CN110869194A - 用于增材制造的对象模型中的嵌套部分 - Google Patents

Abstract

在示例中，方法包括在处理器处接收要在增材制造中生成的对象的数据模型，该数据模型包括对象属性数据。可以获得分成多个嵌套部分的包括对象的至少一部分的虚拟构造体积的分割。第一部分可以与第一对象生成参数相关联，并且第二部分可以与不同的第二对象生成参数相关联。可以基于对象的几何结构和预期的对象属性中的至少一个来确定要获得的嵌套部分的数量。

Description

用于增材制造的对象模型中的嵌套部分

背景技术

三维(3D)打印是增材制造过程，其中可以例如通过连续的构造材料的层的选择性固化来形成三维对象。可以在数据模型中描述要形成的对象。选择性固化可以例如通过熔融、粘结或通过包括烧结、挤出和辐射的过程的固化来实现。由这样的系统生产的对象的质量、外观、强度和功能可能取决于所使用的增材制造技术的类型而变化。

附图说明

现在将参考附图描述非限制性示例，其中：

图1是用于生成在增材制造中要生成的对象的分割的数据模型的方法的示例；

图2A、图2B、图2C和图2D显示了分割的模型的示例；

图3是生成对象的方法的示例；

图4和图5是用于处理与增材制造有关的数据的设备的示例；

图6是与处理器相关联的机器可读介质的示例；并且

图7是包括多个嵌套部分的对象的示例。

具体实施方式

增材制造技术可以通过构造材料的固化来生成三维对象。在一些示例中，构造材料可以是粉末状的颗粒材料，其可以例如是塑料粉末、陶瓷粉末或金属粉末。生成的对象的属性可以取决于所使用的构造材料的类型和固化机制的类型。可以将构造材料沉积在例如印刷床上，并且在例如制造室内逐层处理。

在一些示例中，通过能量的定向施加(例如使用激光或电子束)来实现选择性固化，这导致在施加定向能量的地方构造材料的固化。在其他示例中，至少一种打印剂可以被选择性地施加到构造材料，并且当施加时其可以是液体。例如，可以将熔融剂(也称为“聚结剂(coalescence agent)”或“聚结剂(coalescing agent”)，以从表示要生成的三维对象(其例如可以从结构设计数据生成)的切片的数据衍生的图案，选择性地分布到构造材料的层的部分上。熔融剂可具有吸收能量的组合物，使得当将能量(例如，热)施加到层时，构造材料根据图案聚结并固化以形成三维对象的切片。在其他示例中，可以以一些其他方式实现聚结。

打印剂的另一个示例是聚结改性剂(其可以称为改性剂或细化剂)，该聚结改性剂例如通过抑制、减少或增加聚结来改变熔融剂和/或施加的能量的作用，或帮助为对象产生特定的处理表面或外观。。

在一些示例中，可以将例如包括染料、着色剂、导电剂、提供透明性或弹性的试剂等的属性修饰剂用作熔融剂或改性剂(使用哪个可以取决于与之组合的打印剂的类型)和/或用作打印剂，来为对象提供特定属性。

增材制造系统可以基于结构设计数据来生成对象。这可以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对象的三维模型。该模型可以限定对象的实体部分。为了使用增材制造系统从模型生成三维对象，可以对模型数据处理以生成在模型的平行平面中的切片。每个切片可以限定将由增材制造系统固化或使之聚结的相应的构造材料的层的至少一部分。

图1示出了方法的示例，该方法可以是计算机实施的方法，例如使用至少一个处理器进行，并且可以包括生成要在增材制造中生成的对象的被分割的数据模型的方法。部分(segments)可以例如表示要生成的对象的嵌套“壳”和/或可以使用不同处理参数生成的包围区域。在一些示例中，至少一些部分可以例如表示要使用打印剂的特定组合生成的从而具有不同的属性(例如不同的颜色或不同的机械/功能属性)的对象部分。在一些示例中，处理参数可以指定部分之间可以不同的可访问的打印剂、打印剂组合和/或打印剂数量，在一些示例中，可以以映射资源的形式保存处理参数，该映射资源比如用于标识打印剂数量和/或组合以施加到与特定对象部分相对应的对象区域的查找表或映射算法，其中不同的映射资源与不同的部分相关联。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具有第三颜色的核心来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对象的数据模型。例如，可以通过网络，通过通信链路等从贮存器接收数据模型。数据模型包括对象属性数据。在一些示例中，数据模型可以例如包括对象模型数据和对象属性数据。对象模型数据可以限定模型对象的至少一部分的三维几何结构模型，包括三维坐标系中对象的全部或部分的形状和范围，例如对象的实体部分。在一些示例中，数据模型可以例如将对象的表面表示为网格。对象模型数据可以例如由计算机辅助设计(CAD)应用程序生成。对象属性数据可以限定要生成的三维对象的至少一部分的至少一种对象属性。如果不存在对象属性数据，则基于所使用的构造材料和打印剂，对象可以具有一些默认属性。在一个示例中，对象属性数据可以包括机械属性和/或外观属性的任意一种或任意组合，例如要生成的对象的至少一部分的预期的颜色、柔韧性、弹性、刚性、表面粗糙度、孔隙率、层间强度、拉伸强度、密度、透明度、电导率等。对象属性数据可以限定对象的一个或多个部分的多种对象属性，并且指定的属性可以在对象上变化。

框104包括针对包括对象的至少一部分的表示的虚拟构造体积，由处理器获得分成多个嵌套部分的虚拟构造体积的分割(segmentation)，其中在框104中获得分割包括：基于对象的几何结构和预期的对象属性(例如，颜色、强度、弹性等)中的至少一个来确定要获得的嵌套部分的数量。

虚拟构造体积可以例如包括包围对象的边界盒，可以是对象的尺寸和形状(即，遵循对象的表面)，和/或表示其中要制造对象的制造室的构造体积的至少部分。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”可以表示在对象的逐层增材制造中要制造的对象的层，和/或其中要制造对象的制造室的至少部分。

在框104中获得的嵌套部分包括与第一对象生成参数相关联的第一部分和与不同的第二对象生成参数相关联的第二部分。对象生成参数可以例如指定打印剂的选择(例如，是否可以在该部分中使用一种或多种着色剂，或要施加的熔融剂的选择、熔融剂的施加密度、施加熔融剂的集群图案等)。例如，可以将着色剂(例如，来自CMYK颜色集的着色剂)施加在一个或多个外部部分中，而不施加到一个或多个内部部分，可以在外部部分(其中在对象外部形成部分)中利用低色调熔融剂(下面更详细地描述)以增加色彩，这可以与熔融抑制剂或还原剂相关联。

在一些示例中，如下面更详细地描述的，可以有在核心部分周围布置的多个嵌套外围部分。这样的部分可以在内部的外围部分的外围或核心部分的外围。核心可以包括任何内部部分，该内部部分具有围绕其至少一部分形成的外围部分。

部分的嵌套可以是完整的或部分的(即，外围部分可以围绕核心部分或内部外围部分的整个周长延伸，或者仅围绕周长的一部分延伸)。在一些示例中，外围部分可以围绕核心部分形成壳。

尽管在图1的示例中描述了两个部分，但是可以提供另外的部分。例如，至少三个虚拟部分，分割可以包括与第三对象生成参数相关联的第三部分。

当确定用于生成对象的指令时，可以分别处理部分。将虚拟构造体积视为多个嵌套部分可以在处理用于增材制造的数据中具有各种用途。

例如，当打印3D彩色对象时，可能在对象的预期颜色和对象的机械性能之间进行权衡。当将更大量热能施加到构造材料以用于将层熔融在一起时，可以产生具有显著机械强度和功能的更高密度3D对象。可用于熔融的热能的量部分地取决于熔融剂吸收辐射的强度，而熔融剂的辐射吸收率部分地取决于熔融剂的颜色。例如，具有青色、品红色或黄色(C、M或Y)着色剂的近红外彩色熔融剂的吸收强度一般低于基于炭黑的熔融剂(其是有效的能量吸收剂)的吸收强度。因此，其中使用彩色熔融剂的任何构造材料的熔融水平可能低于类似产生的3D打印黑色对象的熔融水平，这导致彩色对象与可比的黑色对象相比，具有更低的密度以及更小的机械强度和功能性。

然而，通过在部分之间区分，可以例如围绕强核心形成彩色壳，向强核心施加基于炭黑的熔融剂。这使对象是彩色的而不会过度削弱其强度。

虽然可以确定在使用炭黑熔融的核心部分周围的单个彩色外围部分，但是所得对象的色域可能由于下面核心部分的表面可见性而减小(对于部分透明的外围部分，可能尤其如此；在一些示例中，取决于部分的厚度，其透明度可以变化)。然而，这可以通过提供中间部分而至少部分地被掩盖。因此，基于对象属性确定部分的数量可以包括指定对象的预期颜色，以及确定是否可以使用单个外壳部分来获取该颜色，或者是否至少一个中间壳会导致增加的颜色精度(并且如果是这样，则多少个这样的壳是合适的)。在一些示例中，可以提供质量规格：例如，具有较低外观质量规格的对象可以分割成两个部分(例如，核心和地壳)，而具有较高质量规格的对象可以分割成三个部分(例如，核心、地幔和地壳)。

彩色部分的数量和/或尺寸可以保持是低的，因为彩色打印剂可能与较高的成本相关联。保持低的部分的数量也可以减少处理资源的使用。

在一些示例中，确定部分的数量可以允许和/或控制例如基于预期的属性梯度的属性的逐渐过渡(例如，从黑色到彩色、从不透明到半透明、从坚硬到有弹性、从导电到绝缘等)。

例如，可以生成对象从而包括相对强但可能相对脆的核心：通过吸收能量同时给出预期的表面弹性，朝向表面越来越有弹性的覆在上面的外围部分可以比包围核心的单个有弹性的部分更有效地保护核心部分免于破碎。如果相反，例如是脆性外部部分围绕强核心，这可能以某种方式让位，从而导致核心上的突然的负载峰值。伴随跨越n个嵌套部分的平滑过渡，较弱的外部部分在压力下逐渐让位。可以根据保护水平和/或预期的弹性行为来确定壳的数量及其个体的弹性。例如，通过吸收能量同时给出预期的表面弹性，朝向表面越来越有弹性的覆在上面的外围部分可以比包围核心的单个有弹性的部分更有效地保护核心部分免于破碎。

一般地，每个部分在变化的属性参数方面可以与一层次相关联。例如，外部部分可以具有高弹性，中间部分可以具有中间弹性，并且核心可以具有相对低的弹性(在一些示例中取决于所使用的材料的类型，核心是相对脆的)。在另一个示例中，外部部分可以是一种颜色，并且在一些示例中，是明亮或鲜艳的颜色，中间部分可以具有中间颜色，或者可以是浅色的，并且核心可以具有相对深的颜色。更一般地，属性参数可以旨在在与每个部分相对应的对象区域中具有不同的值。在这样的示例中，部分的数量可以确定对象的外观和/或功能行为，例如对压力的响应，或外部部分的可访问色域等。

换句话说，通过提供外围部分的数量(例如，n个壳)，可以做出从核心到表面的平滑和/或逐渐的过渡。尽管上面已经讨论了颜色和弹性，但是可以基于任何预期的对象属性(例如，包括预期的对象强度、预期的对象外观和预期的对象功能(例如，电导率)中的至少一个)来确定嵌套部分的数量。

可以确定外围部分的数量，从而提供至少提供阈值强度的核心和/或从而提供阈值颜色质量(比如亮度)。在一些示例中，这可以根据质量规格来提供。例如，当颜色质量规格高时，部分的数量可能比当颜色质量规格低时更大。

如上所述，嵌套部分的数量可以基于对象的几何结构。在一些示例中，这可以包括确定例如局部特征尺寸(即，对象的局部体积尺寸)或对象在一位置处的横截面积。在一些示例中，这可以包括确定对象内的部分(或部分的部分)的位置：例如，与对象的较高部分(即，在增材制造过程中后面生成的那些)相关联的部分的数量可以与较低部分不同，和/或与面向上的面相关联的部分的数量可以与面向下的面不同，这可以考虑制造期间的热因素等。例如，由于增材制造的性质，对象的面的颜色可以取决于面的空间定向。结果，可以至少部分地基于受部分影响的对象的面的至少一部分的定向来形成分割。

可以针对整个对象确定部分(或针对包含整个对象的构造体积确定部分)。例如，可以将对象划分为多个嵌套3D壳。在另一个示例中，可以针对构造体积/对象的一个或每个“切片”确定部分，该切片可以对应于在逐层增材制造过程中要被处理以生成对象的层的构造材料的层。这可以包括在每个虚拟对象/构造体积切片中限定同心的“环”(其可以是非圆形的形式)。

图2A示出了被划分为三个部分的三维对象200(在该示例中为球体)的表示。在该示例中，存在被两个同心壳状外围部分204、206包围的核心部分202。外围部分204、206的数量可以根据以上框104的方法来确定。为了讨论的目的，对象200可以视为以类似于“地质模型”的方式表示，具有核心(核心部分202)、地幔(内壳部分204)和地壳(外壳部分206)。

尽管在此示例中，核心部分202基本上在对象200内的中心，但是不需要在所有示例中都如此。此外，尽管在该示例中外围部分204、206是同心的，并且其边界遵循对象200的表面的轮廓，但是它们在其他示例中可以缺少这些品质中的一个或两个。实际上，在一些示例中，可以存在多个围绕其形成外围部分204、206的对象核心部分202。具有围绕其外围的至少一部分形成的至少一个其他部分的任何对象部分可以被视为核心部分。

图2B示出了要生成的对象的切片208的表示。在该示例中，对象包括具有狭窄的中心部分210和两个较宽的末端部分212a、212b的细长结构。在该示例中，核心部分214经由中心部分210朝对象的任一端延伸。两个外围部分216、218围绕核心214同心地形成。

在该示例中，虚拟构造体积220包括包含切片208的长方体。

在该示例中，在虚拟构造体积的位于对象外部的区域中形成了另一个外围部分222。继续上面的地质模型的示例，该外围部分222可以被想成包括对象的“大气层”。换句话说，在一些示例中，在框104中确定外围部分可以包括确定至少一个在对象之外的部分。如下面进一步描述的，该部分可以用于限定可以提供热控制或增强对象属性的打印指令。

在图2C中，示出了图2B中所示的对象的另一切片224。在这种情况下，核心部分226经由中心部分210朝着对象的任一端延伸，形成了单个外围部分228(没有限定的“大气层”外围部分)。

在将对象的切片形成为部分的情况下，这可以针对不同的部分独立地进行。例如，一个切片中的核心部分可以与先前或后续切片中的核心部分对齐、部分对齐或不重叠。换句话说，在对象层之间可以没有特定的连续性：例如，可以形成一个切片厚的“2D”壳而不形成对象的连续3D壳。

在图2D中，对象类似于图2B所示的对象，但是具有“部分”外围部分，即，仅围绕内部部分(在该情况下核心214)的部分延伸的外围部分。在该示例中，核心部分214经由中心部分210朝对象的任一端延伸。外围部分中的一个(对象的外部外围部分218)围绕整个核心214延伸，而另一个外围部分(对象的内部外围部分216)仅围绕核心214的部分延伸。

这可以允许属性在不同的对象区域中不同。例如，如果要处理外围部分216、218以提供彩色壳，并且要处理核心以提供强度(例如，包括高比例的“炭黑”熔融剂)，则其中有两个外围部分216、218的区域相比于其中仅有一个外围部分218的区域更彩色彩，因为内部外围部分216可能掩盖深色核心。

通过提供可变数量的部分(例如，n个壳)，可以做出从核心到表面的平滑和/或逐渐过渡。在一些示例中，部分的数量一般可以很低，从而允许另一个部分占据更大的体积比例。例如，总的来说，更少的部分可以允许用于特定部分或每个部分的特定体积，例如，允许部分(例如核心部分)具有特定强度、熔融热等，以提供颜色或透明度或其他属性，和/或具有阈值大小等。

如上所述，部分的数量可以确定特性的变化率，并且因此通过选择部分的数量，可以获得对特性的更大控制。在一些示例中，确定的部分的数量可以允许对外观属性和机械属性之间的权衡的控制。

限定部分允许每个部分的处理以提供不同的特性：例如，可以处理/生成核心以提供高密度和高机械强度，并且核心可以被具有较低密度但具有高质量鲜明色彩的外壳结构包围。中间外围部分可以弱化或减少深色核心对这样的鲜明的外部外围部分的影响。可以使用不同的3D打印处理参数(导致不同的对象生成参数)来处理对象内的每个部分，该3D打印处理参数被选择以实现该部分的预期特性。处理参数可以允许选择预定的试剂和/或这样的试剂的量或比例。

例如，可以在较低色调熔融剂和炭黑熔融剂之间做出选择，这可以增加对象可用的色域。然而，在这样的可替换熔融剂是效率较低的吸热剂和/或较昂贵(本身较昂贵或者由于可能施加较多的试剂或能量以允许达到熔融温度)的情况下，其使用可能受到控制，使得仅在提供特定益处(比如色彩)的那些情况下使用它。例如，可以将其使用限制于其中可以看到色彩的外部外围部分。通过限定部分，可以控制这样的试剂的使用(和相关成本)。例如，仅外部部分可以与允许选择低色调熔融剂的处理参数相关联。

在一些示例中，可以分割对象的较低切片(即，在逐层制造过程中要形成为其初始层，换句话说，要首先制造的切片)，使得可以向其施加比施加到上表面(其可以从前一层吸收热)更高量的熔融剂(或更有影响的熔融剂(比如炭黑)。例如，可以有更少的外围部分或没有外围部分，并且可以牺牲色彩以获得强度。

在其他示例中，试剂的施加的图案可以在层之间变化。例如，试剂集群可以变化以提供或增强某些属性。

如上所述，在一些示例中，嵌套的外围部分的数量可以变化，这在增材制造中提供更大的通用性，例如，提供更大范围的对象功能行为、外观等。

在一些示例中，颜色的视觉规格可以在对象上变化：在正常使用中不太可能可见的对象的部分，或者相对小或几何结构复杂的部分(人眼对这样的区域上的颜色变化相对较不敏感)可以用应用于颜色的较低的质量标准打印，而不会牺牲对象的感知颜色质量。由于细微特征通常比具有较大横截面的部件弱，因此在这样的点处任何核心都可以例如构成对象的相对大的比例的横截面积(尽管如上所述，这可能会例如牺牲色彩，但是对于较小的区域可能影响较小)。因此，当与其他对象部分相比，可以减少这样的对象部分中的部分的数量，并且可以减少彩色打印剂的使用。在另一个示例中，对象的底部截面与部件的顶部可以具有不同的尺寸公差或强度属性。因此，当与后面要形成的对象部分相比时，可以在这样的对象部分中减少部分的数量。此外，取决于对象的位置这可以允许在熔融过程期间不同的热属性。例如，可以通过指定更少的外围部分和/或通过指定形成更大的核心部分来为初始层(即，在增材制造中较早形成的层)提供比上层(其可以从前一层吸收热)更高量的熔融剂(或更有效的熔融剂)：这可以通过限定更少的部分来实现，因此核心部分可以占据层的更大比例。

如上所述，在一些示例中，至少一个外围部分可以在对象的模型之外，包括“大气层”部分。这可以例如用于控制在对象表面周围施加细化剂或熔融抑制剂的程度。例如，当具有白色外观的未熔融的或部分熔融的构造材料粘附到对象的表面时，这可能发生。由于可以认为这样的试剂减少热，因此可以就可能在对象的一部分中要生成的热量来对试剂调整：一般地，横截面较小的对象部分可能比横截面较大的对象部分生成更少的热。在一些示例中，来自对象外部的构造材料可能粘附到表面，这可能降低对象的外观的质量。因此，在一些示例中，可以将颜色添加到外部部分以匹配所生成的对象的颜色。换句话说，可以将颜色施加到意图在所生成的对象外部的部分，因为向其施加了大气层颜色的构造材料中的一些可能/要附着到对象。

由于将这样的颜色施加到意图在对象之外的区域利用资源和/或可能影响构造材料的可再循环性，因此这样的部分在一些区域中被提供而在其他区域(例如，可能认为外观的质量优先级较低的区域)中被省略。在其他示例中，颜色可以在离对象较近的第一外部部分中被使用，而在离对象较远的第二外部部分中被省略，不过可以向该第二外部部分添加冷却细化剂。框104可以包括至少部分地确定是否要针对所考虑的对象或对象部分获得这样的彩色“大气层”部分。这可以允许满足给定构造操作中的预期质量规格而不会过度使用着色剂。

图3是生成对象的方法的示例，其中框302至310是以上进行框104的方法的示例。

在框302中，选择虚拟构造体积的第一切片。该切片可以对应于逐层增材制造中的单个层(或更一般地，对应于整数数量的层)，并且可以用像素或体素(即3D像素)描述。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尺寸，在一些示例中是长方体，其被确定为使得每个体素可以由对象生成设备单独寻址(尽管这样的设备也可以能够以亚体素分辨率来施加打印剂)。在一些示例中，以体素分辨率指定对象属性。体素的高度可以对应于层/切片的高度。

在框304中，考虑第一切片的对象几何结构，并且在该示例中，考虑在可能存在部分的每个点处对象的局部几何结构。当考虑对象的切片时，这可以包括确定在该点处的切片的横截面，否则可以考虑“体素/像素密度”。

确定体素/像素密度可以包括考虑固定的球形/圆形半径以确定局部特征尺寸，并且如果在该局部邻域内存在被对象填充的高比例的体素/像素，则可以确定特征是相对大的。如果在局部领域中填充的体素很少，则可以识别出小特征，在其他示例中，可以以一些其他方式来确定特征尺寸，例如已经由用户标记等。

框306包括基于该确定将切片分割成第一数量的部分。换句话说，形成的部分的数量可以基于切片的几何结构而变化，如果切片狭窄，则其可以包含相对少的部分。如果切片包括狭窄部分，则切片整体上可以包含相对少的部分，或者相对于切片内的另一个对象部分，切片在狭窄部分中可以包含相对少的部分。

框308包括选择虚拟构造体积的第二切片，在框310中，考虑第二切片的对象几何结构，并且在框312中，将第二切片分割成第二数量的部分。这独立于第一切片的分析进行，并且获得的部分的第二数量可以不同。此外，部分的放置可以是独立的，例如，一个切片的核心可以与相邻切片的核心对齐，可以从其偏移，或者可以不重叠。

尽管此处考虑了切片几何结构，但是在其他示例中，在确定切片中形成多少个部分时可以考虑其他属性，比如颜色(更多的部分可以增加色域)、强度(更少的部分可以例如使强核心更大)、弹性、其他功能属性和/或这样的属性的梯度(更多的部分可以导致属性参数值的更平滑的变化)，或者切片在对象内的位置。可以考虑的几何结构的另一个方面是对象内的部分的定向(例如，是否部分在面向前的表面、面向后的表面、面向上的表面、面向下的表面或以某指定角度形成的表面附近)。

在一些示例中，可以以这种方式分割多个切片，例如直到表示制造室的计划内容的整个对象或虚拟构造体积已被分割成止。

框314包括根据嵌套对象部分生成增材制造控制指令，其中使用不同处理参数来生成每个部分的增材制造控制指令。例如，处理参数可以包括允许在其中在部分之间可用的熔融剂和/或要施加的量不同的情况下选择至少一种熔融剂。内部部分的处理参数可以例如允许选择“炭黑”熔融剂(在一些示例中与较低色调熔融剂组合使用)，而表面部分可以允许选择较低色调熔融剂而不是炭黑熔融剂。其他部分可以允许选择这样的熔融剂的混合物。外部外围部分可以允许选择着色剂以提供比内部部分更大的色域。对象之外的至少一个“大气层”部分可以根据特定的细化剂和/或着色剂选择的可用性而变化。可以将不同的或调整的映射资源用于每个部分。

框316包括基于控制指令使用增材制造来生成对象。例如，这可以包括在印刷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，并且使该层暴露于辐射，导致构造材料的加热和熔融。

第一切片和第二切片可以要以连续的层生成，或者可以被中间层分开。

图4是包括处理电路402的设备400的示例。在该示例中，处理电路402包括对象分割模块404和模型评估模块406。在设备400的使用中，对象分割模块404将包括要在增材制造中生成的对象的虚拟构造体积表示为多个嵌套部分，其中第一部分与第一对象生成参数相关联，并且第二部分与不同的第二对象生成参数相关联。例如，第一对象生成参数和第二对象生成参数可以在可用的打印剂、打印剂比率、打印剂覆盖范围限制、打印剂分散图案等方面不同。在一些示例中，对象生成参数可以反映在不同的预定的映射资源中，该预定的映射资源可以用于生成部分的对象生成参数。模型评估模块408从与对象有关的数据中确定要由对象分割模块404形成的部分的数量。

处理电路402可以进行图1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的设备500的示例，该处理电路502包括对象分割模块404和模型评估模块406以及控制指令模块504。设备500还包括对象生成设备506。

在设备500的使用中，控制指令模块504生成用于生成对象的控制指令，其中控制指令的生成针对不同的部分使用不同的对象生成参数，例如，如以上关于图3所描述的。例如，这可以包括针对不同的部分使用不同的映射资源(例如，查找表或映射算法)。

对象生成设备506要根据控制指令生成对象，并且为此可以包括另外的组件，比如打印床、构造材料施加器、打印剂施加器、热源等，这里不详细描述。

设备500可以进行图1和/或图3的方法。

图6是与处理器602相关联的有形、非易失性机器可读介质600的示例，其可以进行上述方法中的至少一些。机器可读介质600可以是非暂时性的，并且存储指令604，该指令604当由处理器602执行时使处理器602进行处理。指令604包括指令606，以分割包括要在三维对象生成中生成的对象的虚拟构造体积的数据模型，以具有在对象区域中的多个嵌套部分。如上所述的，这可以基于以下中的至少一个：(i)对象的局部体积尺寸；(ii)对象特征的局部定向；(iii)在制造的定向上在对象内的对象区域的垂直位置；以及(iv)预期的对象属性。

在一些示例中，指令604可以包括指令，该指令使处理器602通过将处理参数的第一集合应用于第一部分并且将处理参数的第二集合应用于第二部分来确定用于生成对象的控制指令。处理参数可以例如被保存在映射资源等中。

在一些示例中，指令604可以包括使处理器602独立地分割对象的第一虚拟切片和对象的第二虚拟切片的指令。

图7是以横截面示出的对象700的示例，其可以使用本文阐述的过程来制造。对象700包括第一区域702和第二区域704，在该示例中，第一区域702和第二区域704是对象700的平行平面切片，例如对应于在对象的制造期间形成的对象的不同层。第一区域702和第二区域704中的每个包括核心部分706和多个嵌套外围部分708、710、712。核心部分706包括具有第一组分的熔融材料，例如包括用熔融剂(例如，具有第一浓度的炭黑熔融剂)处理的熔融塑料(其可以是熔融塑料粉末)，并且每个外围部分包括具有不同组分的熔融材料(例如，不同浓度的熔融剂、不同组合的熔融剂(其中一些可以包括不同量的着色剂)等)。

第一区域702中的嵌套外围部分708、710、712的数量不同于第二区域704的嵌套外围部分708、710的数量。

可以注意到，在该示例中，第一区域702占据第一体积，并且第二区域704占据小于第一体积的第二体积，并且在第一区域702中的嵌套外围部分710、712的数量比在第二区域704中高。

本公开中的示例可以提供为方法、系统或机器可读指令，比如软件、硬件、固件等的任意组合。这样的机器可读指令可以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上(包括但不限于磁盘存储、CD-ROM、光学存储等)。

参考根据本公开的示例的方法、装置和系统的流程图和框图来描述本公开。尽管上述流程图示出了特定的执行顺序，但是执行顺序可以与所描绘的顺序不同。关于一个流程图描述的框可以与另一流程图的框组合。应当理解，流程图和框图中的各个框以及它们的组合可以通过机器可读指令来实现。

机器可读指令可以例如由通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其他可编程数据处理装置的处理器执行以实现说明书和附图中描述的功能。特别地，处理器或处理设备可以执行机器可读指令。因此，设备和装置的功能模块(比如对象分割模块404、模型评估模块406和控制指令模块504)可以通过执行存储在贮存器中的机器可读指令的处理器或运行符合逻辑电路中嵌入的指令的处理器来实现。术语“处理器”应广义地解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元或可编程门阵列等。方法和功能模块全部可以由单个处理器实施或在几个处理器之间划分。

这样的机器可读指令也可以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他可编程数据处理装置以特定模式操作。

这样的机器可读指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，使得计算机或其他可编程数据处理装置实施一系列操作以产生计算机实施的处理，因而在计算机或其他可编程装置上执行的指令实现流程图中的一个或多个流程和/或框图中的一个或多个框所指定的功能。

此外，本文的教导可以以计算机软件产品的形式来实施，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装置实施在本公开的示例中记载的方法的多个指令。

尽管已经参考某些示例描述了方法、设备和相关方面，但是可以在不脱离本公开的精神的情况下做出各种修改、改变、省略和替换。因此，意图是方法、设备和相关方面仅由以下权利要求及其等同物的范围来限制。应当注意，上述示例说明而不是限制本文描述的内容，并且在不脱离所附权利要求的范围的情况下本领域技术人员将能够设计许多可替换实施方案。关于一个示例描述的特征可以与另一示例的特征组合。

单词“包括”不排除除了权利要求中列出的要素之外的要素的存在，“一(a)”或“一(an)”不排除多个，并且单个处理器或其他单元可以满足在权利要求中记载的几个单元的功能。

任何从属权利要求的特征可以与任何独立权利要求或其他从属权利要求的特征组合。

Claims (15)

1.一种方法，包括：

在处理器处接收要在增材制造中生成的对象的数据模型，所述数据模型包括对象属性数据；并且

由所述处理器针对包括所述对象的至少一部分的虚拟构造体积，获得分成多个嵌套部分的所述虚拟构造体积的分割，其中第一部分与第一对象生成参数相关联，并且第二部分与不同的第二对象生成参数相关联，并且其中获得所述分割包括基于所述对象的几何结构和预期的对象属性中的至少一个来确定要获得的嵌套部分的数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述分割包括：

针对所述虚拟构造体积的第一切片确定分成嵌套部分的第一分割；

针对所述虚拟构造体积的第二切片确定分成嵌套部分的第二分割；

其中所述第一分割是独立于所述第二分割生成的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中每个切片以模型表示要在逐层增材制造过程中生成的对象的整数数量的层。

4.根据权利要求1所述的方法，包括将所述虚拟构造体积分割成至少三个虚拟部分，其中第三部分与第三对象生成参数相关联。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一部分和所述第二部分中的至少一个被限定在所述虚拟构造体积的位于所述对象外部的区域中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述嵌套部分的数量基于包括以下项中的至少一项的预期的对象属性：

预期的对象强度；

预期的对象外观；以及

预期的对象功能。

7.根据权利要求1所述的方法，包括：基于所述对象的一部分在所述对象中的位置，确定在包括所述一部分的虚拟构造体积内的部分的数量。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括根据所述嵌套部分生成增材制造控制指令，其中用于每个部分的所述增材制造控制指令是使用不同处理参数生成的。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括基于所述控制指令使用增材制造来生成对象。

10.一种包括处理电路的设备，所述处理电路包括：

对象分割模块，用于将包括要在增材制造中生成的对象的虚拟构造体积表示为多个嵌套部分，其中第一部分与第一对象生成参数相关联，并且第二部分与不同的第二对象生成参数相关联；以及

模型评估模块，用于从与所述对象有关的数据中确定要由所述对象分割模块形成的部分的数量。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述处理电路进一步包括控制指令模块，所述控制指令模块生成用于生成对象的控制指令，其中由所述控制指令模块进行的控制指令的生成使用每个部分的相关联的所述对象生成参数。

12.根据权利要求11所述的设备，进一步包括对象生成设备，所述对象生成设备用于根据所述控制指令生成所述对象。

13.一种对象，包括：

第一区域和第二区域，

其中所述第一区域和所述第二区域中的每一个包括核心部分和多个嵌套外围部分，所述区域的所述核心部分包括具有第一组分的熔融材料，并且每个外围部分包括具有不同组分的熔融材料；

其中，所述第一区域中的嵌套外围部分的数量不同于所述第二区域的嵌套外围部分的数量。

14.根据权利要求13所述的对象，其中所述第一区域和所述第二区域是所述对象的平行的平面切片。

15.根据权利要求13所述的对象，其中所述第一区域包括第一体积的对象特征，并且所述第二区域包括第二体积的对象特征，所述第二体积小于所述第一体积，并且所述第一区域中的嵌套外围部分的数量高于所述第二区域中的嵌套外围部分的数量。

Images