CN110869188B - 用于增材制造的物体模型中的嵌套分段 - Google Patents

Abstract

在示例中，一种方法包括：在处理器处接收在增材制造中要被生成的物体的数据模型。包括物体的至少一部分的表示的虚拟构造体积可被分割成包括核心分段和外围分段的多个嵌套分段。分割虚拟构造体积可包括基于物体的几何形状和预期的物体属性的至少一个来确定外围分段的尺寸。

Description

用于增材制造的物体模型中的嵌套分段

背景技术

三维(3D)打印是一种增材制造过程，在其中例如可以通过对构造材料的连续层进行选择性固化形成三维物体。可在数据模型中描述要形成的物体。选择性固化可以例如通过熔融、粘合或通过包括烧结、挤出和辐照的过程的固化来实现。这种系统生产的物体的质量、外观、强度和功能可根据所使用的增材制造技术的类型而有所不同。

附图说明

现在将参考附图描述非限制性示例，其中：

图1是用于为增材制造中要生成的物体生成分段数据模型的方法的示例；

图2A、图2B和图2C示出了分段模型的示例；

图3是生成物体的方法的示例；

图4和图5是用于处理与增材制造有关的数据的装置的示例；以及

图6是与处理器相关联的机器可读介质的示例。

具体实施方式

增材制造技术可以通过构造材料的固化生成三维物体。在一些示例中，构造材料可以是粉末状的颗粒材料，其可以例如是塑料、陶瓷或金属粉末。所生成的物体的属性可取决于构造材料的类型和所使用的固化机制的类型。构造材料可被沉积在例如印刷床上，并且在例如制造室内被逐层地处理。

在一些示例中，选择性固化通过定向施加能量被实现，例如使用激光或电子束，其导致在施加定向能量的情况下构造材料的固化。在其它示例中，至少一种打印剂可被选择性地施加到构造材料，并且当施加时可以是液体。例如，定影剂(也被称为“聚结剂”或“凝聚剂”)可以以从表示要生成的三维物体(其可以例如从结构设计数据中生成)的切片的数据得出的图案被选择性地分布到构造材料的层的部分上。定影剂可具有吸收能量的成分，使得当能量(例如，热)被施加到层上时，构造材料根据图案聚结并且固化以形成三维物体的切片。在其它示例中，可以以某些其它方式实现聚结。

打印剂的另一个示例是聚结改性剂(其可以被称为改性剂或细化剂)，其例如通过抑制、减少或增加聚结起到改变定影剂和/或所施加的能量的效果的作用，或起到有助于为物体生成特定的表面或外观的作用。例如包括染料、着色剂、导电剂、用于提供透明性或弹性等的试剂的属性改性剂在一些示例中可被用作定影剂或改性剂和/或用于为物体提供特定的属性的打印剂。

增材制造系统可基于结构设计数据生成物体。这可涉及设计人员例如使用计算机辅助设计(CAD)应用程序生成要生成的物体的三维模型。该模型可定义物体的实心部分。为了使用增材制造系统从模型生成三维物体，可对模型数据进行处理以生成模型的平行平面的切片。每个切片可定义构造材料的相应层的至少一部分，该构造材料将由增材制造系统固化或导致聚结。

图1示出了方法的示例，该方法可以是计算机执行的方法，例如使用至少一个处理器执行的方法，并且可以包括为增材制造中要生成的物体生成分段数据模型的方法。这些分段可以例如表示要生成的物体的嵌套“外壳”和/或可以使用不同的处理参数生成的周围区域。在一些示例中，分段可以例如表示将使用打印剂的特定组合和/或用量生成的物体部分，从而具有不同的属性，例如不同的颜色，或不同的机械属性或功能属性。例如，可以通过具有第一颜色的外壳、具有不同颜色的内壳以及第三颜色的芯提供特定的预期颜色。

框102包括在处理器处接收要在增材制造中生成的物体的数据模型。该数据模型可以被例如从存储器、通过网络、通过通信链路等接收，并且可以对物体的全部或部分进行建模。在一些示例中，数据模型可以例如包括物体模型数据和物体属性数据。物体模型数据可定义模型物体的至少一部分的三维几何模型，包括三维坐标系中物体的全部或部分的形状和范围，例如物体的实心部分。在一些示例中，数据模型可将物体的表面表示为例如网格。物体模型数据可以例如由计算机辅助设计(CAD)应用程序生成。物体属性数据可以为要生成的三维物体或部分要生成的三维物体定义至少一种物体属性。如果不存在物体属性数据，则物体可基于所使用的构造材料和打印剂而具有某些默认属性。在一个示例中，物体属性数据可以包括要生成的物体的至少一部分的颜色、柔韧性、弹性、刚度、表面粗糙度、孔隙率、层间强度、密度、透明度、电导率等的任一个或任意组合。物体属性数据可以为物体的一个或多个部分定义多个物体属性，并且指定的属性可因物体而异。

框104包括由处理器将包括物体的至少一部分(或其表示)的虚拟构造体积(virtual build volume)分割成包括核心分段和至少一个外围分段的多个嵌套分段。确定分段包括确定外围分段的尺寸，并且可以基于物体的几何形状和预期的物体属性(例如，颜色、强度、回弹力等)中的至少一个。

虚拟构造体积可以例如包括包围物体的边界框，可以是物体的大小和形状(即，跟随物体的表面)，和/或表示将在其中制造物体的构造体积的至少一部分。在一些示例中，虚拟构造体积可以包括一个或多个“切片”，每个“切片”可以表示要在物体的逐层增材制造中制造的物体的层，和/或要在其中制造物体的制造室的至少一部分。

在一些示例中，如下面更详细地描述的，多个嵌套的外围分段可被生成。这样的分段可以在内部外围分段或核心的外围。

分段的嵌套可以是完全的或部分的(即，外围分段可以围绕核心分段或内部外围分段的整个边界延伸，或仅围绕边界的一部分延伸)。在一些示例中，至少一个外围分段可以围绕核心分段形成外壳。核心可包括任何内部分段，该内部分段具有围绕该内部分段的至少一部分形成的外围分段。

在一些示例中，所确定的外围分段的尺寸包括围绕物体的核心分段的至少一个外围分段的厚度(其可以是二维的厚度或三维的厚度)。如下面进一步阐述的，在一些示例中，这样的外围分段的厚度可以根据局部几何形状和/或局部预期的物体属性而变化。

当确定用于生成物体的指令时，分段可被分别处理。例如，不同的映射资源或规则可被应用于不同的分段。

在分段之间进行区分在增材制造中可具有多种用途。例如，当打印3D彩色物体时，可在物体的所需颜色和物体的机械属性之间进行权衡。当将大量热能应用于构造材料以将层融合在一起时，可生成具有显著机械强度和功能的更高密度的3D物体。可用于融合的热能的量部分地取决于定影剂吸收辐射的强度，并且定影剂的辐射吸收率部分地取决于定影剂的颜色。例如，具有青色、品红色或黄色(C、M或Y)着色剂的近红外色定影剂的吸收强度通常低于例如基于炭黑的定影剂的吸收强度，该基于炭黑的定影剂是一种有效的能量吸收剂。因此，施加了着色剂的任何构造材料的融合等级比类似生产的3D打印的黑色物体的融合等级更低，这可导致与可比较的黑色物体相比，彩色物体具有更低的密度以及更少的机械强度和功能。

然而，通过在产生用于生成物体的指令时区分各分段，可例如在施加了基于炭黑的定影剂的坚固的核心周围形成对应于外围分段的彩色外壳。这样可以使物体色彩鲜艳而不会过度削弱其强度。

而在一些示例中，可确定关于核心分段的彩色外围分段，该核心分段使用基于炭黑的定影剂被融合，所得物体的色域可被下面的核心分段的表面可见性减少(对于部分透明的外部外围分段可能更是如此)。提供较厚的外部分段提供了较高程度的核心的颜色的遮盖力，但可能会牺牲强度和/或增加成本(例如，着色剂的成本可能更高)。提供至少一个中间外围分段可允许属性的更平缓的过渡(例如，从黑色到彩色)。

虽然这里使用了颜色的示例，但是对于其它属性也是如此：例如，可以生成物体以包括相对坚固但可能相对脆的核心。这可被外部分段保护，该外部分段是相对有弹性的，该分段的厚度根据所需的保护水平确定。通过提供许多外围分段(例如，n个外壳)，可以实现从核心到表面的平滑和/或平缓过渡。如果相反地，例如，在坚固的核心周围有脆的外部分段，则可以以某种方式让位，从而导致核心上的突然负载猛增。随着经过n个嵌套分段的平滑过渡，较弱的外部分段可在压力下逐渐让位。

此外，与围绕核心的单个弹性分段相比，通过在提供预期的表面弹性的同时吸收能量，朝向表面的弹性增加的上覆外围分段可以保护核心分段免于被更有效地破碎。因此，可以在逐段的基础上确定这种外围分段的弹性及其厚度。

在一些示例中，分段厚度可被牺牲，例如，以允许另一分段占据更大的体积比例。例如，外部外围分段的宽度可被减小，以允许内部分段(其可以是核心分段或内部外围分段)具有特定的强度、融合热，具有阈值大小等。

在基于物体的几何形状确定尺寸(例如厚度)的示例中，这可以包括确定局部特征大小，例如物体在某个位置的横截面积。在另一个示例中，基于物体的几何形状确定厚度可以包括确定物体内的分段(或分段的一部分)的位置：例如，物体的较高部分(在制造过程中在后形成的那些部分)可以与不同于较低部分的分段厚度相关联，和/或面向上的面可以与不同于面向下的面的分段厚度相关联，这可以在制造等过程中考虑热考量。

在基于物体属性(其在物体之间和/或内部可以有所不同)确定尺寸的示例中，这可以包括基于属性阈值、预期属性梯度(例如，电导率梯度、回弹性相对于刚度梯度等)和/或质量指标确定尺寸。

为了考虑属性阈值的示例，物体可具有两个或多个属性，而在整个物体上均匀地应用打印剂可能很难实现。例如，可以有阈值强度和指定的颜色。实际上，如上所述，在一些示例中，彩色物体可能相对较弱。因此，在一些示例中，阈值强度可由核心部分提供，而颜色可由外围分段提供。可以确定外围分段的厚度，以便提供用于提供至少阈值强度的核心和/或以便提供阈值颜色质量(例如亮度)。在某些示例中，在给定可用材料或给定物体几何形状等条件下，可能无法提供质量的组合(例如，可能难以或不可能提供具有高弹性的高强度，或者高强度和鲜艳的色彩)。在这样的示例中，第一分段可被指定以提供属性之一(例如，根据预定的层次结构)，并且在给定该约束的情况下，可以尽可能紧密地匹配另一属性。

在另一个示例中，诸如颜色的属性可被指定并且分段可被确定，以便在尽可能薄的分段中提供颜色，因为彩色的打印剂可与更高的成本相关联。例如，这可以基于颜色的明度和/或材料的透明度等而有所不同。

为了考虑质量指标的示例，可以是外部分段的分段可以与旨在提供明亮色彩的处理参数相关联，该处理参数可以以物体强度为代价被提供(例如，着色剂与定影剂的比例可比其它部分中更高)。在分割与高颜色质量指标相关联的物体的模型时，这种分段可被指定为相对较厚。但是，当较低的颜色质量可被接受时，该分段可被指定，但是该分段相对较薄。反过来对于强度指标而言可以是正确的，即，高强度指标可与薄彩色分段相关联(因为，如上所述，在某些示例中，彩色分段可能倾向于弱)。在另一个示例中，分段可被确定以便在特定的第一属性(例如强度)中提供阈值参数，并且剩余的分段可被确定以便例如在给定第一参数的约束的情况下优化第二属性(例如，色彩)。

为了考虑属性梯度，每个分段可以与变化的属性参数中的阶段相关联。例如，外部分段可具有高弹性，且中间分段可具有中等弹性，以及核心可具有相对低的弹性(在一些示例中是相对脆的)。在另一个示例中，外部分段可以是明亮的颜色，中间分段可以具有中间的颜色，并且核心可以具有相对暗的颜色。在这样的示例中，分段的相对厚度可以确定物体的外观和/或功能行为，例如引起其永久损坏的阈值力或外部分段的亮度。分段的厚度可被相应地选择。

可以为整个物体(或为包含整个物体的构造体积)确定分段，或者可以为构造体积/物体的“切片”或每个“切片”确定分段，切片可对应构造材料的层，该构造材料的层将在逐层增材制造过程中被处理以生成物体的层。

图2A示出了3D物体200的表示的示例，在该示例中3D物体200为球形、被分割成分段。在该示例中，存在被两个同心的壳状外围分段204和206围绕的核心分段202。外围分段204和206的厚度可以根据以上框104的方法确定。为了讨论的目的，可以认为物体200以类似于“地质模型”的方式表示，具有核心(核心分段202)、壁炉架(内壳204)和外壳(外壳206)。

在图1的方法的示例中，在框102中接收的数据模型可以是球形模型，并且可以在框104中确定分段202、204、206。

尽管在此示例中，核心分段202基本上位于物体200的中心，但这并非在所有示例中都是如此。另外，虽然在该示例中外围分段204和206是同心的，并且其边界遵循物体200的表面的轮廓，但是在其它示例中，它们缺少这些属性中的一个或两个。确实，在一些示例中，可存在多个物体核心分段202，在其周围形成外围分段204和206。

图2B示出了要生成的物体的切片208的表示。在该示例中，物体包括具有狭窄的中央部分210和两个较宽的末端部分212a、212b的细长结构。在该示例中，核心分段214经由中央部分210朝物体的任一端延伸。在任一端处，形成两个外围分段216、218，但是当外部外围分段218延伸穿过中央部分210时，内部外围分段216没有(即，以一种方式来看，可以认为其在中央部分的厚度为零)。此外，在该示例中，外部外围分段218的厚度在相对较窄的中央部分210中减小，从而允许核心分段214的宽度增加。

因此，在一些示例中，如在图2B的示例中所示的，在框104中确定分段可以包括将在框102中接收的模型(在该示例中，切片208的模型)分割成至少一个外围分段，使其具有可变的厚度(即，在某些点处比在其它点处更厚)，并且确定外围分段，该外围分段具有在第一物体区域中的非零的厚度以及在第二物体区域中的为零的厚度。

在该示例中，在物体的外部形成有另一外围分段220。为了继续上面的地质模型的示例，该外围分段220可被认为包括物体的“大气”。换句话说，在一些示例中，在框104中确定外围分段可以包括确定物体外部的至少一个分段。如下面进一步描述的，该分段可被用于定义可提供热控制的打印指令或用于增强物体属性。

在图2C中，外围分段222在第一区域224中比在第二区域226中更宽(并且核心分段228在第一区域224中比在第二区域226中相应地更窄。这可以允许属性在不同区域224、226中是不同的。例如，如果要对外围分段222进行处理以提供彩色外壳并且要对核心进行处理以提供强度(例如，包括高比例的“炭黑”定影剂)，在第一区域和第二区域的厚度之间可有不同的权衡：由于第一区域224具有较厚的外围分段222，因此第一区域224可以比第二区域226更加色彩鲜艳，而第二区域的颜色可由核心分段228(其可以由炭黑形成，并且因此颜色相对较暗，即使形成了重叠的但相对薄的外围分段)的颜色决定。然而，第二区域226可以相对坚固，因为如上所述，彩色部分由于它们通常较低的吸收辐射的能力而可以具有较低的强度。

在将物体的切片形成为分段的情况下，针对不同的分段这可被独立地执行。例如，一个切片中的核心分段可以与先前的切片或后续的切片中的核心分段对齐、部分对齐或不重叠。不同的切片可具有不同数量的分段。

在一些示例中，外围分段的厚度可以确定特性的变化率，并且通过因此选择每个外围分段的厚度(或尺寸)，可以获得对特性的更大控制。在一些示例中，一个或多个外围分段的厚度可以允许对外观属性和机械属性之间的权衡的控制。外围分段的厚度也可被设置，以允许例如阈值大小或体积比例的另一外围分段(例如，提供强度的核心分段或内部外围分段)被提供。

在一些示例中，相对于至少一些分段，可以使用低色调的定影剂代替炭黑，这可以增加物体可用的色域。然而，如果这种替代性定影剂是效率较低的吸热剂和/或比较昂贵(由于其本身或由于通过施加更多的试剂或能量以达到定影温度)，可以控制它的使用，以便仅在提供特定好处(例如，色彩鲜艳)的那些情况下使用它。例如，它的使用可以被限制到终端用户可以看到色彩的外围分段(例如，外部外围分段)。

例如，物体的较低切片(将被形成为物体的初始层，即，在逐层制造过程中被首先制造)可被分割，以使得可以向其上施加与可被施加到上层的定影剂相比更高量的定影剂(或与更有效的能量吸收率相关的定影剂，例如炭黑)，上层可从前层吸收热量。在另一个示例中，由于增材制造的性质，物体的面部的颜色可取决于面部的空间方向。因此，可以至少部分地基于受分段影响的物体的面部的至少一部分的方向形成分段。

因此，在一些示例中，定义分段允许对每个段进行处理以提供不同的特性：例如，核心可被处理以提供高密度和高机械强度，并且可被具有较低的密度但高质量的鲜艳色彩的外部壳结构围绕。中间外围分段可掩盖或减少暗的核心对此类鲜艳的外部外围分段的影响。可使用选择的不同3D打印处理参数处理物体内的每个分段，以实现该分段的预期特性。处理参数可以允许选择预定试剂和/或这种试剂的量或比例。在其它示例中，试剂的施加模式可在各层之间变化。例如，试剂聚类可以变化以提供或增强某些属性。

在一些示例中，与分段相关联的处理参数可以指定可访问的打印剂、打印剂组合和/或打印剂的量，并且在分段之间可以不同。在一些示例中，处理参数可以以诸如查找表的映射资源或用于识别应用于与特定物体分段相对应的物体区域的打印剂的量和/或组合的映射算法的形式保存，不同的或修改的映射资源与不同的分段相关联。

如上所述，在一些示例中，嵌套的外围分段的尺寸可以变化，允许增材制造中的更大的通用性，例如，提供更大范围的物体属性和功能。例如，颜色的视觉要求可随物体变化：在正常使用中不太可能可见的物体部分，或者相对较小或几何形状复杂的部分(人眼对此类区域的颜色变化相对较不敏感)可以以应用于颜色的较低的质量标准被打印，而不会牺牲物体的被感知的颜色质量。因此，外围分段在这些部分中可以更薄，并且与如果这种分段更厚相比，彩色打印剂的使用可以更少。在另一个示例中，物体的底部部分与部分的顶部相比可具有不同的尺寸公差或强度属性。在这样的物体部分中，核心分段的体积可被增加。由于精细特征可比具有较大横截面的部分更弱，因此任何核心可例如在这点处构成物体横截面面积的相对大的部分(尽管如上所述，它可例如牺牲色彩，但这对于较小的区域可能不太重要)。另外，这可以根据物体的位置在定影过程中允许不同的热属性。例如，初始层(即，在增材制造中较早形成的那些层)可以通过为此类层指定更大的核心或内部分段而为其提供比上层更高数量的定影剂(或更有效的定影剂)，上层可从前层吸收热量。

如上所述，在一些示例中，至少一个外围分段可以在物体模型的外部，包括“大气”分段。这可以例如被用于控制在物体上应用细化剂的程度。由于可以考虑减少此类试剂的热量，因此可以根据可能在物体的位置部分产生的热量进行调整：通常，横截面较小的物体部分可比横截面较大的物体部分产生更少的热量。在一些示例中，来自物体外部的构造材料可粘附到物体的表面，这会降低物体的外观质量。例如，当具有白色外观的未融合或部分融合的构造材料粘附到物体表面时，可能会发生这种情况。因此，在一些示例中，颜色可被添加到与外部分段相对应的一部分构造材料中，以匹配所生成的物体的颜色。换句话说，由于施加了大气颜色的一些构造材料可能会附着在物体上，因此该颜色可被施加到预期在正在生成的物体外部的内容。而且，如上所述，物体的面部的颜色可以取决于面部的空间方向。如果存在较厚的一个或多个外部外围分段以产生目标颜色，较厚的“大气”分段可被指定。例如，面向上的表面可被指定，以具有较厚的含色分段，以及还有较厚的外部外围分段。

由于将颜色施加到预期在物体外部的区域利用资源和/或可影响构造材料的可回收性，因此在外观质量可被认为不那么重要的某些区域中，这种分段的厚度可被减小，甚至到零。在其它示例中，可在距物体较近的第一外部区域中使用颜色，而在距物体较远的第二外部区域中省略颜色，但仍可以在第二外部区域中添加冷却细化剂：随着第一外部分段的厚度增加，可以提高防止未着色的构造材料粘附到物体上的有效性以及资源成本。通过允许控制第一分段的厚度，这可在不过度使用着色剂的情况下使给定构造操作中的预期质量指标被满足。

图3是生成物体的方法的示例，其中框302至框310是执行以上框104的方法的示例。

在该示例中，要确定的尺寸是厚度，并且更具体地，外围分段的可变厚度被确定。

在框302中，物体的几何形状被考虑，并且在该示例中，在可存在分段的每个点处的物体的局部几何形状被考虑。当考虑物体的切片时，这可以包括在该点处的切片的横截面。在物体作为整体将被分割的情况下，物体特征的大小可被确定。在一个示例中，这可以包括对“体素密度”进行整合。体素可以描述模型的区域，并且类似于三维像素。体素可以具有一致的形状和大小，在一些示例中是立方体，这些立方体被确定从而使得每个体素可以由物体生成装置单独寻址(尽管这样的装置也能够以亚体素分辨率施加打印剂)。在一些示例中，以体素分辨率指定物体属性。

对体素密度进行整合可以包括确定例如包含物体模型的一部分的固定球面半径中的体素的数量，以确定局部特征大小(或切片中的圆形半径)。在这样的示例中，如果在该局部邻域内有高比例的被物体填充的体素，则可以确定特征相对大。如果在该局部邻域中填充的体素很少，则可识别小的特征。在其它示例中，可以以其它方式确定特征大小，例如已经被用户标记等等。

框304包括确定分段，以使得在第一物体特征的位置处具有内部分段的厚度相对于外部分段的厚度的第一比率以及在第二物体特征的位置处具有内部分段的厚度相对于外部分段的厚度的第二比率，该第二物体特征大于第一物体特征。外部分段和内部分段都可以包括外围分段，或者内部分段可以包括核心。换句话说，分段所占据的相对体积可以根据特征的大小而变化。在一些示例中，一个外围分段可被减小到具有零厚度，以允许增大核心等的尺寸。在一些示例中，这可发生在较小物体特征的区域中(如图2B所示)。在一些示例中，外围分段的厚度在小物体特征的区域中可以小于在大物体特征的区域中(这可以例如允许核心占据较小物体特征的较大的比例和/或阈值体积)。

框306包括确定物体区域在物体中的位置，以及框308包括基于物体区域在物体中的位置来确定外围分段在物体区域内的尺寸。例如，如上所述，物体内的位置可与预期的物理属性有关：物体的下部或基部在被生成时可更坚固或更重，以提供抗倾倒的物体，并且因此，在这样的区域中，可以在相对薄或具有零厚度的外围分段上强调核心。但是，上部可被不同地分段。在其它示例中，这可以包括确定何时将形成分段(或至少一部分分段)，例如，如果这是在增材制造过程的开始或结束时。在其它示例中，这可以基于热考虑。

框308可以例如包括确定至少一个分段具有可变的厚度，其中，在包括具有第一方向的物体的表面的第一物体区域中的片段的厚度不同于在包括具有第二方向的物体的表面的第二物体区域中的片段的厚度。例如，这可导致生成物体面部以提供不同的功能或外观属性。

框310包括从嵌套的物体分段生成增材制造控制指令，其中，使用不同的处理参数生成每个分段的增材制造控制指令。在一些示例中，这可以利用至少一种映射资源，例如查找表。例如，处理参数可以包括允许至少一种定影剂的选择，其中可用的定影剂和/或要施加的量在分段之间不同。内部分段的处理参数可以例如允许“炭黑”定影剂(在某些示例中与低色度定影剂结合)的选择，而表面分段可以允许低色度定影剂的选择并且不是炭黑定影剂。外部外围分段可以允许着色剂的选择以提供比内部分段更大的色域。物体外部的一个或多个“大气”分段可因特定的细化剂和/或着色剂选择的可用性而变化。

框312包括基于控制指令使用增材制造生成物体。例如，这可以包括在打印床上形成连续的构造材料的层，并且根据该层的控制指令施加打印剂，并使该层暴露于辐射，导致构造材料的加热和融合。

在逐个切片的基础上执行分段的示例中，框302至框310的每个可在逐个切片的基础上被执行。在其它示例中，物体模型作为整体可被分割，并且然后被切片，在这种情况下，可以对每个切片执行框306，或者可以在执行框308或框310之后执行切片操作。

可以考虑的几何形状的另一个方面是物体内的分段的方向(例如，其是否在面向前的表面、面向后、面向上的表面、面向下的表面或以某个指定角度形成的表面的附近)。

图4是包括处理电路402的装置400的示例。在该示例中，处理电路402包括物体分割模块404和模型评估模块406。在装置400的使用中，物体分割模块404表示虚拟构造体积，该虚拟构造体积包括作为多个嵌套分段的在增材制造中要被生成的物体的至少一部分，该多个嵌套分段包括外围分段和物体核心，例如如上所述，以及模型评估模块406从与物体有关的数据中基于物体的几何形状确定分段的相对体积组成。更具体地，物体分割模块404基于模型评估模块406的确定来确定外围分段的形状。该形状可以遵循物体的表面的轮廓或可以与其不同。形状可被确定，使得至少一个外围分段具有可变的厚度。在一些示例中，物体分割模块404可以从接收到的物体模型生成虚拟构造体积，并且生成虚拟构造体积可以包括例如通过分割接收到的物体模型来修改接收到的物体模型。

例如，如上所述，模型评估模块406可以基于物体的局部几何形状和至少一个预期的物体属性来确定物体内的分段的多个局部相对体积组成。例如，在较小的物体特征的区域中，核心分段可以比在较大的物体特征的区域中占据相对较大的相对体积。在另一个示例中，在物体的较低区域中，核心分段可以比在物体的较高区域中占据相对较大的相对体积。在另一示例中，在物体的预期正面中，外围分段(例如，表面分段)可以比在预期的背面或底面中占据较高的相对体积，在预期的背面或底面中较低的外观质量等级可被允许。

处理电路402可以执行图1的方法和/或图3的至少一部分的方法。

图5示出了包括处理电路502的装置500的示例，该处理电路502包括物体分割模块404和模型评估模块406以及控制指令模块504。装置500还包括物体生成装置506。

在装置500的使用中，控制指令模块504生成用于生成物体的控制指令，其中控制指令的生成对于不同的分段使用不同的处理参数，例如，如以上关于图3所描述的。

物体生成装置506将根据控制指令生成物体，并且为此可以包括未在本文详细描述的附加组件，例如打印床、构造材料施加器、打印剂施加器、热源等。

装置500可以执行图1和/或图3的方法。

图6是与处理器602相关联的有形的、非暂时性机器可读介质600的示例。机器可读介质600可以是非暂时性的，并且存储指令604，当由处理器602执行指令604时，使处理器602执行处理。指令604包括指令606，以将包括将在三维物体生成中生成的物体的至少一部分的虚拟构造体积的数据模型分割成围绕核心分段布置的至少一个外围分段，其中至少一个外围分段具有可变的厚度。例如，外围分段在一个区域中可以比在另一区域中更厚。

在一些示例中，指令604可以包括用于使处理器602基于以下各项中的至少一项分割物体的数据模型以在物体区域中具有分段的厚度的指令：(i)物体的局部大小，(ii)物体特征的局部方向，(iii)在制造方向上的物体内的物体区域的垂直位置和(iv)预期的物体属性(其可包括物体内的预期属性梯度)。

在一些示例中，指令604可以包括使得处理器602通过将第一处理参数应用于第一分段并且将第二处理参数应用于第二分段来确定用于生成物体的控制指令的指令。例如，应用处理参数可以包括特定映射资源的使用。

与处理器602相关联的机器可读介质600可以执行图1和/或图3的框中的至少一个，和/或可以提供图4或图5的模块。

本公开中的示例可以被提供为方法、系统或机器可读指令，例如软件、硬件、固件等的任意组合。这样的机器可读指令可被包括在其中或其上具有计算机可读程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于盘存储、CD-ROM、光学存储等)上。

参考根据本公开的示例的方法、设备和系统的流程图和框图描述了本公开。尽管上述流程图展示了特定的执行顺序，但是执行顺序可与所描述的顺序不同。关于一个流程图描述的框可以与另一流程图的框进行组合。应当理解，流程图和框图中的各个框及其组合可以通过机器可读指令被实现。

机器可读指令可以例如由通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其它可编程数据处理设备的处理器执行，以实现说明书和附图中描述的功能。具体地，处理器或处理装置可以执行机器可读指令。因此，装置和设备的功能模块(例如物体分割模块404、模型评估模块406和控制指令模块504)可通过处理器执行存储在存储器中的机器可读指令或处理器根据嵌入逻辑电路中的指令运行被实现。术语“处理器”应被广义地解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元或可编程门阵列等。方法和功能模块都可以被单个处理器执行，或在多个处理器之间划分。

这样的机器可读指令也可以被存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定模式操作。

这样的机器可读指令还可以被加载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得计算机或其它可编程数据处理设备执行一系列操作以产生计算机可实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令实现由流程图中的流程和/或框图中的框指定的功能。

此外，本文中的教导可以以计算机软件产品的形式被实现，该计算机软件产品被存储在存储介质中并且包括用于使计算机设备执行在本公开的示例中列举的方法的多个指令。

尽管已经参考某些示例描述了方法、装置和相关方面，但是可以在不脱离本公开的精神的情况下进行各种修改、改变、省略和替换。因此，该方法、装置和相关方面意图仅受所附权利要求书及其等同物的范围限制。应当注意，上述示例说明而不是限制本文中所描述的内容，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多替代实施方式。关于一个示例描述的特征可以与另一示例的特征组合。

词语“包括”不排除权利要求中列出的元件以外的元件的存在，“一”或“一个”不排除多个，并且单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的几个单元的功能。

任何从属权利要求的特征可以与任何独立权利要求或其它从属权利要求的特征组合。

Claims (11)

1.一种方法，包括：

在处理器处接收在增材制造中要被生成的物体的数据模型；

由所述处理器将所述数据模型分割成每个表示所述物体的至少一部分的分段，其中所述数据模型被分割成表示在增材制造中要被生成的物体部分的、包括核心分段和外围分段的多个嵌套分段，并且其中所述分割包括基于所述物体的局部几何形状和局部预期的物体属性的至少一个来确定所述外围分段的尺寸，使得所述外围分段具有可变的厚度；以及

使用为所述嵌套分段中的不同分段提供不同特性的不同处理参数为所述嵌套分段中的每个生成增材制造控制指令。

2.根据权利要求1所述的方法，包括将所述数据模型分割成所述多个嵌套分段，使得在第一物体特征的位置处具有内部分段的厚度相对于外部分段的厚度的第一比率以及在第二物体特征的位置处具有内部分段的厚度相对于外部分段的厚度的第二比率，所述第二物体特征大于所述第一物体特征，其中所述第二比率小于所述第一比率。

3.根据权利要求1所述的方法，包括确定在所述数据模型内的所述物体的表示之外的外围分段。

4.根据权利要求1所述的方法，包括基于物体区域在所述物体中的位置确定所述物体区域的外围分段的尺寸。

5.根据权利要求4所述的方法，包括确定至少一个外围分段以具有可变的厚度，其中，包括具有第一方向的所述物体的表面的第一物体区域的所述外围分段的厚度不同于包括具有第二方向的所述物体的表面的第二物体区域的所述分段的厚度。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述控制指令使用增材制造生成物体。

7.一种包括处理电路的装置，所述处理电路包括：

物体分割模块，用于将数据模型分割成每个表示包括在增材制造中要被生成的物体的至少一部分的分段，作为包括外围分段和物体核心分段的多个嵌套分段；

模型评估模块，用于基于所述物体的局部几何形状和局部预期的物体属性的至少一个来从与所述物体相关的数据确定所述分段的相对体积组成；以及

控制指令模块，用于生成增材控制指令，所述增材控制指令用于生成物体，其中所述控制指令模块对控制指令的所述生成使用不同处理参数为所述嵌套分段中的不同分段提供不同特性，

其中，所述物体分割模块用于基于所述模型评估模块的确定来确定所述外围分段的形状，并且其中所述外围分段具有可变的厚度。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述模型评估模块用于基于所述物体的局部几何形状和至少一个预期的物体属性为所述物体内的所述分段确定多个局部相对体积组成。

9.根据权利要求7所述的装置，进一步包括物体生成装置，用于根据所述控制指令生成所述物体。

10.一种存储指令的机器可读介质，所述指令在被处理器执行时，使所述处理器：

将包括在增材制造中要被生成的物体的至少一部分的虚拟构造体积的数据模型分割为被围绕核心分段布置的至少一个外围分段，其中至少一个外围分段具有可变的厚度，使得所述外围分段的厚度在所述物体的不同位置是不同的；以及

通过将第一处理参数应用于所述外围分段并将第二处理参数应用于所述核心段来确定用于生成物体的增材制造控制指令，以向不同分段提供不同特性。

11.根据权利要求10所述的机器可读介质，进一步存储指令，所述指令在被处理器执行时，使所述处理器基于以下至少之一对所述数据模型进行分割以在物体区域中具有所述外围分段的厚度：

所述物体的局部大小；

物体特征的局部方向；

在制造方向上的所述物体内的所述物体区域的垂直位置；和

预期的物体属性。

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