CN110370616A - 3d打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印方法，涉及打印技术领域，用于在通过现代化的3D立体打印工艺，表现出传统工艺效果，从而既能满足工业化生产的量产需求，又可达到传统工艺的美感。本发明的3D打印方法，其打印轨迹不再是现有的圆润走势或光滑曲线的形式，而是通过形成多条连续的折线形式的打印轨迹，因此每一遍的打印方式都发生变化，每一层的针刺感及立体感逐渐加强，从而能够使打印后获得的图案的边缘更具逼真性，使获得具有刺绣效果的打印图案赋予了产品更高的艺术性及价值，把中国传统工艺表现的淋漓尽致，同时又能满足工业化时代的生产需求。

Description

3D打印方法

技术领域

本发明涉及打印技术领域，特别地涉及一种3D打印方法，尤其涉及一种用于产生刺绣效果的3D打印方法。

背景技术

传统的工艺(如刺绣、漆器等)越来越受到大家的重视和喜爱，但是制作周期长、工序繁杂、要求较多、费工费时，实现性较差。怎么通过现代化工艺把传统的效果运用到家电行业中，是当下追求的目标。

目前传统的3D打印工艺，可以做到在家电产品上实现立体图案的效果。其通过按照每个图层的厚度要求来整体提取图案，叠加打印，从而达到相对立体的效果，但是利用此方法打印后，发现图层效果较平，无法体现出“刺绣”这一传统工艺的效果，而且获得的图案也不真实，较为死板。

发明内容

本发明提供一种3D打印方法，用于在通过现代化的3D立体打印工艺，表现出传统工艺效果，从而既能满足工业化生产的量产需求，又可达到传统工艺的美感。

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种3D打印方法，其包括以下步骤：

构造打印图案的轮廓线，并将所述轮廓线所构成的区域作为基层打印区域；所述轮廓线为不间断的折线；

构造待打印图案中每个颜色所在的区域，确定每个颜色所在的区域中的中亮区，所述中亮区的外轮廓线由不间断的折线所限定；

确定所述中亮区中需要进行凹陷的凹陷部，并确定所述中亮区中的暗调部，所述凹陷部及所述暗调部均由折线或线段所限定；

将所述中亮区中不包括所述凹陷部且不包括所述暗调部的区域作为中间层打印区域；

对所述基层打印区域采用3D打印以获得基层；

在所述基层上对所述中间打印区域采用3D打印以获得3D打印的产品。

在一个实施方式中，所述不间断的折线包括但不限于连续且闭合的Z形折线。

在一个实施方式中，所述折线包括但不限于不规则的折线，所述线段包括但不限于不规则的线段。

在一个实施方式中，所述基层为一层或多层；所述中间层为一层或多层。

在一个实施方式中，还包括：

对所述3D打印的产品的局部涂覆光油，并在紫外灯照射下对局部涂覆的光油进行固化处理。

在一个实施方式中，对基层打印区域采用3D打印以获得基层包括：

将基体按照一定的规则进行排列；

依次对每个基体上的基层打印区域采用3D打印以获得基层。

在一个实施方式中，在所述基层上对所述中间打印区域采用3D打印以获得3D打印的产品包括：

待每个基体上均获得基层后，依次对每个基体的基层上的中间打印区域采用3D打印以获得3D打印的产品。

根据本发明的第二个方面，本发明提供一种打印产品，其采用上述的方法打印获得。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明所述的方法尚未在空调及家电行业中应用，在3D打印行业也未应用过此方式，属行业创新及首创。

(2)打印区域不再是现有的有圆润走势或光滑曲线所形成的区域的形式，而是通过形成多条不间断的折线形成的区域进行打印的方式，因此每一遍的打印方式都发生变化，每一层的针刺感及立体感逐渐加强，从而能够使打印后获得的图案的边缘更具逼真性，使获得具有刺绣效果的打印图案赋予了产品更高的艺术性及价值，把中国传统工艺表现的淋漓尽致，同时又能满足工业化时代的生产需求。

(3)通过将每个颜色所在的区域中的暗调部以及凹陷部删除以形成中间层打印区域，旨在模仿人工一针针的绣迹的提取方式，即分层提取不同颜色的高光区域的轮廓线及刺绣细节来形成打印轨迹的方法，能够增强斑驳的痕迹感，最终实现了仿真的刺绣效果。

(4)相比传统手工刺绣工艺计算，本发明的打印方法制作效率大幅提升，时间成本节省80％左右，艺术价值无可估量。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1和2是现有技术中对提取待打印图层轮廓线的示意图；

图3本发明的一个实施例中采用连续的Z形折线提取打印图层轮廓线的示意图；

图4和5是本发明的一个实施例采用连续的Z形折线提取高光区域轮廓线的示意图；

图6和7是采用本发明的一个实施例中打印方法获得的打印效果图；

图8是本发明的一个实施例3D打印方法的流程图；

图9是本发明的一个实施例中批量生产的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

根据发明的第一个方面，如图8所示，本发明提供一种3D打印方法，其包括以下步骤。

步骤100：构造待打印图案的轮廓线，并将该轮廓线所构成的区域作为基层打印区域。该轮廓线可以是多条不间断的折线。例如，不间断的折线为连续且闭合的连续的Z形折线，可以理解地，不间断的折线还可以是连续且闭合的M形折线、N形折线和W形折线中的一种或几种。

其中，基层可以是一层或多层，可以根据用户的需求进行选择。

如图1和2所示为现有的打印方式中提取图案边线的方法，可以看出其中小鸟的轮廓线由光滑过渡的弧线组成，因此打印机探头的打印轨迹是圆滑的曲线走势，因此打印后形成的图层效果较平整，只能产生纯粹的圆弧型立体效果，刺绣感不强且不真实。而如图3所示，本发明中采用连续的折线的形式提取待打印图层的轮廓线，使图案的边缘更具逼真性。

具体地，以连续的折线作为待打印图案边缘的轮廓线，将该轮廓线所构成的区域作为基层打印区域，那么在整体打印时，打印探头的打印轨迹会按照折线的方式来行走，而不再是现有技术中圆弧线的形式。例如将单色为白色，将该待打印图案边缘的轮廓线作为第一层打印时整体打印的打印轨迹，这样就获得了一层单色打印的整体图案，这个图案在基体上因有一定厚度向外凸出，通过触摸能够感受到。

步骤200：构造待打印图案中每个颜色所在的区域，确定每个颜色所在的区域中的中亮区(即中间调区和高光区)，其中，中亮区的外轮廓线由不间断的折线所限定。同样地，步骤200中不间断的折线可以与步骤100中所述的不间断的折线相同。

进一步地，确定中亮区中需要进行凹陷的凹陷部，并确定所述中亮区中的暗调部，其中，凹陷部及所述暗调部均由折线或线段所限定；将中亮区中不包括凹陷部且不包括暗调部的区域作为中间层打印区域。

由于中间层打印区域不包括暗调部(即一些同种颜色中较暗的区域或部位)以及凹陷部(即需要凹陷的区域或部位)，因此在打印时，这些暗调部以及凹陷部就不会有打印材料进行填充，而那些较亮且需要凸出显示的部位和区域则会有打印材料进行推积，从而凸显打印后的立体感。如图4所示，中间部分有一些闭合的连续的区域，在后续的打印过程中，打印机的喷头在这些区域将不会出墨，而仅在那些被提取出来绿色所在的区域出墨，通过这样的方式来形成小鸟的羽毛根根分明的感觉。

通过仅对高光区进行打印，使打印后的产品在同一颜色区域亮的区域更亮，暗的区域则更暗，如图4所示，提取到小鸟的上半身的绿色区域，该区域中有一些其他的颜色，将这些掺杂的其他颜色删除，同时将暗调部，即显示的比较暗的区域或部位进行删除，以获得中间层打印区域，能够增强斑驳的痕迹感。在这个区域进行打印时，由于打印机探头由原来的圆润走势，变为“Z”字型打印走势，因此每一遍的打印方式都发生变化，每一层的针刺感及立体感逐渐加强，能够更逼真地显示小鸟的上半身的绿色羽毛区域，产生逼真的一根一根羽毛的效果，从而能够达到逼真的仿刺绣效果。

从图6和图7可以清楚的看出小鸟和梅花的边缘部位都有强烈的针迹感，“刺绣”效果逼真立体。

由于现有的提取方式是不区分颜色，也不区分颜色中的高光区、中间调区和暗调区，只整体提取需要凸起的部分，从而使打印出来的效果较死板。而本发明中，通过对每个颜色进行分别提取，再进行保留高光区的提取，即进行“刺绣感”仿针迹提取，使提取后的图层产生斑驳的绣迹感，如图6所示，小鸟的每一根羽毛都能立体生动地显示。

其中，中间层可以是一层或多层，可以根据用户的需求进行选择。

步骤300：对基层打印区域采用3D打印以获得基层，在基层上对中间打印区域采用3D打印以获得3D打印的产品，该产品具有刺绣效果的产品。利用油墨可堆积的特性，通过采用分层打印的方法使图案具有错落有致、高低不同的立体感。

具体地，对基层打印区域采用3D打印以获得基层包括：首先，将基体按照一定的规则进行排列；其次，依次对每个基体上的基层打印区域采用3D打印以获得基层。从而使打印机一遍能够打印多个基体。

同样地，待每个基体上均获得基层后，再依次对每个基体的基层上的中间打印区域采用3D打印以获得3D打印的产品。

也就是说，针对大批量生产时，可以分别对每件基体都进行打印基层的操作，待获得基层后在对每个基层上的中间层进行打印，从而节省加工的时间。

进一步地，由于3D立体打印工艺，可通过油墨堆积厚度，来实现图案的凹凸感和纹理感；通过光油的应用，能够实现立体光面和亚面的区分。

如图1所示的小鸟，现有技术中的打印方式如下：

a.打印精度：720*1080(6pass)单向打印。b.第一次浮雕：整个小鸟(单出白，2pass白墨量)跳白打印。c.第二次浮雕：小鸟上半身(单出白，2pass白墨量)跳白打印；d.第三次浮雕：眼睛和羽毛(百彩同时打印，2pass白墨量)跳白打印；e.第四次浮雕：整个小鸟(单出光油，1pass光油量)不跳白打印。

可以看出现有技术中打印出来的小鸟非常死板，其羽毛等部位不能逼真地进行显示。

而本申请中，通过采用创新的提取方式，以连续的折线所形成的区域作为基层区进行打印，以中亮区中不包括暗调部和凹陷部而形成区域作为中间区进行打印，能够增加打印图案的立体感，以及凹凸不平的触感，使获得的打印图案更加真实。

步骤400：对步骤300中获得的产品的局部涂覆光油，并在紫外灯照射下对局部光油进行固化处理。根据紫外灯能使光油瞬间固化的特点，因此通过对产品的局部涂覆透明光油，使图案具有局部光亮的效果，从而使整个画面的对比及仿真度更加强烈。

为了使“刺绣”的效果更逼真，在选择待打印图案时，尽量选择具有刺绣效果的图案。

此外，基材为注塑布纹，此基材有凹凸不平的纹理，但不影响打印的效果和附着力，可以清楚的看出图6和图7中小鸟和梅花的边缘部位都有强烈的针迹感，“刺绣”效果逼真立体。

进一步地，为了能满足工业化的量产需求，打印时可根据需要将基体进行排列。分别对排列好的基体逐行进行打印以获得具有刺绣效果的产品，当然也可以逐列进行打印。如图9所示的矩形框，即为基体，按照图9所示的排列，分别进行打印。

综上所述，本发明的其中一个发明构思在于，通过改变常规的图层提取方式，以Z形折线的方式提取待打印图层的轮廓线，使打印轨迹发生变化，会产生Z形的轮廓化效果，从而使图案的边缘更具逼真性。

进一步地，本发明的另一个发明构思在于，通过对待打印图案的每个颜色分别提取，并进一步提取每个颜色的高光区，而且用“刺绣”的方式提取，即模仿人工一针针的绣迹提取方式，来提取每个颜色的高光区域，从而改变了打印机探头的工作方式和工作轨迹，最终实现了仿真的刺绣效果。

根据本发明的第二个方面，本发明提供一种打印产品，其采用上述的方法打印获得。

需要说明的，本发明所述的具有“刺绣效果”的产品是指具有刺绣产品一针一针的针迹感的产品，以及具有逼真立体的视觉效果和具有凹凸不平的触摸效果的产品。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

构造待打印图案的轮廓线，并将所述轮廓线所构成的区域作为基层打印区域；所述轮廓线为不间断的折线；

构造待打印图案中每个颜色所在的区域，确定每个颜色所在的区域中的中亮区，所述中亮区的外轮廓线由不间断的折线所限定；

确定所述中亮区中需要进行凹陷的凹陷部，并确定所述中亮区中的暗调部，所述凹陷部及所述暗调部均由折线或线段所限定；

将所述中亮区中不包括所述凹陷部且不包括所述暗调部的区域作为中间层打印区域；

对所述基层打印区域采用3D打印以获得基层；

在所述基层上对所述中间打印区域采用3D打印以获得3D打印的产品。

2.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，所述不间断的折线包括但不限于连续且闭合的Z形折线。

3.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，所述折线包括但不限于不规则的折线，所述线段包括但不限于不规则的线段。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述基层为一层或多层，所述中间层为一层或多层。

5.根据权利要求1或2所述的3D打印方法，其特征在于，还包括：

对所述3D打印的产品的局部涂覆光油，并在紫外灯照射下对局部涂覆的光油进行固化处理。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的3D打印方法，其特征在于，对基层打印区域采用3D打印以获得基层包括：

将基体按照一定的规则进行排列；

依次对每个基体上的基层打印区域采用3D打印以获得基层。

7.根据权利要求6所述的3D打印方法，其特征在于，在所述基层上对所述中间打印区域采用3D打印以获得3D打印的产品包括：

待每个基体上均获得基层后，依次对每个基体的基层上的中间打印区域采用3D打印以获得3D打印的产品。

8.一种3D打印产品，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项所述的3D打印方法打印获得。