CN112848279B - 3d打印坐标集处理方法、3d打印方法和系统 - Google Patents

3d打印坐标集处理方法、3d打印方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3D打印坐标集处理方法、3D打印方法和系统，涉及3D打印技术，该方法包括以下步骤：在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M‑1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合。基于本发明进行3D打印可以减少打印用料且保证模型具有一定的强度。

Description

3D打印坐标集处理方法、3D打印方法和系统
技术领域
本发明涉及3D打印技术，尤其是一种3D打印坐标集处理方法、3D打印方法和系统。
背景技术
3D打印是基于材料堆积法的一种高新制造技术，因具备可成型任意形状零件的特点在世界范围内得到了广泛的应用和发展。熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)3D打印技术结构简单、使用方便、材料种类丰富、工作环境要求低,诸多优点使其成为发展最快的3D打印技术。但也存在打印精度与打印速率不匹配(打印速率越快打印精度越低)的不足，这严重影响了FDM3D打印机的发展。
通常情况下，FDM3D打印机打印的模型用于展示，对于模型结构的强度要求较低，即使中空也能满足结构要求，且中空的结构能够在一定程度上提高打印速度、减少打印材料的使用。如今人们进行中空处理，大多是在构建3维建模的时候进行处理，一种方案是在模型内部剔除一个比模型小且近似于模型的结构，但是这种方案的实施难度极高；另一种方案是在模型内部剔除一些规则几何体，如圆柱体，长方体等，这种方案存在结构强度难以保障，打印速度及耗材利用率不够高等问题。
发明内容
为解决上述技术问题的至少之一，本发明的目的在于：提供一种3D打印坐标集处理方法、3D打印方法和系统，节省打印材料的同时保证模型有一定的强度。
第一方面，本发明实施例提供了：
一种3D打印坐标集处理方法，包括以下步骤：
在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合。
在部分实施例中，所述XYZ坐标系为直角坐标系，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
在部分实施例中，所述更新所述第M内边界坐标集合，具体为：
将元素A1～A8中最接近元素B的元素替换元素A。
第二方面，本发明实施例提供了：
一种3D打印方法，包括以下步骤：
在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
根据所述打印单元坐标集合打印模型。
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合。
在部分实施例中，所述XYZ坐标系为直角坐标系，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
在部分实施例中，所述更新所述第M内边界坐标集合，具体为：
将元素A1～A8中最接近元素B的元素替换元素A。
第三方面，本发明实施例提供了：
一种3D打印坐标集处理系统，包括：
离散化单元，用于在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
切片子集处理单元，用于将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
打印单元坐标集合处理单元，用于对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合。
第四方面，本发明实施例提供了：
一种3D打印系统，包括：
离散化单元，用于在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
切片子集处理单元，用于将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
打印单元坐标集合处理单元，用于对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
打印单元，用于根据所述打印单元坐标集合打印模型；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合。
第五方面，本发明实施例提供了：
一种3D打印坐标集处理系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行3D打印坐标集处理方法。
第六方面，本发明实施例提供了：
一种3D打印系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行3D打印方法。
本发明实施例的有益效果是：本方案可以减少3D打印的用料，并且通过修正两层之间内部边缘之间的夹角，保证模型具有一定的强度。
附图说明
图1为根据本发明实施例提供的一种3D打印坐标集处理方法的流程图；
图2为根据本发明实施例提供的一种离散化过程的示意图；
图3为根据本发明实施例提供的边界单元中心连线和内部边缘单元中心连线的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
参照图1，本实施例公开了一种3D打印坐标集处理方法，包括以下步骤：
步骤110、在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
步骤120、将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
步骤130、对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合。
在部分实施例中，所述XYZ坐标系为直角坐标系，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
在部分实施例中，所述更新所述第M内边界坐标集合，具体为：
将元素A1～A8中最接近元素B的元素替换元素A。
参照图2和图3，本实施例结合具体的例子进行说明。
在切片之前，用户需要自行设置切片δ，其反映了打印精度；两层之间的最大倾斜角θ，由于打印时如果倾斜角过大可能导致耗材脱落，故需要用户设置正常打印的最大倾斜角，其由3D打印机和耗材决定；模型壳厚λ。3D打印坐标集处理过程如下：
1、离散几何模型。
以几何模型的原点为切片原点，正方体为离散单元，切片厚度δ为单层打印厚度，对几何模型及其周围空间离散化，以每个单元的中心坐标为单元位置，所有离散单元构成集合total(即离散化单元坐标集合)。以正方体为打印模型进行离散化，如图1所示。
2、分层。
在集合total中提取Z坐标相等的单元构成集合，如果集合total中的单元包含N个不同的Z坐标，则集合total中的单元可被分成N个集合(即切片子集)，每个切片子集对应一个切片(即一层)。
3、内部掏空。
①从Z坐标最大的一层开始即第一层，Z坐标次之的一层为第二层，以此类推，则Z轴坐标最小的一层为第N层。
②对于第一层，以边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径做圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成集合1_inner(即第一内边界坐标集合)，其为模型壳的内部边缘，为集合中每一个单元编号，距原点最近的单元编号为1，顺时针依次编号为2，3，4……。取本层单元构成的集合与内部边缘内(不包括内部边缘)所有单元的差集构成为集合1_print(即第一切片子集与第一内边界坐标集合所构成的内部边缘内的元素的差集)。以一段曲线边界为例，进行上述操作，如图3所示，其中，曲线310为边界单元中心连线，曲线320为内部边缘单元中心连线。
③对于2至N层，重复步骤②。
④对于第二层，在2_inner中选取距1_inner(上一层内部边缘单元构成的集合)中1号单元最近的单元A(x,y,z)，计算两坐标连线与XOY平面的夹角θ’，如果θ’小于θ，在2_print中添加单元A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)，A8(x,y-1,z)，并更新模型壳的内部边缘集合2_inner及其内部元素的编号。
⑤重复步骤④，直至θ’大于θ。
⑥对1_inner中剩余点依次重复步骤④，⑤即可完成集合2_print的更新。
⑦对于3至N层，重复步骤④，⑤，⑥。
⑧1_print、2_print……N_print所有集合的并集为3D打印机所需打印单元的集合。
本实施例公开了一种3D打印方法，基于图1所示的3D打印坐标集处理方法得到的，包括以下步骤：
在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
根据所述打印单元坐标集合打印模型。
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合。
在部分实施例中，所述XYZ坐标系为直角坐标系，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
在部分实施例中，所述更新所述第M内边界坐标集合，具体为：
将元素A1～A8中最接近元素B的元素替换元素A。
一种3D打印坐标集处理系统，包括：
离散化单元，用于在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
切片子集处理单元，用于将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
打印单元坐标集合处理单元，用于对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合。
本实施例公开了一种3D打印系统，包括：
离散化单元，用于在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
切片子集处理单元，用于将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
打印单元坐标集合处理单元，用于对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
打印单元，用于根据所述打印单元坐标集合打印模型；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合。
本实施例公开了一种3D打印坐标集处理系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行3D打印坐标集处理方法。
本实施例公开了一种3D打印系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行3D打印方法。
对于上述方法实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种3D打印坐标集处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除所述第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除所述第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合；
所述更新所述第M内边界坐标集合，具体为：
将元素A1～A8中最接近元素B的元素替换元素A。
2.根据权利要求1所述的3D打印坐标集处理方法，其特征在于：所述XYZ坐标系为直角坐标系，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
3.一种3D打印方法，包括以下步骤：
在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
根据所述打印单元坐标集合打印模型；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除所述第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除所述第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合；
所述更新所述第M内边界坐标集合，具体为：
将元素A1～A8中最接近元素B的元素替换元素A。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印方法，其特征在终于，所述XYZ坐标系为直角坐标系，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
5.一种3D打印坐标集处理系统，其特征在于，包括：
离散化单元，用于在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
切片子集处理单元，用于将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
打印单元坐标集合处理单元，用于对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除所述第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除所述第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合；
所述更新所述第M内边界坐标集合，具体为：
将元素A1～A8中最接近元素B的元素替换元素A。
6.一种3D打印系统，其特征在于，包括：
离散化单元，用于在XYZ坐标系中对打印模型进行离散化，其中，离散化过程以正方体为离散单元，以每个单元的中心坐标作为单元坐标，得到离散化单元坐标集合；
切片子集处理单元，用于将离散化单元坐标集合中Z轴坐标相同的离散化单元坐标归类的一个子集，得到第一至第N切片子集，其中，第M切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标小于第M-1切片子集中离散化单元坐标的Z轴坐标；所述N和M均为正整数，M小于等于N；
打印单元坐标集合处理单元，用于对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合；
打印单元，用于根据所述打印单元坐标集合打印模型；
其中，所述对第一至第N切片子集进行处理，得到模型的打印单元坐标集合，包括，步骤S1、S2和S3，其中，
S1、对第一切片子集进行以下处理：
S11、以第一切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第一内边界坐标集合，从第一切片子集中剔除所述第一内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第一切片打印集；
S2、对第二至第N切片子集依次进行以下处理：
S21、以第M切片子集的边界单元坐标为圆心，模型壳厚为半径作圆，每相邻两个圆相交于两点，取边界内部的交点所在单元构成第M内边界坐标集合，从第M切片子集中剔除所述第M内边界坐标集合所围成的内边界内部的所有元素，得到第M切片打印集；
S22、计算第M内边界坐标集合中的元素A(x,y,z)与第M-1内边界坐标集合中最接近的元素B所构成的直线与XOY平面的夹角，当所述夹角小于预设夹角时，向所述第M切片打印集中添加元素A1(x-1,y-1,z)，A2(x-1,y,z)，A3(x-1,y+1,z)，A4(x,y+1,z)，A5(x+1,y+1,z)，A6(x+1,y,z)，A7(x+1,y-1,z)和A8(x,y-1,z)，并更新所述第M内边界坐标集合；
S23、重复步骤S22，直到所述夹角大于预设夹角；
S24、针对第M内边界坐标集合中的其他元素执行步骤S22和S23；
S3、将第一至第N打印集合进行并集处理得到打印单元坐标集合；
所述更新所述第M内边界坐标集合，具体为：
将元素A1～A8中最接近元素B的元素替换元素A。
7.一种3D打印坐标集处理系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行如权利要求1-2任一项所述的方法。
8.一种3D打印系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行如权利要求3-4任一项所述的方法。
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