CN112936502B - 面向陶瓷3d打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法与系统,本发明在可选择形状的瓷砖表面直接生成用户输入的纹理,同时进行路径规划与制造适配,最终输出的结果可直接用于陶瓷3D打印数字制造,且失真小,保持了瓷砖模型的美观性,满足了交互式的设计、空间及时间负载小的设计需求。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域,具体涉及一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法与系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
陶瓷具有优异的耐腐蚀、耐高温、硬度高、机械强度高、密度低、吸水率低等优点,已在日用生活、建筑卫生、化工电气等各领域得到广泛应用。传统陶瓷制品种类繁多、性能各异,随着高新技术工业的兴起,各种新型特种陶瓷也获得较大发展。陶瓷已日渐成为卓越的结构材料和功能材料。
中国是陶瓷的故乡,在古代制陶技术不断成熟后,陶器也不再局限于各种生活用品,古人开始将陶器用于建筑中,如将陶器用于建筑的排水道和铺设地面。现代瓷砖生产基本实现了机械化,瓷砖的样式,图案也变得越来越多,瓷砖也几乎是建筑装修的主要材料。
陶瓷制品的成形,就是采用不同方法将坯料制成具有一定形状和尺寸的坯件。根据坯料含水率和性能的差异,陶瓷的成形方法分为可塑法、注浆法和压制法。从生产过程来说,其生产周期长,手工操作多,劳动强度大,占地面积大,模型消耗多。并且,目前多数较为精美的带有雕花或纹理的瓷砖仍由手工雕刻或手工开模制作完成,耗费时间长、所需人力大,且生成的墙砖规模不易控制,成功率往往与制作经验也有密切的关系。
随着数字设计和制造技术的日益发展,3D打印精度与打印速度逐渐提高,3D打印设备与打印材料也逐渐多样化。这些技术通过数字建模,仿真以及物理过程的日益数字化增强,赋予了设计人员力量。陶瓷3D打印等材料相关技术的创造性应用也引发了有关数字装饰、建筑等方面的探索。
G-code(G代码),是最为广泛使用的数控(numerical control)编程语言,主要用于控制自动机床,例如3D打印机等。在典型的线成型制造方式如熔融沉积成型(FDM)打印机中,用来设置坐标系统、控制挤出量及喷头移动速度等。基于G-code进行路径规划生成的模型可以直接应用于制造过程。然而对于网格模型在添加纹理时往往需要进行复杂的网格处理与计算,需要较大的时空开销。
发明内容
本发明为了解决上述问题,提出了一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法与系统,本发明在可选择形状的瓷砖表面直接生成用户输入的纹理,同时进行路径规划与制造适配,最终输出的结果可直接用于陶瓷3D打印数字制造,且失真小,保持了瓷砖模型的美观性,满足了交互式的设计、空间及时间负载小的设计需求。
根据一些实施例,本发明采用如下技术方案:
一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,包括以下步骤:
步骤(1):获取包含待制造纹理的图片;
步骤(2):对图片进行平滑处理以及灰度化;
步骤(3):对图片进行多种形状的分割;
步骤(4):接收输入的制造参数,以控制幅面大小及打印参数;
步骤(5):对获取的图片像素点进行采样,同时映射到相应的幅面形状及大小上;
步骤(6):将图片的灰度值映射到高度场并进行平滑优化,形成平滑三维纹理面模型;添加无纹理面点及支撑,同时嵌入罗马数字编号,生成模型;
步骤(7):进行路径规划,并且生成带有输入纹理的模型G-code文件,根据所述模型G-code文件进行3D打印。
作为可选择的实施方式,所述步骤(3)中对规则图形进行分割包括以下步骤:
步骤(3-1-1)正方形分割,对输入的图片像素点根据确定的单块大小,进行图像的分割;
步骤(3-1-2)六边形分割,根据输入边长参数控制六边形块的大小,对六边形的边界进行处理,以获得完整的六边形切割。
作为可选择的实施方式,所述步骤(3)中对随机形状进行分割包括以下步骤:
步骤(3-2-1)利用Wang Tiles平铺的原理生成随机矩形分割,通过建立边颜色标记与特定纹理的映射关系,将纹理平铺问题转换为Wang Tiles的边着色问题,通过设计相应的边着色算法生成随机矩形纹理;
步骤(3-2-2)利用Voronoi图产生的随机划分,取N个平面上不同的点,按照最近邻原则划分平面,每个点与它的最近邻区域相关联,获得基于Voronoi图对输入图片进行随机划分的结果。
作为可选择的实施方式,所述步骤(4)中包含以下步骤:
步骤(4-1):获取输入控制幅面大小的长、宽、无纹理的初始高度,以及最大偏移高度;
步骤(4-2):获取输入制造参数,用于控制打印参数。
作为可选择的实施方式,所述步骤(5)中包含以下步骤:
步骤(5-1):对输入的图片像素点进行采样;
步骤(5-2):根据用户输入的控制每一块砖块大小的参数对每一块在输入图片上进行采样,同时通过用户输入的图片像素数与幅面大小确定需要进行缩放的比例,进行分别处理;
步骤(5-3):将采样点映射到用户输入的幅面大小。
作为进一步的限定,所述步骤(5-2)中,若比例等于1,直接对图像分割结果进行采样;若比例大于1,即输入的像素数大于幅面大小,进行稀疏化;若比例小于1,即输入的像素数小于幅面大小,通过加点或调整打印参数来进行处理。
作为进一步的限定,所述步骤(5-3)中,若幅面大小与输入图片像素数的比例c为1:1时,提取切割后的像素点作为纹理面的点即可;若幅面大小与输入图片像素数的比例c大于1,对切割后的结果图片进行间隔采样,其间隔点数即为幅面大小与输入图片像素数的比例c,然后再将采样点作为纹理面的点;若比例c小于1,将现有切割结果的点间距增大c倍;如果选择加点,取当前采样点u的上下2个相邻的采样点的位置的中点坐标以及左右2个相邻采样点的位置的中点坐标来进行加点操作。
作为可选择的实施方式,所述步骤(6)中包含以下步骤:
步骤(6-1):将输入的纹理与获得的采样点相对应,将图片的灰度值按一定比例转换为三维空间中的点的高度坐标,获得三维纹理坐标,进行偏移形成输入的纹理效果,形成三维纹理面模型;、
步骤(6-2):对采样点的高度坐标进行平滑操作;
步骤(6-3):添加无纹理面及支撑;
步骤(6-4):嵌入编号。
作为可选择的实施方式,所述步骤(7)中包含以下步骤:
步骤(7-1):单个模型根据产生并存储的点生成一笔画路径;
步骤(7-2):确定打印机参数,以及每行及每列打印的个数以及行间距、列间距,进行多个模型阵列打印路径规划。
一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化系统,包括:
接收模块,被配置为获取包含待制造纹理的图片;
预处理模块,被配置为对图片进行平滑处理以及灰度化;
分割模块,被配置为对图片进行多种形状的分割;
参数输入模块,被配置为接收输入的制造参数,以控制幅面大小及打印参数;
映射模块,被配置为对获取的图片像素点进行采样,同时映射到相应的幅面形状及大小上;
模型生成模块,被配置为将图片的灰度值映射到高度场并进行平滑优化,形成平滑三维纹理面模型;添加无纹理面点及支撑,同时嵌入罗马数字编号,生成模型;
路径规划模块,被配置为进行路径规划,并且生成带有输入纹理的模型G-code文件,根据所述模型G-code文件进行3D打印。
一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法步骤。
一种终端设备,包括处理器和计算机可读存储介质,处理器用于实现各指令;计算机可读存储介质用于存储多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法步骤。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明可以全自动生成可打印的拼贴墙砖,计算效率高,用户易使用、上手快、无需较强的专业背景。
本发明可以直接输出3D打印所需的G-code文件,同时面向陶瓷3D打印制造进行了制造适配,存储空间小,制造鲁棒性更高。
与手工设计与制造相比,本发明生成的墙砖具有标准化、可控制性、批量化等优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的流程图;
图2表示分割示意图;
图3表示生成纹理面的示意图;
图4表示打印方向示意图;
图5表示支撑示例图及路径;
图6表示嵌入编号示意图及路径;
图7为最终拼贴结果示意图。
具体实施方式:
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示,一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,包括以下步骤:
步骤(1):用户输入图片,系统接收输入的包含待制造纹理的图片文件。
步骤(2):预处理。对输入图片进行平滑处理以及灰度化;
步骤(3):对输入图片进行多种形状的分割,主要包含规则形状及随机形状两类,由用户进行选择;
步骤(4):用户输入制造参数用于控制幅面大小及打印参数;
步骤(5):对用户输入的图片像素点进行采样,同时映射到相应的幅面形状及大小上;
步骤(6):模型生成。将图片的灰度值映射到高度场并进行平滑优化,形成平滑三维纹理面模型;添加无纹理面点及支撑,同时嵌入罗马数字编号;
步骤(7):进行路径规划,并且生成带有输入纹理的模型G-code文件。所述模型G-code文件可以直接用于3D打印,因此,后续可以包含陶瓷3D打印的步骤。
接下来,针对本发明方法中的每一个步骤进行具体阐述:
所述步骤(1)中主要包含以下步骤:
步骤(1-1):用户输入图片,其中为了避免失真,用户输入的图片分辨率应不小于需要的幅面大小的三倍。接收输入图片文件,同时在界面中进行可视化,用户可以看到图片预览效果。
所述步骤(2)中主要包含以下步骤:
步骤(2-1):对输入图片进行均值平滑处理。
步骤(2-2):对输入图片进行灰度化处理。
所述步骤(3)中主要包含以下步骤:
步骤(3-1)用户选择对输入图片进行多种形状的分割,主要包含规则形状及随机形状两类;
作为可选择的实施方式,对输入图片进行多种形状的分割的具体过程包括:
规则形状的分割,主要包含以下两类:
(1)正方形分割,对输入的图片像素点根据用户输入的单块大小,进行图像的分割。如图2所示。
(2)六边形分割,根据用户输入边长控制六边形块的大小,同时需要对六边形的边界进行处理,以获得完整的六边形切割。
随机形状的分割,主要包含以下两类:
(1)利用Wang Tiles平铺的原理生成随机矩形分割。Wang Tiles平铺具有相邻边颜色相同的特点,通过建立边颜色标记与特定纹理的映射关系,将纹理平铺问题转换为Wang Tiles的边着色问题,通过设计相应的边着色算法生成随机矩形纹理。
(2)利用Voronoi图产生的随机划分。Voronoi图,又叫泰森多边形或Dirichlet图,它是由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形而组成。取N个平面上不同的点,按照最近邻原则划分平面,每个点与它的最近邻区域相关联,即可获得基于Voronoi图对输入图片进行随机划分的结果。
所述步骤(4)中主要包含以下步骤:
步骤(4-1):用户输入控制幅面大小的长、宽、无纹理的初始高度h,以及最大偏移高度H;
步骤(4-2):用户输入制造参数用于控制线宽、层厚等打印参数;
所述步骤(5)中主要包含以下步骤:
步骤(5-1):对用户输入的图片像素点进行采样,首先我们对输入图片具有一定分辨率的约束,为了避免失真,用户输入的图片分辨率像素点数应不小于需要的幅面大小的三倍。
步骤(5-2):我们根据用户输入的控制每一块砖块大小的参数对每一块在输入图片上进行采样,同时通过用户输入的图片像素数与幅面大小确定需要进行缩放的比例,若比例等于1,可直接对图像分割结果进行采样;若比例大于1,即用户输入的像素数大于幅面大小,则需要进行稀疏化;若比例小于1,即用户输入的像素数小于幅面大小,则需要通过加点或调整打印参数来进行处理。
以正方形墙砖为例,若幅面大小与输入图片像素数的比例为1:1时,则无需进行缩放,可直接进行切割,并根据切割后的结果获取采样点;若幅面大小小于输入图片像素数,则需对输入图片的像素点进行稀疏化采样,获得较少的打印点,这样可以保证后面在打印制造过程中速度与挤出量与比例为1:1进行打印时相比变化较小;若幅面大小大于输入图片像素数,则需要通过加点的方式对已采样的像素点进行密集处理,同时也可以调整打印参数(层厚、挤出量等)来对打印大小进行调控。经过此步骤生成的采样点保留了其二维坐标(x,y)。
步骤(5-3):将采样点映射到用户输入的幅面大小。若幅面大小与输入图片像素数的比例c为1:1时,则提取切割后的像素点作为纹理面的点即可;若幅面大小与输入图片像素数的比例c大于1,即用户输入的像素数大于幅面大小,则需要对切割后的结果图片进行间隔采样,其间隔点数即为幅面大小与输入图片像素数的比例c,然后再将采样点作为纹理面的点;若比例c小于1,即用户输入的像素数小于幅面大小,则需要将现有切割结果的点间距增大c倍即可,其中,如果选择加点,则需要取当前采样点u的上下2个相邻的采样点的位置的中点坐标以及左右2个相邻采样点的位置的中点坐标来进行加点操作。
所述步骤(6)中主要包含以下步骤:
步骤(6-1):将图片的灰度值映射到高度场,形成三维纹理面模型。如图3所示。
将图片的灰度值映射到高度场,即相当于将用户输入的纹理图片嵌入到砖块表面,生成三维纹理面。根据上述步骤中生成的采样点,将输入的纹理与获得的采样点相对应,将图片的灰度值g按一定比例a转换为三维空间中的点的高度坐标z,获得三维纹理坐标,然后进行偏移形成输入的纹理效果;设当前采样点为u,即相当于沿着法向方向n(u)进行偏移。
其中,一定比例a的计算方法具体为:用户输入的整体幅面控制参数中,会包含最大偏移高度H,以及原始的无纹理的高度h,需要根据最小偏移高度对目前的灰度值进行映射计算。我们需要获得最大灰度值gmax及最小灰度值gmin,然后比例值a=H/(gmax-gmin)。
步骤(6-2):对采样点的高度坐标进行平滑操作,虽然前面的过程中有对输入图片进行的平滑操作,但仍可能会产生部分凸起,无法满足最终获得平滑模型的要求。于是在生成三维坐标后,对采样点的高度坐标进行均值平滑,使用当前采样点u的4个相邻的采样点作为影响蒙版,对其z坐标进行均值平滑。平滑操作时,不改变原切割形状。
步骤(6-3):添加无纹理面及支撑。无纹理面只需要通过将纹理面的点的高度坐标z变为0即可生成。同时为了防止打印过程中纹理面发生坍塌的现象,虽然采用垂直于纹理面法向的方向进行打印,如图4所示,但仍需要在生成无纹理面时对模型添加能够加固纹理面的支撑结构,如图5所示。在此我们以较为简单的结构为例,我们从无纹理面的中部引出一条边与上面的纹理面进行接触,在此过程中添加用于生成支撑的点即可,该加固支撑可产生一定的牵引力,可以避免纹理面凹凸过大时可能会发生的坍塌现象。
步骤(6-4):嵌入罗马数字编号。
考虑到制造过程中的批量化生产以及拼贴的难度,在生成模型的过程中嵌入了罗马数字编号,用于指导拼贴。首先将罗马字符存储到程序文件中,在生成砖块时直接读取当前块数并将其转化为罗马数字,并将对应的罗马字符提取出来,与程序文件中的图片相对应,然后在无纹理面点根据罗马字符的纹理进行偏移,嵌入罗马数字编号。如图6所示
所述步骤(7)中主要包含以下步骤:
步骤(7-1):单个模型路径规划。
根据之前产生并存储的点生成一笔画路径。以正方形瓷砖为例,可以直接通过排列点生成逆时针的打印路径。而对于较复杂的切割以及支撑方式,可以通过奇偶层路径来使得构成一笔画的回路。必要时可以使用欧拉回路添加判断,来形成一笔画路径,并且生成带有输入纹理的模型G-code文件。
步骤(7-2):多个模型阵列打印路径规划。
在模型较多时,为了提高打印机的工作效率,可以选择使用多个模型阵列打印,则需要输入打印机参数,避免碰撞,同时还可以选择每行及每列打印的个数以及行间距、列间距等参数,并且生成多个瓷砖模型一体化的G-code文件。
步骤(8):将输出的G-code文件进行打印制作,获得打印后的结果,并进行烘干、烧制等,并进行拼贴获得成品,如图7所示。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (11)
1.一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,其特征是:包括以下步骤:
步骤(1):获取包含待制造纹理的图片;
步骤(2):对图片进行平滑处理以及灰度化;
步骤(3):对图片进行多种形状的分割;
步骤(4):接收输入的制造参数,以控制幅面大小及打印参数;
步骤(5):对获取的图片像素点进行采样,同时映射到相应的幅面形状及大小上;
步骤(6):将图片的灰度值映射到高度场并进行平滑优化,形成平滑三维纹理面模型;添加无纹理面点及支撑,同时嵌入罗马数字编号,生成模型;
所述步骤(6)中包含以下步骤:
步骤(6-1):将输入的纹理与获得的采样点相对应,将图片的灰度值按一定比例转换为三维空间中的点的高度坐标,获得三维纹理坐标,进行偏移形成输入的纹理效果,形成三维纹理面模型;
所述一定比例a的计算方法具体为:比例值a=H/(gmax-gmin),
其中,H表示最大偏移高度,gmax表示最大灰度值,gmin表示最小灰度值;
步骤(7):进行路径规划,并且生成带有输入纹理的模型G-code文件,根据所述模型G-code文件进行3D打印。
2.如权利要求1所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,其特征是:所述步骤(3)中对规则图形进行分割包括以下步骤:
步骤(3-1-1)正方形分割,对输入的图片像素点根据确定的单块大小,进行图像的分割;
步骤(3-1-2)六边形分割,根据输入边长参数控制六边形块的大小,对六边形的边界进行处理,以获得完整的六边形切割。
3.如权利要求1所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,其特征是:所述步骤(3)中对随机形状进行分割包括以下步骤:
步骤(3-2-1)利用Wang Tiles平铺的原理生成随机矩形分割,通过建立边颜色标记与特定纹理的映射关系,将纹理平铺问题转换为Wang Tiles的边着色问题,通过设计相应的边着色算法生成随机矩形纹理;
步骤(3-2-2)利用Voronoi图产生的随机划分,取N个平面上不同的点,按照最近邻原则划分平面,每个点与它的最近邻区域相关联,获得基于Voronoi图对输入图片进行随机划分的结果。
4.如权利要求1所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,其特征是:所述步骤(4)中包含以下步骤:
步骤(4-1):获取输入控制幅面大小的长、宽、无纹理的初始高度,以及最大偏移高度;
步骤(4-2):获取输入制造参数,用于控制打印参数。
5.如权利要求1所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,其特征是:所述步骤(5)中包含以下步骤:
步骤(5-1):对输入的图片像素点进行采样;
步骤(5-2):根据用户输入的控制每一块砖块大小的参数对每一块在输入图片上进行采样,同时通过用户输入的图片像素数与幅面大小确定需要进行缩放的比例,进行分别处理;
步骤(5-3):将采样点映射到用户输入的幅面大小。
6.如权利要求5所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,其特征是:所述步骤(5-2)中,若比例等于1,直接对图像分割结果进行采样;若比例大于1,即输入的像素数大于幅面大小,进行稀疏化;若比例小于1,即输入的像素数小于幅面大小,通过加点或调整打印参数来进行处理。
7.如权利要求5所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,其特征是:所述步骤(5-3)中,若幅面大小与输入图片像素数的比例c为1:1时,提取切割后的像素点作为纹理面的点即可;若幅面大小与输入图片像素数的比例c大于1,对切割后的结果图片进行间隔采样,其间隔点数即为幅面大小与输入图片像素数的比例c,然后再将采样点作为纹理面的点;若比例c小于1,将现有切割结果的点间距增大c倍;如果选择加点,取当前采样点u的上下2个相邻的采样点的位置的中点坐标以及左右2个相邻采样点的位置的中点坐标来进行加点操作。
8.如权利要求1所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法,其特征是:所述步骤(6)中还包含以下步骤:
步骤(6-2):对采样点的高度坐标进行平滑操作;
步骤(6-3):添加无纹理面及支撑;
步骤(6-4):嵌入编号。
9.一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化系统,其特征是:包括:
接收模块,被配置为获取包含待制造纹理的图片;
预处理模块,被配置为对图片进行平滑处理以及灰度化;
分割模块,被配置为对图片进行多种形状的分割;
参数输入模块,被配置为接收输入的制造参数,以控制幅面大小及打印参数;
映射模块,被配置为对获取的图片像素点进行采样,同时映射到相应的幅面形状及大小上;
模型生成模块,被配置为将图片的灰度值映射到高度场并进行平滑优化,形成平滑三维纹理面模型;添加无纹理面点及支撑,同时嵌入罗马数字编号,生成模型;
所述将图片的灰度值映射到高度场并进行平滑优化,形成平滑三维纹理面模型具体步骤包括:将输入的纹理与获得的采样点相对应,将图片的灰度值按一定比例转换为三维空间中的点的高度坐标,获得三维纹理坐标,进行偏移形成输入的纹理效果,形成三维纹理面模型;
所述一定比例a的计算方法具体为:比例值a=H/(gmax-gmin),
其中,H表示最大偏移高度,gmax表示最大灰度值,gmin表示最小灰度值;
路径规划模块,被配置为进行路径规划,并且生成带有输入纹理的模型G-code文件,根据所述模型G-code文件进行3D打印。
10.一种计算机可读存储介质,其特征是:其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-8中任一项所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法步骤。
11.一种终端设备,其特征是:包括处理器和计算机可读存储介质,处理器用于实现各指令;计算机可读存储介质用于存储多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-8中任一项所述的一种面向陶瓷3D打印的拼贴墙砖设计与制造一体化方法步骤。
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