CN112454904A - 面向用户个性化定制的3d打印可配置式服务方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，应用于3D打印技术领域，具体步骤如下：平台终端向用户端展示3D打印零件生产的全生命周期服务流程，并接收用户端发送的第一需求个性化定制表单；所述平台终端根据所述第一需求个性化定制表单，生成对应的第一可配置式服务流程界面，并发送给所述用户端确认所述第一可配置式服务流程界面的内容；若确认是，则启动所述第一可配置式服务流程界面的内容；结束当前可配置式服务流程界面的内容。本发明提供了一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，将数据进行集成和分析，才能更好地优化3D打印原型，从而加速原型的设计周期，提高3D打印的成功率。

Description

面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，更具体的说是涉及一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法。

背景技术

我们重点调研了国内外现有的3D打印网站(平台)，现有技术中的3D打印网站(平台)主要分为业务专一型和业务混合型。其中，业务专一型网站通常只有一项主营业务。例如，MakerBot thingiverse网站，专注于用户间开源3D设计原型的知识交流与经验共享；GrabCAD网站，专注于3D模型的专业化设计。业务混合型商业网站通常包括了3D打印生产流程中图纸购买、生产设备租用和购买、原型设计、模型生产等业务。这类网站通常由行业龙头企业根据自身业务模式量身搭建,如shapeways,3D systems,3D hubs,Stratasys。业务混合型网站的各项业务通常彼此独立，不熟悉其业务的用户通常着手进行业务订购。

通过对国内外现有3D打印网站的业务模式进行分析，存在一个核心的共性化缺点，即相互孤立的业务模式。对于大多数业务混合型3D打印网站，各种业务通常是相互独立的，如图纸购买、生产设备租用和购买、原型设计、模型生产等服务。这些业务分别分布在商业平台不同的页面，完成业务需要与不同的业务人员对接，并且业务间具有独立的流程。这对于普通用户的体验并不友好，一个根本原因是普通用户并不具备足够的专业知识，因此他们难以全面地了解完成一个3D打印零件生产周期所需的必要环节，这样。网站过多的业务选项通常会让用户感到困惑而无从下手。另外，彼此孤立的业务，增加了用户与业务人员间的沟通成本，而分割的业务数据也使得整个生产环节信息流难以集成。更重要的是，服务实现过程对于用户并不透明，例如在模型生产业务中，模型生产过程对于用户通常是不可见的，生产过程由于缺少用户及时地监督和反馈，并缺少成品预览和可视化功能，可能增加最终产品与用户期望产品的心理预期差距。用户由于在服务执行环节缺少参与感而降低再次订购的兴趣。

因此，如何提供一种可视化程度高，面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，本发明实现了从设计、制造到售后整个产品生产全生命周期的服务集成；扩充了3D打印设计的理念范畴，即对于天生具有数字化属性的3D打印来说，原型设计仅是产品设计过程的一个环节，如果说原型设计环节由计算机辅助设计师来实现，那么由现场操作工程师参与的产品切片参数化设计可以理解为制造过程的再设计环节，而在实际生产过程中采集的生产过程参数可以被视为对设计参数进行后期修正的重要历史数据。只有将以上数据进行集成和分析，才能更好地优化3D打印原型，从而加速原型的设计周期，提高3D打印的成功率。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，具体步骤如下：

平台终端向用户端展示3D打印零件生产的全生命周期服务流程，并接收用户端发送的第一需求个性化定制表单；

所述平台终端根据所述第一需求个性化定制表单，生成对应的第一可配置式服务流程界面，并发送给所述用户端确认所述第一可配置式服务流程界面的内容；

若确认是，则启动所述第一可配置式服务流程界面的内容；

若确认否，则重新接收所述用户端的第二需求个性化定制表单，重新生成对应的第二可配置式服务流程界面，并发送给所述客户端确认；若确认为是，启动第二可配置式服务流程界面的内容；

结束。

优选的，在上述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法中，所述平台终端向用户或所述用户端展示完成3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程；同时展示3D云打印平台服务组件的运作原理以及面向用户的操作流程说明。

优选的，在上述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法中，所述平台终端根据所述用户端发送的第一需求个性化定制表单中的关键字生成第一可配置式服务流程界面；所述关键字包括但不限于定制件名称、打印材料、定制件用途、定制件说明。

优选的，在上述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法中，3D打印零件生产的全生命周期服务流程包括：

定制需求填写、设计师接单及需求沟通、详细需求确认与缴费、三维效果图及参数确认、打印工厂及打印机分配、打印仿真视频与照片确认、收货信息选择或填写、实物照片及快递信息、确认收货与评价。

优选的，在上述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法中，3D云打印平台服务组件展示3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程，并显示子控件；所述子控件用于实现所述3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程。

优选的，在上述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法中，所述第一可配置式服务流程界面和所述第二可配置服务流程界面的内容至少包括：原型创意、图纸购买、原型验证、切片参数设计、制造过程监控、成品购买、零件配送、用户社区。

优选的，在上述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法中，还包括：判断是否进入下一个定制流程；

平台终端提示用户端是否进入下一个服务流程；如果用户端确认进入下一个服务流程，则所述用户端重新填写需求个性化定制表单；如果用户确认无需进入下一个服务流程，整个流程将结束。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种以客户需求为中心的3D打印可配置式服务流程方法，通过一项核心服务(即面向用户不同需求的定制化服务)，可以使用户清晰地了解完成一个3D打印零件生产周期所需的全部环节，以及在能够实现他的定制需求情况下，他应该参与的服务流程环节有哪些。当用户确定需求后，平台将为他生成一个可视化的页面，向其展现整个服务流程轴以及他当前的服务进度位置。整个服务实现过程中的产品生命周期数据(模型设计数据、模型切片数据、模型生产过程数据)将得以整合，从而可以更好地对产品模型参数进行优化。另外，在平台基于微服务架构技术的加持下，该服务化流程通过功能组件集成的方式，在业务不同执行阶段可以增加用户的参与感。例如，用户在设计阶段，创意手绘草图功能组件可以将用户绘制的草图与模型库中模型加以匹配，并在已有的模型基础上加以修改，从而降低了设计成本。模型预处理预览功能组件和生产过程实时监控功能组件可以分别将产品的成品预览图和加工过程的实际效果展现给用户，使用户参与到生产执行过程中进行及时地监督和反馈，以降低潜在的生产返工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的方法流程图；

图2附图为本发明的3D打印零件生产的全生命周期服务流程图；

图3附图为本发明的需求个性化定制表单示意图；

图4附图为本发明的3D打印零件定制流程的最大实现示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的实施例公开了一种以客户需求为中心的3D打印可配置式服务方法，通过一项核心服务(即面向用户不同需求的定制化服务)，可以使用户清晰地了解完成一个3D打印零件生产周期所需的全部环节，以及在能够实现他的定制需求情况下，他应该参与的服务流程环节有哪些。当用户确定需求后，平台将为他生成一个可视化的页面，向其展现整个服务流程轴以及他当前的服务进度位置。整个服务实现过程中的产品生命周期数据(模型设计数据、模型切片数据、模型生产过程数据)将得以整合，从而可以更好地对产品模型参数进行优化。

另外，在平台基于微服务架构技术的加持下，该服务化流程通过功能组件集成的方式，在业务不同执行阶段可以增加用户的参与感。用户在设计阶段，创意手绘草图功能组件可以将用户绘制的草图与模型库中模型加以匹配，并在已有的模型基础上加以修改，从而降低了设计成本。模型预处理预览功能组件和生产过程实时监控功能组件可以分别将产品的成品预览图和加工过程的实际效果展现给用户，使用户参与到生产执行过程中进行及时地监督和反馈，以降低潜在的生产返工成本。

一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，如图1所示，具体步骤如下：

S101平台终端向用户端展示3D打印零件生产的全生命周期服务流程，并接收用户端发送的第一需求个性化定制表单；

S102平台终端根据第一需求个性化定制表单，生成对应的第一可配置式服务流程界面，并发送给用户端确认第一可配置式服务流程界面的内容；

S103若确认是，则启动第一可配置式服务流程界面的内容；

若确认否，则重新接收用户端的第二需求个性化定制表单，重新生成对应的第二可配置式服务流程界面，并发送给客户端确认；若确认为是，启动第二可配置式服务流程界面的内容；

S104，结束第二可配置式服务流程界面的内容。

在S101中，平台终端向用户或用户端展示完成3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程；同时展示3D云打印平台服务组件的运作原理以及面向用户的操作流程说明。

进一步，向用户展示完成3D打印零件生产的全生命周期所需的全部服务流程，同时展示相关服务组件的运作原理以及面向用户的操作流程说明。其中，每个服务流程节点包涵若干个服务功能组件用于实现该服务。通常用户并不需要定制全部服务流程，而是根据自己的需求进行流程的个性化定制。这样，可以使用户对3D打印的核心业务流程能够有清晰、全面的认识。

该平台摒弃了目前市面上的3D打印商业网站打印业务彼此独立的缺点，可以根据用户在线填写的需求表单向其展示3D打印零件的整个生命周期定制化流程，而现有3D打印商业网站对于打印业务的流程通常是不可见的。

为了进一步优化上述技术方案，如图2所示，3D打印零件生产的全生命周期服务流程包括：

定制需求填写、设计师接单及需求沟通、详细需求确认与缴费、三维效果图及参数确认、打印工厂及打印机分配、打印仿真视频与照片确认、收货信息选择或填写、实物照片及快递信息、确认收货与评价。

在S102中，如图3所示，平台终端根据用户端发送的第一需求个性化定制表单中的关键字生成第一可配置式服务流程界面；关键字包括但不限于定制件名称、打印材料、定制件用途、定制件说明。

进一步，平台终端可以根据用户填写的定制需求表单中的关键字，为用户匹配到具有相关专业能力的设计师，例如打印材料以及用于工业制造还是手工DIY，为其匹配到的设计师是不同的。如果用户自己具有设计能力或拥有3D打印模型文件，还可以直接上传文件。在定制件说明中，用户可以描述生产定制过程的特殊说明，如只进行设计或只进行生产加工。同时，用户可以选择其打印文件的权限范围，以保证打印后其3D模型在平台中的知悉范围。例如，对于一些进行工业产品设计加工的用户来说，通常其3D模型是不能对外公开的，而对于一些桌面级打印的手工创新产品用户来说，他们是希望将其3D模型对外公开的。

进一步，发送给用户端确认第一可配置式服务流程界面的内容：

整个用户个性化定制的3D打印可配置式服务流程都是围绕3D打印零件定制流程的最大实现和最小实现开展的。其中，零件定制可分为原型设计和零件生产两个主要环节。顾名思义，原型设计提供零件原型设计相关的服务，零件生产包含了生产和售后等相关服务。两个主要环节又包括若干子环节节点以及相关必选和可选的服务功能组件。最小实现表示完成原型设计或零件生产二者之一的最简流程，最大实现表示用户可以选择所有必选和可选服务以实现对零件设计和生产环节的全方位定制。

以下我们将详细介绍3D打印零件定制流程的最大实现和最小实现。

如图4所示，最大实现包括原型设计和零件生产两个主要环节。

原创设计

原型设计包括原型创意、图纸购买和原型验证三个子环节。

在原型创意中，用户可以选择三种功能服务组件以实现对3D打印零件的创意设计。在创意设计中，有设计背景的用户可以借助手绘草图组件与设计师进行沟通。用户也可以借助照片合成组件，上传待打印零件的多角度照片并生成3D文件，或利用3D扫描组件进行实物扫描生成3D文件。

在图纸购买中，用户可以在模型商店中选择自己喜欢的模型，并与设计师沟通进行二次创意设计。

在原型验证中，由于3D打印增材制造的工艺特性，单纯经过3D设计的零件并不一定满足3D打印的生产要求，因此需要通过专业数据分析软件进行可打印性验证，以避免直接加工造成的损失。通过3D文件数据分析组件，分别从3D文件的外形结构、零件材质特性、切片特性三个维度进行可打印性验证。其中，可打印性验证可以分析3D打印文件的外形结构，增加必要的支撑结构以防止零件在打印中发生塌陷。材料特性验证可以仿真零件材料打印过程中的热性能，调整打印的壁厚以防止打印过程中材料发生卷曲变形。切片特性验证可以检测并自动修复3D文件中不符合切片特性的异常点，同时可以定位和调整最合适打印的基准方向。

零件生产包括切片参数设计、制造过程监控、成品购买、配送流程、用户社区五个子环节。

在切片参数设计中，3D打印零件在生产前需要进行切片的数字化处理，将零件的3D设计文件逐次降维到3D打印机可识别的1维路径文件，最后由机器打印出来。这里需要由经验丰富的现场操作工利用参数设计组件，进行切片数字化处理相关参数的设计工作。完成零件切片的参数设计后，操作工利用打印仿真组件，将零件切片后的仿真加工过程视频回传给用户，以进行零件实际生产前的确认。

在制造过程监控中，用户可以通过过程监控组件实时查看3d打印机的工作状态，例如零件的剩余加工时间、加工过程打印机的运行参数，以及通过摄像头监控零件的实时加工情况。打印加工完成后，现场操作工使用后处理展示组件向用户展示零件加工完成后的后处理工作，包括去除毛边、去除支撑物、上色、瑕疵修复等零件后处理完成情况。

在成品购买中，用户可以跳过之前的原型设计和生产步骤，直接通过成品商店组件，在成品商店中选择并订购已加工好的零件。

在零件配送中，用户可以通过地图功能实时追踪零件的配送情况。

在用户社区中，当完成零件配送后，整个零件加工过程信息将被整合到用户社区我的作品组件中，用户还可以在用户评价组件中填写评价表单，进行意见反馈。

最小实现：

原型设计的最小实现

当用户需要进行原型创意设计时，需要进行原型创意和原型验证两个子环节。

当用户需要从模型商店选择模型时，需要进行模型商店和原型验证两个子环节。

当用户自己具有零件设计图纸时，只需要进行原型验证子环节。

当用户仅需进行零件原型设计不需要生产时，完成原型验证环节后将进行用户社区环节。

当用户还需进行零件生产时，将进入零件生产的最小实现

零件生产的最小实现：

当用户有设计的零件进行生产时，需要进行切片参数设计、制造过程监控、零件配送、用户社区四个子流程。

当用户直接从成品商店进行购买时，需要进行成品购买、零件配送、用户社区三个子流程。

为了进一步优化上述技术方案，3D云打印平台服务组件展示3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程，并显示子控件；子控件用于实现3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程。

为了进一步优化上述技术方案，第一可配置式服务流程界面和第二可配置服务流程界面的内容至少包括：原型创意、图纸购买、原型验证、切片参数设计、制造过程监控、成品购买、零件配送、用户社区。

其中S101中，相关服务功能组件的运作原理，以助于对整个服务流程的理解。

1、手绘草图

用于用户与设计师进行在线沟通，用户通过简单的2D绘图工具向工程师呈现设计原型，工程师再通过专业CAD绘图软件将修改完善的设计原型反馈给用户。

2、图片合成

用户通过上传待打印物品不同角度的照片，通过图片合成组件可以生成物品的三维模型文件。通过多次迭代计算后，该组件基本可以还原物体的真实外形特性。

3、过程监控

过程监控组件，可以实现开放式3D打印机的非侵入式状态监控。利用外置传感器监控系统检测打印机的实时状态，通过震动、温湿度、轴加速度传感器配合历史数据，可以预测到打印机在打印过程中可能出现的异常状态。同时，可以利用摄像头向用户远程共享打印机的实时打印情况。

4、配送跟踪

配送跟踪组件，可以显示平台中分布式3D打印机的地理位置，以及配送人员的实时位置和配送成本。

为了进一步优化上述技术方案，还包括：判断是否进入下一个定制流程；

平台终端提示用户端是否进入下一个服务流程；如果用户端确认进入下一个服务流程，则用户端重新填写需求个性化定制表单；如果用户确认无需进入下一个服务流程，整个流程将结束。

GrabCAD workbench是Stratasys公司为实现3D打印模型设计服务一体化开发的一套模型设计管理软件，该软件打通了3D打印模型设计环节从与设计师线上沟通到CAD绘图到原型图纸生成的服务流程，并在该流程中打通了3D打印模型设计过程数据流的集成。

相对于GrabCAD workbench，本发明的技术优点：

1.实现了从设计、制造到售后整个产品生产全生命周期的服务集成。

2.扩充了3D打印设计的理念范畴，即对于天生具有数字化属性的3D打印来说，原型设计仅是产品设计过程的一个环节，如果说原型设计环节由计算机辅助设计师来实现，那么由现场操作工程师参与的产品切片参数化设计可以理解为制造过程的再设计环节，而在实际生产过程中采集的生产过程参数可以被视为对设计参数进行后期修正的重要历史数据。只有将以上数据进行集成和分析，才能更好地优化3D打印原型，从而加速原型的设计周期，提高3D打印的成功率。

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，在其它实施例中实现。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 (7)

1.一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，其特征在于，具体步骤如下：

平台终端向用户端展示3D打印零件生产的全生命周期服务流程，并接收用户端发送的第一需求个性化定制表单；

所述平台终端根据所述第一需求个性化定制表单，生成对应的第一可配置式服务流程界面，并发送给所述用户端确认所述第一可配置式服务流程界面的内容；

若确认是，则启动所述第一可配置式服务流程界面的内容；

若确认否，则重新接收所述用户端的第二需求个性化定制表单，重新生成对应的第二可配置式服务流程界面，并发送给所述客户端确认；若确认为是，启动第二可配置式服务流程界面的内容；

结束当前可配置式服务流程界面的内容。

2.根据权利要求1所述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，其特征在于，所述平台终端向用户或所述用户端展示完成3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程；同时展示3D云打印平台服务组件的运作原理以及面向用户的操作流程说明。

3.根据权利要求1所述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，其特征在于，所述平台终端根据所述用户端发送的第一需求个性化定制表单中的关键字生成第一可配置式服务流程界面；所述关键字包括但不限于定制件名称、打印材料、定制件用途、定制件说明。

4.根据权利要求2所述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，其特征在于，3D打印零件生产的全生命周期服务流程包括：

定制需求填写、设计师接单及需求沟通、详细需求确认与缴费、三维效果图及参数确认、打印工厂及打印机分配、打印仿真视频与照片确认、收货信息选择或填写、实物照片及快递信息、确认收货与评价。

5.根据权利要求4所述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，其特征在于，3D云打印平台服务组件展示3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程，并显示子控件；所述子控件用于实现所述3D打印零件生产的全生命周期全部服务流程。

6.根据权利要求1所述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，其特征在于，所述第一可配置式服务流程界面和所述第二可配置服务流程界面的内容至少包括：原型创意、图纸购买、原型验证、切片参数设计、制造过程监控、成品购买、零件配送、用户社区。

7.根据权利要求1所述的一种面向用户个性化定制的3D打印可配置式服务方法，其特征在于，还包括：判断是否进入下一个定制流程；

平台终端提示用户端是否进入下一个服务流程；如果用户端确认进入下一个服务流程，则所述用户端重新填写需求个性化定制表单；如果用户确认无需进入下一个服务流程，整个流程将结束。

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