CN109421274B - 3d打印方法、存储介质以及3d打印设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了3D打印方法、存储介质以及3D打印设备，涉及3D打印技术领域。所述方法包括：设定初始层厚，所述初始层厚满足一个或者多个三维模型所需的最高制件精度；为所述一个或者多个三维模型设定N个精度区域，N≧2；以所述最高制件精度和所述初始层厚为基准，为每个精度区域设定制件精度和层厚，其中制件精度为所述最高制件精度的精度区域的层厚设定为所述初始层厚；根据每个精度区域的层厚设定打印功率；打印过程中识别当前打印区域所属的精度区域，并根据当前打印区域所属精度区域的层厚和打印功率进行打印。本发明实施例公开的技术方案，有利于提高3D打印设备的成型效率。

Description

3D打印方法、存储介质以及3D打印设备
技术领域
本发明实施例公开的技术方案涉及3D打印技术领域，尤其涉及3D打印方法、存储介质以及3D打印设备。
背景技术
目前，3D打印技术是一种将三维模型分层切片，由打印材料逐层堆叠制造的方法，当第n个切片层打印完成之后，工作台变化一个层厚高度，然后打印第n+1个切片层。3D打印设备反复进行上述打印过程，直至物体的三维模型打印完成。由于各种3D打印设备主要应用了层叠堆积的成型原理，因此制件精度与成型效率之间存在矛盾。当制件精度越高时，单层的厚度就越小，而单层的厚度越小时，成型效率就会越低。制件精度指的是成型件的实际尺寸、形状、位置、质量等参数与图纸要求的理想参数之间的误差范围。成型效率指的是单位时间内打印的成型件的数量。
发明人在研究本发明的过程中，发现物体的三维模型在不同的构成部分所需的制件精度无需一致。通常结构越复杂的构成部分所需的制件精度就越高，而结构越简单的构成部分所需的制件精度就越低。现有技术中的3D打印过程难以根据不同构成部分的制件精度调整单层的厚度，因而抑制了3D打印设备的成型效率。
发明内容
本发明公开的技术方案至少能够解决以下技术问题：3D打印过程难以根据不同构成部分的制件精度调整单层的厚度，因而抑制了3D打印设备的成型效率。
本发明的一个或者多个实施例公开了一种3D打印方法，包括：设定初始层厚，所述初始层厚满足一个或者多个三维模型所需的最高制件精度；为所述一个或者多个三维模型设定N个精度区域，N≧2；以所述最高制件精度和所述初始层厚为基准，为每个精度区域设定制件精度和层厚，其中制件精度为所述最高制件精度的精度区域的层厚设定为所述初始层厚；根据每个精度区域的层厚设定打印功率；打印过程中识别当前打印区域所属的精度区域，并根据当前打印区域所属精度区域的层厚和打印功率进行打印。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述N个精度区域沿所述一个或者多个三维模型的制件切片的正方向设定；处于同一高度值的打印区域属于同一个精度区域。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述方法还包括：确定每个精度区域的高度值的范围；根据每个精度区域的高度值的范围识别当前打印区域所属的精度区域。
在本发明的一个或者多个实施例中，每个精度区域的层厚为所述初始层厚的整数倍。
本发明的一个或者多个实施例还公开了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令适于处理器加载并执行：设定初始层厚，所述初始层厚满足一个或者多个三维模型所需的最高制件精度。为所述一个或者多个三维模型设定N个精度区域，N≧2。以所述最高制件精度和所述初始层厚为基准，为每个精度区域设定制件精度和层厚，其中制件精度为所述最高制件精度的精度区域的层厚设定为所述初始层厚。根据每个精度区域的层厚设定打印功率。打印过程中识别当前打印区域所属的精度区域，并根据当前打印区域所属精度区域的层厚和打印功率进行打印。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述计算机指令还用于执行：确定每个精度区域的高度值的范围；根据每个精度区域的高度值的范围识别当前打印区域所属的精度区域。
本发明的一个或者多个实施例还公开了一种3D打印设备，所述3D打印设备中装设有上述任意一种所述的非暂态计算机可读存储介质。
与现有技术相比，本发明公开的技术方案主要有以下有益效果：
在本发明的实施例中，所述3D打印方法通过为一个或者多个三维模型设定多个精度区域，并为每个精度区域设定制件精度和层厚。由于制件精度越低时，单层的厚度越厚，成型效率就会越高，因此可以将制件精度要求相对较低的精度区域的层厚设定得相对厚一点，使得一个或者多个三维模型的成型效率提高。本发明实施例公开的3D打印方法在打印过程可以根据不同构成部分的制件精度调整单层的厚度，有利于提高3D打印设备的成型效率。
附图说明
图1为本发明的一实施例中3D打印方法的示意图；
图2为本发明的一实施例中在同一版面范围内为4个三维模型设定精度区域的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本申请的权利要求书、说明书以及说明书附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本发明的一实施例公开了一种3D打印方法，应用于3D打印设备。
参考图1，为本发明的一实施例中3D打印方法的示意图。所述3D打印方法包括：
设定初始层厚，所述初始层厚满足一个或者多个三维模型所需的最高制件精度。为所述一个或者多个三维模型设定N个精度区域，N≧2。以所述最高制件精度和所述初始层厚为基准，为每个精度区域设定制件精度和层厚，其中制件精度为所述最高制件精度的精度区域的层厚设定为所述初始层厚。根据每个精度区域的层厚设定打印功率。打印过程中识别当前打印区域所属的精度区域，并根据当前打印区域所属精度区域的层厚和打印功率进行打印。
所述一个或者多个三维模型通常排布在同一版面范围内。当根据上述方法为多个三维模型设定N个精度区域时，各个三维模型可以是相同的三维模型，也可以是结构上具有一定相似性的三维模型。通常三维模型中最复杂和最精细的组成部分需要最高制件精度，因此相应的组成部分在打印成型过程中的层厚最小。三维模型中结构相对较简单的组成部分需要的制件精度相对较低，因此结构相对较简单的组成部分可以采用比所述最高制件精度略低的制件精度。
在环境、打印材料、设备等条件一定的前提下，不同的层厚对应的打印功率不一样。基本的规律是，层厚越厚时所需打印功率越大。
在一种可能的实施方式中所述N个精度区域沿所述一个或者多个三维模型的制件切片的正方向设定。处于同一高度值的打印区域属于同一个精度区域。成型后的所述一个或者多个三维模型一般通过工作台承载，并由工作台每次变化一个层厚的高度，然后进入下一层的打印。
在一种可能的实施方式中，所述3D打印方法还包括：确定每个精度区域的高度值的范围。根据每个精度区域的高度值的范围识别当前打印区域所属的精度区域。同一精度区域内各层的层厚是一致的，而每一层所处的高度是不同的，因此可以根据高度值确定该层所属的精度区域。精度区域内最下一层的高度值与最上一层的高度值之间的范围为每个精度区域的高度值的范围。
在一种可能的实施方式中，每个精度区域的层厚为所述初始层厚的整数倍。因此只需对所述一个或者多个三维模型进行一次分层即可，将不同精度区域的的每一层提升初始层厚的整数倍即可获得不同精度区域的层厚。有利于简化软件的算法，提高打印效率。
下面将公开一个具体的实例以进一步阐述本发明公开的3D打印方法。参考图2，为本发明的一实施例中在同一版面范围内为4个三维模型设定精度区域的示意图。在图2中示意的版面范围内包括4个戒指模型，由基于DLP(Digital Light Procession，数字光处理技术)的3D打印设备打印完成。
将4个戒指模型设定为3个精度区域，分别为区域1、区域2和区域3。其中，区域3拥有最高制件精度，对应的层厚为25μm。区域2的制件精度要求次之，对应的层厚为50μm。区域1的制件精度要求相对较低，对应的层厚为100μm。根据使用的3D打印设备、环境、打印材料等条件，设定层厚为25μm、50μm以及100μm对应的曝光固化的时长为5000ms、8000ms以及11000ms。通常曝光固化的时长越长打印功率越大。确定区域1、区域2和区域3的高度值的范围，在打印过程中根据每个精度区域的高度值的范围识别当前打印区域所属的精度区域，然后根据不同层厚对应的不同曝光固化的时长进行曝光固化，直至所有三维模型打印完成。
在以选择性激光熔化技术为基础的3D打印设备中，应用上述3D打印方法时，所述打印功率具体为激光功率。一个或者多个三维模型的不同精度区域对应的不同层厚采用不同大小的激光功率进行熔融。例如打印材料为不锈钢粉末时，在扫描速度相同的条件下，如果打印100μm的层厚需要的激光功率为300W，则打印50μm的层厚需要的激光功率为200W，打印25μm的层厚需要的激光功率为150W。因而应用上述3D打印方法可以提高以选择性激光熔化技术为基础的3D打印设备的打印效率。
上述实施例中公开的3D打印方法，通过为一个或者多个三维模型设定多个精度区域，并为每个精度区域设定制件精度和层厚。由于制件精度越低时，单层的厚度越厚，成型效率就会越高，因此可以将制件精度要求相对较低的精度区域的层厚设定得相对厚一点，使得一个或者多个三维模型的成型效率提高。本发明实施例公开的3D打印方法可以在打印过程根据不同构成部分的制件精度调整单层的厚度，有利于提高3D打印设备的成型效率。
本发明的另一实施例公开了一种非暂态计算机可读存储介质。所述非暂态计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令适于处理器加载并执行：设定初始层厚，所述初始层厚满足一个或者多个三维模型所需的最高制件精度。为所述一个或者多个三维模型设定N个精度区域，N≧2。以所述最高制件精度和所述初始层厚为基准，为每个精度区域设定制件精度和层厚，其中制件精度为所述最高制件精度的精度区域的层厚设定为所述初始层厚。根据每个精度区域的层厚设定打印功率。打印过程中识别当前打印区域所属的精度区域，并根据当前打印区域所属精度区域的层厚和打印功率进行打印。
在一种可能的实施方式中，所述N个精度区域沿所述一个或者多个三维模型的制件切片的正方向设定。处于同一高度值的打印区域属于同一个精度区域。
在一种可能的实施方式中，所述计算机指令还用于执行：确定每个精度区域的高度值的范围；根据每个精度区域的高度值的范围识别当前打印区域所属的精度区域。
在一种可能的实施方式中，每个精度区域的层厚为所述初始层厚的整数倍。
本发明的另一实施例公开了一种3D打印设备。所述3D打印设备中装设有上述任意一种非暂态计算机可读存储介质。
当上述各个实施例中的技术方案使用到软件实现时，可以将实现上述各个实施例的计算机指令和/或数据存储在计算机可读介质中或作为可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质。以此为例但不限于此：计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外，任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光钎光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光钎光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定义中。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种3D打印方法，其特征在于，包括：
在版面范围内排版相同或相似的三维模型，设定初始层厚，所述初始层厚满足一个或者多个三维模型所需的最高制件精度；
根据三维模型结构及需要的制件精度为所述一个或者多个三维模型设定N个精度区域，N≧2，其中，所述N个精度区域沿所述一个或者多个三维模型的制件切片的正方向设定；
以所述最高制件精度和所述初始层厚为基准，为每个精度区域设定制件精度和层厚，其中制件精度为所述最高制件精度的精度区域的层厚设定为所述初始层厚，以所述初始层厚对版面上所有三维模型进行分层，其中，每个精度区域的层厚为所述初始层厚的整数倍；
根据每个精度区域的层厚设定打印功率；
确定每个精度区域的高度值的范围，打印过程中根据每个精度区域的高度值的范围识别当前打印区域所属的精度区域，处于同一高度值的打印区域属于同一个精度区域，并根据当前打印区域所属精度区域的层厚和打印功率进行打印。
2.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令适于处理器加载并执行：
在版面范围内排版相同或相似的三维模型，设定初始层厚，所述初始层厚满足一个或者多个三维模型所需的最高制件精度；
根据三维模型结构及需要的制件精度为所述一个或者多个三维模型设定N个精度区域，N≧2，其中，所述N个精度区域沿所述一个或者多个三维模型的制件切片的正方向设定；
以所述最高制件精度和所述初始层厚为基准，为每个精度区域设定制件精度和层厚，其中制件精度为所述最高制件精度的精度区域的层厚设定为所述初始层厚，以所述初始层厚对版面上所有三维模型进行分层，其中，每个精度区域的层厚为所述初始层厚的整数倍；
根据每个精度区域的层厚设定打印功率；
确定每个精度区域的高度值的范围，打印过程中根据每个精度区域的高度值的范围识别当前打印区域所属的精度区域，处于同一高度值的打印区域属于同一个精度区域，并根据当前打印区域所属精度区域的层厚和打印功率进行打印。
3.一种3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备中装设有权利要求2所述的非暂态计算机可读存储介质。
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