CN112140551B - 一种3dp粉末打印方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3DP粉末打印方法、装置、系统及计算机可读存储介质，该方法包括预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对目标打印图像添加预设标记；目标打印图像包括在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；获取与当前待打印层对应的待打印图像；对待打印图像进行识别，判断待打印图像是否存在预设标记，若是，则对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动。本发明在使用过程中能够在一定程度上避免推带位移现象的发生，有利于提高打印效率及打印产品质量。

Description

一种3DP粉末打印方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3DP粉末打印方法、装置、系统及计算机可读存储介质。
背景技术
3DP粉末打印技术是通过将粉末材料逐层铺设成粉末层，再选择性地对局部施加粘接剂，使对应部分粉末层粘结固化来制作零部件。在打印每一层时，先均匀的铺一层粉末，再在需要成型的区域喷洒一层粘接剂，粘接剂液滴很小，不易扩散，粉末和粘接剂接触时会发生化学反应迅速固化，而没有喷洒粘接剂的区域则保持松散状态。经过一层粉末一层粘接剂交替叠加，使零部件打印成型，打印完毕之后只要将松散的粉末扫除即可。
在3DP粉末打印技术中，为突破高效率打印，粉末层喷洒粘接剂面积高达2200mm*1800mm，铺粉器的速度达300-330mm/s，在打印过程中由于铺粉器的速度比较高，第一层粉末与粘接剂反应后固化不彻底时，铺粉器铺第二层粉末的时候会将第一层喷洒粘接剂面积较大的粉末层推带移位，严重影响最终产品的打印质量，如图1所示的构件打印模型，在铺第2层、第15层粉末时会将第1层、第14层喷洒粘结剂的粉末推带位移，出现粉末层推带位移现象。实验发现当粉末层喷洒粘接剂后等待半分钟让粉末和粘接剂的固化时间加长半分钟，再接着铺第二层粉末就不存在推粉末现象，因此在实际打印中第一层通常采用手动暂停，所以工作箱打印一层后需要手动停启；而中间层只能打印相邻层面积差积较小的模型，这样的打印要求大大限制了设备的灵活性和工作箱的空间利用率，而且还大大影响了打印效率。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种3DP粉末打印方法、装置、系统及计算机可读存储介质，在使用过程中能够在一定程度上避免推带位移现象的发生，有利于提高打印效率及打印产品质量。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种3DP粉末打印方法，包括：
预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对所述目标打印图像添加预设标记；所述目标打印图像包括在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；
获取与当前待打印层对应的待打印图像；
对所述待打印图像进行识别，判断所述待打印图像是否存在所述预设标记，若是，则对所述当前待打印层和/或位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使所述上一层粉末层不随所述当前待打印层的铺粉动作发生移动。
可选的，所述预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对所述目标打印图像添加预设标记的过程为：
对与待打印构件对应的各层打印图像中的每相邻两层打印图像中的喷洒剂接剂面积进行差积处理，计算出第n+1层打印图像中的喷洒剂接剂区域与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域的差积图像面积；其中，n＝1,2,3…N，N为打印图像的总数；
判断所述差积图像的面积是否大于预设值，若是，则将所述第n+1层打印图像作为目标打印图像，并对所述第n+1层打印图像添加预设标记。
可选的，所述对所述当前待打印层和/或位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行处理的过程为：
降低铺粉器对所述当前待打印层的铺粉速度；
和/或对位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
可选的，所述对所述当前待打印层和/或位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行处理的过程为：
控制铺粉器暂停预设时长后再对所述当前待打印层进行铺粉；
和/或对位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
可选的，所述对位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理的过程为：
向位于所述当前待打印层的上一层粉末层施加催化剂，以使所述上一层粉末层固化。
本发明实施例还相应的提供了一种3DP粉末打印装置，包括：
添加模块，用于预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对所述目标打印图像添加预设标记；所述目标打印图像包括在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；
获取模块，用于获取与当前待打印层对应的待打印图像；
识别模块，用于对所述待打印图像进行识别，判断所述待打印图像是否存在所述预设标记，若是，则触发处理模块；
所述处理模块，用于对所述当前待打印层和/或位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使所述上一层粉末层不随所述当前待打印层的铺粉动作发生移动。
可选的，所述添加模块包括：
处理单元，用于对与待打印构件对应的各层打印图像中的每相邻两层待打印图像中的喷洒剂接剂面积进行差积处理，计算出第n+1层打印图像中的喷洒剂接剂区域与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域的差积图像面积；其中，n＝1,2,3…N，N为打印图像的总数
判断单元，用于判断所述差积图像的面积是否大于预设值，若是，则触发添加单元；
所述添加单元，用于将所述第n+1层打印图像作为目标打印图像，并对所述第n+1层打印图像添加预设标记。
可选的，所述处理模块包括：
暂停单元，用于控制铺粉器暂停预设时长后再对所述当前待打印层进行铺粉；
和/或固化单元，用于对位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
本发明实施例还提供了一种3DP粉末打印系统，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述3DP粉末打印方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述3DP粉末打印方法的步骤。
本发明实施例提供了一种3DP粉末打印方法、装置、系统及计算机可读存储介质，本发明能够通过预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析后，确定出需要添加预设标记的目标打印图像，并对这些目标打印图像添加预设标记，其中，目标打印图像包括在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；当根据各层打印图像进行打印时，通过识别当前打印层对应的打印图像进行识别，并且在当前打印层对的打印图像存在预设标记时，对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动，在一定程度上避免推带位移现象的发生，有利于提高打印效率及打印产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的一种构件打印模型示意图；
图2为本发明实施例提供的一种3DP粉末打印方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种n+1层打印图像与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域示意图；
图4为与图3对应的差积图像示意图；
图5为本发明实施例提供的一种3DP粉末打印装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种3DP粉末打印方法、装置、系统及计算机可读存储介质，在使用过程中能够在一定程度上避免推带位移现象的发生，有利于提高打印效率及打印产品质量。
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做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。
请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种3DP粉末打印方法的流程示意图。该方法包括：
S110：预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对目标打印图像添加预设标记；目标打印图像包括在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；
需要说明的是，每个待打印构件对应各自的多层打印图像，在对待打印构件进行打印时，通过依次读取每层打印图像对相应层进行打印。本申请中，预先将与每个待打印构件分别对应的各层打印图像进行分析，从中确定出在打印时会使上一层发生推带位移现象的目标层，并将与该层对应的打印图像作为目标打印图像，该目标层需要在打印构件时进行特殊处理，以便防止在打印该层时上一层发送推带位移现象，所以本申请中在确定出目标打印图像后，对目标打印图像添加预设标记(该预设标记例如为1)，以便在根据各层打印图像对待打印构件进行打印使，能够识别出哪一层在打印时会使上一层发送推带位移现象，则在打印该层时进行相应的处理。其中，本实施例中的步骤S110只需要在对待打印构件打印之前执行一次即可。
具体的，上述S110中预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对目标打印图像添加预设标记的过程，具体可以为：
对与待打印构件对应的各层打印图像中的每相邻两层打印图像中的喷洒剂接剂面积进行差积处理，计算出第n+1层打印图像中的喷洒剂接剂区域与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域的差积图像面积；其中，n＝1,2,3…N，N为打印图像的总数；
判断差积图像的面积是否大于预设值，若是，则将第n+1层打印图像作为目标打印图像，并对第n+1层打印图像添加预设标记。
需要说明的是，打印图像中的喷洒剂接剂面积指的是打印图像中需要喷洒粘结剂的接剂区域对应的面积，也即在实际打印中在该喷洒剂接剂区域喷洒粘结剂。
具体的，第n+1层打印图像中的喷洒剂接剂区域与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域如图3所示，本申请中可以通过计算第n+1层打印图像中的喷洒剂接剂区域与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域的差积图像面积(如图4所示)，并判断该差积图像面积是否大于预设值(该预设值例如为0.5平方米)，当大于预设值时，说明在对第n+1层打印时会使第n层粉末层出现推带位移现象，则对第n+1层打印图像添加预设标记。从第一张大于图像进行轮询，直至对第N-1层打印图像和第N层打印图像处理完成后结束。其中，对每个待打印构件均按照上述方式对相应的目标打印图像添加预设标记。
S120：获取与当前待打印层对应的待打印图像；
具体的，在打印构件时，通过依次读取每层对应的打印图像，并按照打印需要对该层进行相应的打印，其中，在对当前待打印层进行打印时，可以从预先存储的与打印构件对应的多层打印图像中读取当前待打印层对应的待打印图像。S130：对待打印图像进行识别，判断待打印图像是否存在预设标记，若是，则进入S140；
在获取到与当前待打印层对应的待打印图像后，对待打印图像进行标记识别，以确定该待打印图像中是否被添加了预设标记，当该打印图像中存在预设标记时，说明按照常规的方式打印该层会使上一层发生推带位移现象，所以此时需要执行步骤S140，以便在进行相应的处理后，在打印当前待打印层时，上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动。另外，若待打印图像中不存在预设标记，则说明按照常规的方法对当前待打印层进行打印不会使上一层发送推带位移现象，所以此时可以按照常规的方式(如铺粉速度不低于300mm/s)对当前待打印层进行打印。
S140：对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动。
具体的，在当前待打印层对应的待打印图像中存在预设标记时，可以通过对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理，从而使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动，然后再对当前打印层进行打印处理，并且在对当前待打印层打印完成后，可以继续获取下一层待打印层对应的打印图像，并判断其是否存在预设标记，若存在，则继续按照本申请中的方法进行处理，若不存在，则按照常规的方法对相应的打印层进行打印，其中，常规的打印方法为现有技术中成熟的方法，本申请不做详述。
进一步的，上述S140中对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理的过程，具体可以为：
降低铺粉器对当前待打印层的铺粉速度；
和/或对位于当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
需要说明的是，可以通过控制铺粉器降低铺粉速度，例如以低于300mm/s的速度对当前待打印层进行铺粉打印，以减少当前待打印层对上一层粉末层的冲击，使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动。另外，还可以对上一层粉末层进行固化处理，例如通过向上一层粉末层施加催化剂，使上一层粉末层加快固化，使上一层粉末层的强度达到可以抵抗当前待打印层铺粉冲击的强度。当然，还可以在降低铺粉器的铺粉速度的同时对上一层粉末层进行固化处理，具体采用哪种方式可以根据实际需要进行确定，本申请不做特殊限定。
还需要说明的是，上述S140中对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理的过程，还可以为：
控制铺粉器暂停预设时长后再对当前待打印层进行铺粉；
和/或对位于当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
也即，还可以通过控制铺粉器暂停预设时长(例如1min)，以便使上一层粉末层具有足够长的时间可以固化到能够抵抗当前待打印层铺粉冲击的强度。另外，为了缩短暂停时长，可以在对铺粉器进行暂停的同时，对上一层粉末层进行固化处理，从而在使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动的情况下，提高打印效率。
具体的，上述对位于当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理的过程，具体为：
向位于当前待打印层的上一层粉末层施加催化剂，以使上一层粉末层固化。
当然，除了施加催化剂之外，还可以通过其他的方式实现对上一层粉末层的固化处理，例如加热或者降温的方式实现对上一层粉末层的固化，具体采用哪种方式可以根据实际需要进行确定。
可见，本发明中能够通过预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析后，确定出需要添加预设标记的目标打印图像，并对这些目标打印图像添加预设标记，目标打印图像包括在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；当根据各层打印图像进行打印时，通过识别当前打印层对应的打印图像进行识别，并且在当前打印层对的打印图像存在预设标记时，对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动，在一定程度上避免推带位移现象的发生，有利于提高打印效率及打印产品质量。
另外，采用本申请中提供的打印方法不需要对待打印构件的中间层的喷洒剂接剂面积进行限定，也即，采用本申请中的方法可以打印中间层的喷洒剂接剂面积较大的模型，扩大了使用范围。
在上述实施例的基础上，本发明实施例还相应的提供了一种3DP粉末打印装置，具体请参照图5。该装置包括：
添加模块21，用于预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对目标打印图像添加预设标记；目标打印图像包括在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；
获取模块22，用于获取与当前待打印层对应的待打印图像；
识别模块23，用于对待打印图像进行识别，判断待打印图像是否存在预设标记，若是，则触发处理模块；
处理模块24，用于对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动。
可选的，添加模块21包括：
处理单元，用于对与待打印构件对应的各层打印图像中的每相邻两层待打印图像中的喷洒剂接剂面积进行差积处理，计算出第n+1层打印图像中的喷洒剂接剂区域与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域的差积图像面积；其中，n＝1,2,3…N，N为打印图像的总数
判断单元，用于判断差积图像的面积是否大于预设值，若是，则触发添加单元；
添加单元，用于将第n+1层打印图像作为目标打印图像，并对第n+1层打印图像添加预设标记。
可选的，处理模块24包括：
暂停单元，用于控制铺粉器暂停预设时长后再对当前待打印层进行铺粉；
和/或固化单元，用于对位于当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
需要说明的是，本实施例中提供的3DP粉末打印装置具有与上述实施例中所提供的3DP粉末打印方法相同的有益效果，并且对于本实施例中所涉及到的3DP粉末打印方法的具体介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种3DP粉末打印系统，该系统包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上述3DP粉末打印方法的步骤。
例如，本实施例中的处理器用于实现预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对目标打印图像添加预设标记；目标打印图像包括在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；获取与当前待打印层对应的待打印图像；对待打印图像进行识别，判断待打印图像是否存在预设标记，若是，则对当前待打印层和/或位于当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使上一层粉末层不随当前待打印层的铺粉动作发生移动。
在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述3DP粉末打印方法的步骤。
该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种3DP粉末打印方法，其特征在于，包括：
预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对所述目标打印图像添加预设标记；所述目标打印图像为在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；
获取与当前待打印层对应的待打印图像；
对所述待打印图像进行识别，判断所述待打印图像是否存在所述预设标记，若是，则对所述当前待打印层和/或位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使所述上一层粉末层不随所述当前待打印层的铺粉动作发生移动。
2.根据权利要求1所述的3DP粉末打印方法，其特征在于，所述预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对所述目标打印图像添加预设标记的过程为：
对与待打印构件对应的各层打印图像中的每相邻两层打印图像中的喷洒剂接剂面积进行差积处理，计算出第n+1层打印图像中的喷洒剂接剂区域与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域的差积图像面积；其中，n=1,2,3…N，N为打印图像的总数；
判断所述差积图像的面积是否大于预设值，若是，则将所述第n+1层打印图像作为目标打印图像，并对所述第n+1层打印图像添加预设标记。
3.根据权利要求1所述的3DP粉末打印方法，其特征在于，所述对所述当前待打印层和/或位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行处理的过程为：
降低铺粉器对所述当前待打印层的铺粉速度；
和/或对位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
4.根据权利要求1所述的3DP粉末打印方法，其特征在于，所述对所述当前待打印层和/或位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行处理的过程为：
控制铺粉器暂停预设时长后再对所述当前待打印层进行铺粉；
和/或对位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
5.根据权利要求3或4所述的3DP粉末打印方法，其特征在于，所述对位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理的过程为：
向位于所述当前待打印层的上一层粉末层施加催化剂，以使所述上一层粉末层固化。
6.一种3DP粉末打印装置，其特征在于，包括：
添加模块，用于预先对与待打印构件对应的各层打印图像进行分析，确定出目标打印图像，并对所述目标打印图像添加预设标记；所述目标打印图像为在打印时会使上一层粉末层发生推带位移的目标层对应的打印图像；
获取模块，用于获取与当前待打印层对应的待打印图像；
识别模块，用于对所述待打印图像进行识别，判断所述待打印图像是否存在所述预设标记，若是，则触发处理模块；
所述处理模块，用于对所述当前待打印层和/或位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行处理，以使所述上一层粉末层不随所述当前待打印层的铺粉动作发生移动。
7.根据权利要求6所述的3DP粉末打印装置，其特征在于，所述添加模块包括：
处理单元，用于对与待打印构件对应的各层打印图像中的每相邻两层待打印图像中的喷洒剂接剂面积进行差积处理，计算出第n+1层打印图像中的喷洒剂接剂区域与第n层打印图像的喷洒剂接剂区域的差积图像面积；其中，n=1,2,3…N，N为打印图像的总数
判断单元，用于判断所述差积图像的面积是否大于预设值，若是，则触发添加单元；
所述添加单元，用于将所述第n+1层打印图像作为目标打印图像，并对所述第n+1层打印图像添加预设标记。
8.根据权利要求6所述的3DP粉末打印装置，其特征在于，所述处理模块包括：
暂停单元，用于控制铺粉器暂停预设时长后再对所述当前待打印层进行铺粉；
和/或固化单元，用于对位于所述当前待打印层的上一层粉末层进行固化处理。
9.一种3DP粉末打印系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任意一项所述3DP粉末打印方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任意一项所述3DP粉末打印方法的步骤。
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