储介质。通过将所述存储介质耦接至处理器，从而使所述处理器能够从所述存储介质中读取信息，并且可以向所述存储介质写入信息。作为一种变化，所述存储介质可以是处理器的组成部分，或者所述处理器和所述存储介质均位于专用集成电路(ASIC)上。
进一步的，所述硬件可以是能够实现具体功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件或以上这些硬件的组合。作为一种变化，还可以通过计算设备的组合实现，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、与DSP通信结合的一个或者多个微处理器的组合等。
本实施例中，3D打印设备具体包括打印头、支撑平台和控制单元，控制单元和打印头电连接，控制单元用于执行3D打印方法，以使打印头在支撑平台上打印待打印物体；其中，3D打印方法具体包括先获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，每个高度群组包括待打印物体在对应该姿态的多个不同方向上的高度；再获取所有高度群组中高度最小的第一高度以及与第一高度正交的第二高度和第三高度，其中第二高度和第三高度均为各自所在方向上的最小高度；最后将第一高度、第二高度以及第三高度所在的方向分别作为待打印物体的三个打印方向进行打印。这样可以通过定向待打印物体，使得打印速度较慢的打印方向和待打印物体的高度较小的方向保持一致，使得待打印物体在各方向上的打印时间消耗均较少，提高了整体打印速度。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种3D打印方法，其特征在于，包括：
获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，其中，不同高度群组包括所述待打印物体在对应不同姿态的至少一个方向上的高度；
获取所有所述高度群组中高度最小的第一高度，并根据所述第一高度获取与所述第一高度正交的第二高度和第三高度，其中，所述第二高度和所述第三高度之间的方向也相互垂直并正交，所述第二高度和所述第三高度均为各自所在方向上的最小高度；
将所述第一高度、所述第二高度以及所述第三高度所在的方向分别作为所述待打印物体的三个打印方向进行打印；
其中，所述获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，具体包括：
获取组成所述待打印物体的所有多边形面；
获取每个所述多边形面所对应的高度群组，所述高度群组包括所述待打印物体在与所述多边形面垂直的方向上的高度；
或者，所述获取待打印物体在相对于支撑平台的多个不同姿态下的高度群组，具体包括：
获取所述待打印物体在相对于所述支撑平台的每个姿态下的包容体，所述包容体为将所述待打印物体完全包容在内的最小实体；
获取所有所述包容体所对应的高度群组，其中所述高度群组包括所述包容体的所有棱的棱长。
2.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，获取到的所述第一高度至少具有一个，所述获取所有所述高度群组中高度最小的第一高度，并根据所述第一高度获取与所述第一高度正交的第二高度和第三高度，具体包括：
获取所有所述高度群组中高度最小的第一高度；
根据所述第一高度获取所述第二高度；
根据所述第一高度和所述第二高度获取所述第三高度。
3.根据权利要求2所述的3D打印方法，其特征在于，所述根据所述第一高度获取所述第二高度之后，还包括：根据所述第二高度对所述第一高度进行更新。
4.根据权利要求3所述的3D打印方法，其特征在于，所述根据所述第一高度和所述第二高度获取所述第三高度之后，还包括：根据所述第三高度对所述第一高度和所述第二高度进行更新。
5.根据权利要求2-4任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述高度群组还包括每个所述多边形面的方向，所述根据所述第一高度获取所述第二高度，具体包括：
在所有所述高度群组内获取在与所述第一高度所在方向正交且长度最小的高度，并将该高度作为所述第二高度；或者，
在所有所述高度群组内获取在与所述第一高度所在方向近似正交的高度，并将所述与所述第一高度所在方向近似正交的高度中，在与所述第一高度正交方向上的长度最小的投影作为所述第二高度。
6.根据权利要求5所述的3D打印方法，其特征在于，所述根据所述第一高度和所述第二高度获取所述第三高度，具体包括：在所有所述高度群组内获取在与所述第一高度和所述第二高度均正交且长度最小的高度，并将所述高度作为所述第三高度；或者，
在所有所述高度群组内获取在与所述第一高度和所述第二高度均近似正交的高度，并将所述与所述第一高度和所述第二高度均近似正交的高度在与所述第一高度以及所述第二高度均正交的方向上的长度最小的投影作为所述第三高度。
7.根据权利要求2-4任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述高度群组还包括所述待打印物体在所述多边形面上的投影，所述根据所述第一高度获取所述第二高度，具体包括：
获取所述待打印物体在所述第一高度对应多边形面上的投影的最小长度，并将所述投影的最小长度作为所述第二高度；
相应的，所述根据所述第一高度和所述第二高度获取所述第三高度，具体包括：
将所述投影的与所述第一高度的方向以及所述第二高度的方向均垂直的长度作为所述第三高度。
8.根据权利要求7所述的3D打印方法，其特征在于，所述获取所述待打印物体在所述第一高度对应多边形面上的投影的最小长度，并将所述投影的最小长度作为所述第二高度，具体包括：
在具有所述第一高度的高度群组内分别获取所述待打印物体在所述第一高度对应多边形面上的投影的最小长度，并将所有所述最小长度中的最小值作为所述第二高度。
9.根据权利要求8所述的3D打印方法，其特征在于，将所述投影的与所述第一高度的方向以及所述第二高度的方向均垂直的长度作为所述第三高度，具体包括：
在具有所述第一高度和所述第二高度的高度群组内，获取所述待打印物体在所述第一高度对应多边形面上的投影中与所述第一高度的方向以及所述第二高度的方向均垂直，且长度最小的长度作为所述第三高度。
10.根据权利要求1-4任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述多边形面为三角面。
11.根据权利要求1-4任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述包容体为所述待打印物体的外接长方体。
12.根据权利要求11所述的3D打印方法，其特征在于，所述获取所述待打印物体在相对于所述支撑平台的每个姿态下的包容体，具体包括：
获取所述待打印物体相对于所述支撑平台的所有不同姿态；
分别获取每个姿态下所述待打印物体距离三维正交坐标系各个平面的距离最短的点和距离最长的点；
以所述每个姿态下所述待打印物体距离所述三维正交坐标系各个平面的距离最短的点和距离最长的点为顶点，建立所述待打印物体在该姿态下的包容体。
13.根据权利要求12所述的3D打印方法，其特征在于，所述获取所有所述高度群组中最小的第一高度，具体包括：
获取所有所述包容体中的长度最小的棱，并将所述长度最小的棱的棱长作为所述第一高度。
14.根据权利要求13所述的3D打印方法，其特征在于，所述第一高度具有多个，所述根据所述第一高度获取所述第二高度，具体包括：
在具有所述第一高度的高度群组内获取所述包容体的棱中，与所述第一高度方向不同且长度最小的棱，并将所述与所述第一高度方向不同且长度最小的棱的棱长作为所述第二高度。
15.根据权利要求14所述的3D打印方法，其特征在于，所述第二高度具有多个，所述根据所述第一高度和所述第二高度获取所述第三高度，具体包括：
在具有所述第一高度和所述第二高度的高度群组内获取所述包容体的与所述第一高度以及所述第二高度方向均不同的棱，并将所述与所述第一高度以及所述第二高度方向均不同的棱的棱长作为所述第三高度。
16.根据权利要求1-4任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述将所述第一高度、所述第二高度以及所述第三高度所在的方向分别作为所述待打印物体的三个打印方向进行打印，包括：
将所述第一高度所在的方向作为所述待打印物体的层堆叠方向，将所述第二高度所在的方向作为所述待打印物体的副打印方向，将所述第三高度所在的方向作为所述待打印物体的主打印方向进行打印。
17.一种3D打印设备，其特征在于，包括打印头、支撑平台和控制单元，所述控制单元和所述打印头电连接，所述控制单元用于执行权利要求1-16任一项所述的3D打印方法，以使所述打印头在所述支撑平台上打印待打印物体。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7415457B2 (ja) * 2019-11-08 2024-01-17 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 情報処理装置、情報処理プログラム及び三次元造形システム
CN111347668A (zh) * 2020-03-06 2020-06-30 上海酷鹰机器人科技有限公司 一种3d打印机打印时间的获取方法、装置及3d打印机
CN113001967A (zh) * 2021-02-19 2021-06-22 深圳市创想三维科技有限公司 光固化打印方法、装置、电子设备及存储介质
CN114670452B (zh) * 2022-03-31 2024-05-17 深圳市创想三维科技股份有限公司 支撑生成方法、装置、电子设备及存储介质

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68929423T2 (de) * 1988-04-18 2003-08-07 3D Systems Inc Stereolithografische CAD/CAM-Datenkonversion
JPH07329190A (ja) * 1994-06-14 1995-12-19 Asahi Chem Ind Co Ltd 三次元物体の製造方法及び製造装置
SG87044A1 (en) * 1995-09-27 2002-03-19 3D Systems Inc Selective deposition modeling method and apparatus for forming three-dimensional objects and supports
US20060155418A1 (en) * 2003-04-14 2006-07-13 Therics, Inc. Apparatus, method and article for direct slicing of step based nurbs models for solid freeform fabrication
US7403833B2 (en) 2006-04-03 2008-07-22 Stratasys, Inc. Method for optimizing spatial orientations of computer-aided design models
US8219234B2 (en) * 2007-03-07 2012-07-10 Objet Geometries Ltd. Rapid production apparatus with production orientation determination
US10220569B2 (en) * 2013-12-03 2019-03-05 Autodesk, Inc. Generating support material for three-dimensional printing
WO2016026820A1 (en) * 2014-08-19 2016-02-25 Materialise N.V. Slice area distribution for obtaining improved performance in additive manufacturing techniques
US20160085882A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Build orientations for additive manufacturing
CN104503711B (zh) * 2014-11-17 2017-10-20 杭州先临三维科技股份有限公司 一种3d打印的自适应分层方法
JP6436743B2 (ja) * 2014-11-26 2018-12-12 キヤノン株式会社 画像情報処理装置、画像情報処理方法およびプログラム、並びに撮像装置
KR20170014617A (ko) * 2015-07-30 2017-02-08 삼성에스디에스 주식회사 3차원 모델의 비트맵 생성 방법과 이를 수행하기 위한 장치 및 시스템
EP3271809B1 (en) * 2015-07-31 2023-01-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Parts arrangement determination for a 3d printer build envelope
US10493701B2 (en) * 2015-10-01 2019-12-03 Xerox Corporation System and method for orthogonally arranging ejectors in a three dimensional object printer
DE102016014276A1 (de) * 2015-11-29 2017-06-01 Hochschule Mittweida (Fh) Verfahren zur Steuerung der Herstellung von Körpern durch Sintern oder Schmelzen einer aufgebrachten Schicht oder schichtweisen Abtrag von Material jeweils durch Bestrahlen der jeweiligen Schicht mit Laserstrahlung
JP6026688B1 (ja) * 2016-03-24 2016-11-16 株式会社松浦機械製作所 三次元造形方法
CN106156406B (zh) * 2016-06-23 2019-11-12 佛山市晗宇科技有限公司 一种用于3d打印模型自动排版的方法和系统
US20200086624A1 (en) * 2016-12-22 2020-03-19 Agency For Science, Technology And Research Method and system of manufacturing a load-bearing structure and a load-bearing structure manufactured thereof
CN106808681B (zh) * 2016-12-30 2019-09-06 华中科技大学 一种提高增材制造零件精度的方法
CN106915076B (zh) * 2017-05-12 2019-03-26 西安理工大学 一种适用于熔融沉积成型的分层厚度设计方法

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