CN113103593B - 3d打印填充路径生成方法、装置和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种3D打印填充路径生成方法、装置和可读存储介质，涉及3D打印的技术领域，包括获取待打印模型的涂层、段和图形对象；针对用户的打印需求调整绘制相应的涂层、段和图形对象；通过调整绘制后的涂层、段和图形对象生成打印文件；基于打印文件打印出待打印模型，能够满足用户对待打印模型内部结构的个性化要求，使得3D打印应用的更加广泛。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种3D打印填充路径生成方法、装置和可读存储介质。
背景技术
在3D打印技术中，针对模型的分层和层片的填充改进，主要用于提高打印精度和打印速度，如为保持打印精度，分层厚度尽可能的小；为降低填充时间，尽量减少空走路径的数量和总长度。
但是对于仿生结构的设计，如对模型分层的片层，进行不同材料和结构定制化的填充，常规方法无法满足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印填充路径生成方法、装置和可读存储介质，能够满足用户对待打印模型内部结构的个性化要求，使得3D打印应用的更加广泛。
第一方面，本发明实施例提供了一种3D打印填充路径生成方法，所述方法包括：
获取待打印模型的涂层、段和图形对象；
针对用户的打印需求调整绘制相应的涂层、段和图形对象；
通过调整绘制后的涂层、段和图形对象生成打印文件；
基于所述打印文件打印出所述待打印模型。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，针对用户的打印需求调整绘制相应的涂层、段和图形对象的步骤，包括：
基于用户的第一打印需求将所述涂层分配到相应段、并将所述图形对象分配到相应的涂层，其中，所述涂层对象包括图形图像和动作对象；
针对用户的第二打印需求绘制相应的图形图像；
根据所述第一打印需求控制所述动作对象进行动作。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，针对用户的第二打印需求绘制相应的图形图像的步骤，包括：
针对用户的第二打印需求，将满足预设条件的图形图像依据下式打散为直线对象：
其中，所述图形对象K可以分成n个所述直线对象，每个所述直线对象为Ki；
针对用户的第二打印需求，将处于相同涂层中多个连续的直线对象和连续线对象合并为一个连续线对象，根据下式进行表示：
K9＝k1∪k2∪k3∪…∪kn
其中，K9为合并后的连续线对象，k1、k2、k3、kn为相同涂层的中的直线对象和连续线对象；
针对用户的第二打印需求，将处于相同涂层中不连续直线对象进行连接，再将连续的直线对象和连续线对象合并为一个连续线对象，根据下式进行表示：
K10＝m1∪m2∪m3∪…∪mn
其中，K10为联结后的连续线对象，为一个连续线，m1、m2、m3、mn为相同涂层的直线对象或连续线对象。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，针对用户的第二打印需求绘制相应的图形图像的步骤，还包括：
针对用户的第二打印需求，控制不同的喷头和/或不同材料对同处于同一涂层中的多个图形图像进行绘制。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据所述第一打印需求控制所述动作对象进行动作的步骤，包括：
判断当前动作对象与前一动作对象的每个对象状态是否相同，其中，所述对象状态包括所处涂层、打印喷头、打印开始点、打印结束点；
若所述喷头不同，则控制前一喷头运行至打印结束点，执行断丝操作，切换当前喷头并移动到当前的打印开始点出丝；
若所述所处涂层不同且所述所处涂层之间相差超过一层，则控制前一喷头运行至前一涂层的打印结束点断丝，移动喷头至当前打印开始点出丝；
若所述喷头相同且喷头参数不同，则将前一喷头参数的喷头变更为当前喷头参数，再控制当前动作对象操作。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，通过调整绘制后的涂层、段和图形对象生成打印文件的步骤之前，还包括：
将调整绘制后的涂层、段和图形对象进行预览，并判断是否符合所述打印需求；
若符合，则执行的通过调整绘制后的涂层、段和图形对象生成打印文件步骤；
若不符合，则执行的基于用户的打印需求将所述图形对象分配到相应的涂层，将所述涂层分配到相应段步骤。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，获取待打印模型的涂层、段和图形对象的步骤，包括：
识别预设参数指令判断是否存在涂层，若存在，则获取涂层，若不存在，则新建涂层；
识别空间Z轴坐标判断所述涂层是否变更，若变更，则将所述涂层记录为段；
识别喷头的喷涂出丝路径，根据所述喷涂出丝路径确定图像对象。
第二方面，本发明实施例还提供一种3D打印装置，所述装置包括：
获取模块，获取待打印模型的涂层、段和图形对象；
调整模块，针对用户的打印需求调整绘制相应的涂层、段和图形对象；
生成模块，通过调整绘制后的涂层、段和图形对象生成打印文件；
打印模块，基于所述打印文件打印出所述待打印模型。
第三方面，实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
第四方面，实施例提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
本发明实施例带来了一种3D打印填充路径生成方法、装置和可读存储介质，针对用户的打印需求对打印模型的涂层、段和图形对象进行调整绘制，实现打印模型内部填充结构的定制化，以满足用户对内部填充结构的调整与同层多材料的打印，使得打印路径编辑更灵活，更适合于仿生结构的设计，如对细胞设计的3D打印路径能更好的适应细胞、营养物质和细胞因子的分配，有利于细胞的诱导分化。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种3D打印填充路径生成方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种图形图像绘制示意图；
图3为本发明实施例提供的一种多材料图形图像绘制示意图；
图4为本发明实施例提供的多段多材料图形图像绘制示意图之一；
图5为本发明实施例提供的多段多材料图形图像绘制示意图之二；
图6为本发明实施例提供的多段多材料图形图像绘制示意图之三；
图7为本发明实施例提供的多段多材料图形图像3D预览示意图；
图8为本发明实施例提供的一种3D打印填充路径生成装置的功能模块示意图；
图9为本发明实施例提供的电子设备的硬件架构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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。
目前，常规的3D打印原理是待打印模型的分层轮廓使用固定的处理算法进行填充，以实现3D打印效果。一般需要打印出物体的轮廓，其打印路径主要为层与层之间进行连接的路径，该路径实际上无需被打印，因此当前的3D打印过程中，为了实现打印速度的提升，降低填充时间，会尽可能减少空走打印路径的数量和总长度。
但对于仿生结构来说，其一般呈现类似网状、骨干等框架结构，这种结构往往不具备外形轮廓，而仅依靠填充喷头的3D打印路径以实现打印，此种仿生结构利用现有的3D打印方法无法实现不同材料不同结构定制化填充。
基于此，本发明实施例提供的一种3D打印填充路径生成方法、装置和可读存储介质，能够实现灵活个性化的3D打印填充路径生成，能够满足用户对仿生结构的3D打印，使得3D打印应用的更加广泛。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种3D打印填充路径生成方法进行详细介绍。
图1为本发明实施例提供的一种3D打印填充路径生成方法流程图。
参照图1，该方法包括以下步骤：
步骤S102，获取待打印模型的涂层、段和图形对象；
其中，图形对象是指用户在绘制区域绘制的对象，包括线段，连续线，矩形，多边形等；单一涂层是指决定图形对象在打印机中以何种方式被打印，即图形对象的涂层划分，是用户根据喷头、以及材料来确定的，其拥有属性，该属性包括涂层的名称、喷头ID、喷头的类型(由用户自己配置)、涂层在绘制时显示的颜色、喷头出丝参数。
步骤S104，针对用户的打印需求调整绘制相应的涂层、段和图形对象；
步骤S106，通过调整绘制后的涂层、段和图形对象生成打印文件；
步骤S108，基于所述打印文件打印出所述待打印模型。
在实际应用的优选实施例中，针对用户的打印需求对打印模型的涂层、段和图形对象进行调整绘制，实现打印模型内部填充结构的定制化，以满足用户对内部填充结构的调整与同层多材料的打印，使得打印路径编辑更灵活，更适合于仿生结构的设计，如对细胞设计的3D打印路径能更好的适应细胞、营养物质和细胞因子的分配，有利于细胞的诱导分化。
在一些实施例中，执行本发明实施例方法的控制设备或上位机中首先通过新建/导入工程，其中主要为导入生成的工程文件，如IGT文件、G指令文件以及分层算法输出文件(.pj文件)。导入的G指令文件和分层算法输出文件需要满足特定的格式，导入后系统会自动转换成软件可以识别的对象，如涂层，段，图形对象等。并将该文件转换成可识别的对象是指识别涂层，识别段与识别图形对象，步骤S102包括以下步骤：
步骤1.1)，识别预设参数指令判断是否存在涂层，若存在，则获取涂层，若不存在，则新建涂层；
其中，识别涂层是根据特殊指令如切换喷头，喷头设置参数指令判断是否该参数已经存在涂层，如果存在则对图形对象引用该涂层，如果不存在则根据参数新建涂层；
步骤1.2)，识别空间Z轴坐标判断所述涂层是否变更，若变更，则将所述涂层记录为段；
其中，识别段是根据路径的Z轴判断是否变更层，如果没有特殊标记符，每一层都会记录为一个段；
步骤1.3)，识别喷头的喷涂出丝路径，根据所述喷涂出丝路径确定图像对象。
其中，识别图形对象是根据出丝后的路径，决定该图形为直线、连续线或多边形对象。
作为一种可选的实施例，可识别的对象为U包括涂层U1，段U2，图像对象U3，其关系具体如下：
在一些实施例中，其中，步骤S104，还可用以下步骤实现：
步骤2.1)，基于用户的第一打印需求将所述涂层分配到相应段、并将所述图形对象分配到相应的涂层，其中，所述涂层对象包括图形图像和动作对象；
该步骤可通过涂层管理，段管理，绘制图形对象，动作管理和编辑对象等5个细化步骤实现，以便于实现涂层的新增、编辑、删除、复制和设为当前涂层；可以实现图形绘制、模型修改和绘制参考；可以实现动作对象的新增、删除、编辑、复制、导入和导出操作；可以实现编辑对象。
其中，涂层管理和段管理中的单一涂层和单一段是实现的基础。
单一段拥有属性，包括层数：每一段由多个层组成，该参数表示由多少层组成该段；层高：该参数决定该段中每一层层高；如果不选择打印则会跳过该段，通过这个配置可以灵活的对打印模型进行修正而不需要每次都新建新段后进行绘制；决定层与层之间是否连接，对某些特殊材料需要一根丝打印，不出现断丝的过程，该功能满足这类打印需求；其中，缩放参数，偏移参数，旋转参数这三个参数决定了对整个层进行缩放，偏移和旋转以满足客户打印如金字塔，双螺旋等复杂结构的模型。
步骤2.2)，针对用户的第二打印需求绘制相应的图形图像；
这里，配合绘制图形对象的图像绘制、模型修改、绘制参考等内容，以实现3D打印路径的绘制和编辑，其中模型修改的功能包括移动、旋转、缩放、复制、镜像、延伸、裁剪、打散、合并、联结等操作，具体实现内容如下：
假定所绘制的图形为K，则模型修改过程为：
移动能够将一个或者多个图形对象按照指定向量进行平移，K1＝K+Δ，其中K1为移动后的图形对象，△为平移向量；
旋转能够将一个或者多个图形按照指定角度进行旋转，
其中K2为旋转后的图形对象，θ为逆时针旋转的角度；
缩放能够将一个或者多个图形对象按照指定比例进行缩放，
其中K3为缩放后的图形对象，kx为x方向的坐标缩放值，ky为y方向的坐标缩放值；
或者定点缩放能够将一个或者多个图形对象沿着一个固定点按照指定比例进行缩放，
其中K3为缩放后的图形对象，kx为x方向的坐标缩放值，ky为y方向的坐标缩放值，
为进行定点缩放中固定点的坐标值；
复制能够将一个或者多个图形对象进行复制，并平移到指定位置，K4＝K，其中K4为复制后的图形对象；
镜像能够将一个或者多个图形对象进行镜像复制，
其中K5为镜像后的图形对象，Width为图形宽度，Height为图形高度；
延伸能够将一个直线对象延伸，并与选中的图形对象相交，K6＝K+ΔK，其中K6为延伸后的图形对象，ΔK为一个直线对象的延伸量；
裁剪能够将图形对象进行裁剪，K7＝K-ΔK0，其中K7为裁剪后的图形对象，ΔK0为图形K的裁剪量；
打散能够将复杂图形(除直线外所有图形对象)对象打散成为直线对象，
其中图形对象K可以分成n个直线对象，每个直线对象为Ki；
合并能够将多个连续且为相同涂层的直线对象和连续线对象合并成为一个连续线对象，K9＝k1∪k2∪k3∪…∪kn，其中K9为合并后的图形对象，k1、k2、k3、kn为相同涂层的直线对象和连续线对象；
联结能够将同一涂层的各直线或者连续线对象连接并合成为一个连续线，不连续的直线对象将会被连接并合并，K10＝m1∪m2∪m3∪…∪mn，其中K10为联结后的图形对象，为一个连续线，m1、m2、m3、mn为相同涂层的直线对象或连续线对象。
经过上述涂层管理、段管理和绘制图形对象的步骤后，可以通过动作管理实现动作对象的新增、删除、编辑、复制、导入和导出操作。其中，所述动作对象是打印机辅助打印功能，用户可以自己定义各类动作对象如清洁，校准等功能均可以采用动作对象完成；并且所述动作对象实现的基础是因为单一动作拥有的属性，包括：动作的名称，动作的描述，参数列表(该动作的操作参数)，前置条件，G指令，操作完毕后设备状态。
作为一种可选的实施例，可通过新建工程金字塔模型.pj，在涂层管理中设置将使用的1号喷头的打印参数；设置涂层1为1号低温喷头，气压设置为0.3MPa，温度为-3℃，并且保持控温状态，断丝抬高距离1mm，提前出丝时间300ms，提前关丝距离0.5mm，喷头移动速度10mm/s；编辑段参数，设置层高为1mm，层数为30，缩放倍数为0.95，选择与上一层为参考；绘制如图2中所示金字塔图形。
在一些实施例中，步骤2.2)还包括：针对用户的第二打印需求，控制不同的喷头和/或不同材料对同处于同一涂层中的多个图形图像进行绘制。
作为一种可选的实施例，通过新建工程，多材料.pj；在涂层管理中设置涂层参数,添加三个新的涂层，涂层1为螺杆喷头显示颜色为红色，如标号a，设定打印参数：温度设置100℃，出丝速度2mm/s，喷头移动速度10mm/s，断丝抬高距离2mm，预压速度10mm/s，回轴速度10mm/s，预压时间300ms，回轴时间300ms；涂层2为高温喷头显示颜色为橙色，如标号b，设定打印参数：温度设置100℃，喷头移动速度10mm/s，断丝抬高距离2mm，提前出丝时间300ms，提前关丝距离0.2mm；涂层3为低温喷头显示颜色为绿色，如标号c，设定打印参数：气压设置为0.3MPa，温度为-3℃，并且保持控温状态，断丝抬高距离1mm，提前出丝时间300ms，提前关丝距离0.5mm，喷头移动速度10mm/s；在段管理中设置段参数设置段层数为30层，层高为1mm；绘制如图3所示图形。
步骤2.3)，根据所述第一打印需求控制所述动作对象进行动作。
其中，对象指令是对象进行G指令转换后产生的G指令，即当前动作对象的执行指令。逐一对所有对象进行转换，每一个对象都会进行前置指令转换、对象指令转换。
其中，单一对象转换成G指令的方法，是首先判断当前动作对象与上一个对象的状态，判断的对象状态包含是否为同一层，是否为同一个喷头，是否开始点和上一个结束点相同，然后转换为前置指令，再根据当前对象转换对象指令。具体实现内容如下：
喷头A和喷头B为不同喷头，喷头A的运行路径为fA(x,y,…,nA)，喷头A的运行起点为A0，运行终点为A1，喷头B的运行路径为fB(x,y,…,nB)，喷头B的运行起点为B0，运行终点为B1，其中参数x为喷头运动速度，参数y为喷头气压，…为喷头打印过程中其他条件，参数nA为喷头A打印的第nA层，参数nB为喷头B打印的第nB层。
所述前置指令转换方法包括：
1.如果为不同喷头，由喷头A切换至喷头B，并运行路径fB(x，y，...，nB)，A1与B0重合，nB＝nA；喷头A运行到A1点后进行断丝操作，切换到喷头B，移动到B0点，出丝并开始按照路径fB(x，y，...，nB)运行对象指令；
2.如果为相同喷头不同层，由喷头A运行层nA和层nA+1的对象指令，并且层之间连续；喷头A运行到A0，出丝并按照路径fA(x，y，...，nA)和fA(x，y，...，nA+1)运行对象指令；
3.如果为相同喷头不同层，由喷头A运行层nA和层nA+Δn，其中Δn＞1，并且层之间不连续；喷头A运行到层nA的运行终点位置A1，断丝，然后移动喷头A至运行路径fA(x，y，...，nA+Δn)的起始点，按照路径fA(x，y，...，nA+Δn)运行对象指令；
4.如果为相同喷头相同层，并且上一个结束点和当前对象的开始点相同；喷头A先按照路径fA1(x1，y1，...，nA)运行对象指令，终点为A1，然后按照路径fA2(x2，y2，...，nA)运行对象指令，该路径的起点为A1；
5.如果为相同喷头相同层，上一个结束点和当前对象开始点不同；喷头A先按照路径fA1(x1，y1，...，nA)运行对象指令，终点为A1，然后按照路径fA2(x2，y2，...，nA)运行对象指令，该路径的起点为A2，A2≠A1；
6.如果为相同喷头，但是喷头参数不一样；喷头A先按照路径fA1(x1，y1，...，nA)运行对象指令，然后改变喷头参数按照路径fA1(x2，y2，...，nA)运行对象指令，其中喷头参数不一样，x1≠x2，y1≠y2。
所述对象指令转换方法包括图形对象转换方法和动作对象转换方法。所述图形对象包含了图形本身特点的信息与涂层信息(喷头出丝信息)；图形信息决定了图形在路径绘制的G01指令，涂层信息决定了打印速度与出丝参数；图形对象本身为2D的对象，包含了XY轴的信息，Z轴信息包含在对应的层中，层中会包含对图形对象本身的缩放，偏移，旋转等参数，在生成G指令时会额外对图形特征点进行计算。
图形对象转换方法针对每个图形对象生成不同的指令，如：
直线：根据图形直线的起始点和结束点与执行速度生成G01指令；
矩形：根据图形矩形的开始点和结束点，决定4个顶点的打印顺序，并生成4条G01指令；
连续线：根据连续线定义的顶点列表生成多条G01指令；
多边形：根据多边形的多个顶点列表生成多条G01指令。
所述动作对象转化方法：
动作对象的G指令包含在对象的属性字符串中；
在生成G指令的时候根据操作对象的参数值替换操作G指令对象的对应参数。
经过编辑对象以实现对象基础属性、图形对象涂层信息、对象的排序来变更打印顺序等的编辑，进而进入3D预览，以观察整个路径规划效果，同时可以动画播放整个打印过程。在用户绘制完成后切换到3D预览，以观察整个路径规划效果，同时可以动画播放整个打印过程。在一些实施例中，步骤S106之前，还包括：
将调整绘制后的涂层、段和图形对象进行预览，并判断是否符合所述打印需求；
若符合，则执行的通过调整绘制后的涂层、段和图形对象生成打印文件步骤；
若不符合，则执行的基于用户的打印需求将所述图形对象分配到相应的涂层，将所述涂层分配到相应段步骤。
其中，经3D预览无误后，进入路径符合性判断步骤，判断是否与设计结构相同，如不符合返回步骤S102工程绘制进行编辑、如符合则进行步骤S104生成可供打印的文件。
作为一种多段材料打印的实施例，具体包括以下步骤：
步骤3.1)，新建工程，多材料.pj；在涂层管理中设置涂层参数,添加三个新的涂层；
(1)涂层1为螺杆喷头显示颜色为红色，如标号a，设定打印参数：温度设置100℃，出丝速度2mm/s，喷头移动速度10mm/s，断丝抬高距离2mm，预压速度10mm/s，回轴速度10mm/s，预压时间300ms，回轴时间300ms；
(2)涂层2为高温喷头显示颜色为橙色，如标号b，设定打印参数：温度设置100℃，喷头移动速度10mm/s，断丝抬高距离2mm，提前出丝时间300ms，提前关丝距离0.2mm；
(3)涂层3为低温喷头显示颜色为绿色，如标号c，设定打印参数：气压设置为0.3MPa，温度为-3℃，并且保持控温状态，断丝抬高距离1mm，提前出丝时间300ms，提前关丝距离0.5mm，喷头移动速度10mm/s；
步骤3.2)，在段管理设置三段，段1为10层，层高为0.5；段2为10层，层高为0.5；段3为10层，层高为0.5；段1绘制如图4，将连续线采用涂层1，线段采用涂层2；段2绘制如图5，采用涂层2；段3绘制如图6，采用涂层3；
步骤3.3)，查看3D预览中的路径，如图7；
步骤3.4)，生成G指令，将文件中的G指令导入到打印机软件，即可打印出与预览图一致的路径。
如图8所示，本发明实施例提供一种3D打印填充路径生成装置，所述装置包括：
获取模块，获取待打印模型的涂层、段和图形对象；
调整模块，针对用户的打印需求调整绘制相应的涂层、段和图形对象；
生成模块，通过调整绘制后的涂层、段和图形对象生成打印文件；
打印模块，基于所述打印文件打印出所述待打印模型。
本发明实施例提供的用于实现一种电子设备，本实施例中，所述电子设备可以是，但不限于，个人电脑(Personal Computer，PC)、笔记本电脑、监控设备、服务器等具备分析及处理能力的计算机设备。
作为一种示范性实施例，可参见图9，电子设备110，包括通信接口111、处理器112、存储器113以及总线114，处理器112、通信接口111和存储器113通过总线114连接；上述存储器113用于存储支持处理器112执行上述3D打印填充路径生成方法的计算机程序，上述处理器112被配置为用于执行该存储器113中存储的程序。
本文中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。
非易失性介质可以是非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的非易失性存储介质，或者它们的组合。
可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。
本发明实施例所提供计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序代码被执行时可实现上述任一实施例所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种3D打印填充路径生成方法，其特征在于，应用于仿生结构的3D打印，所述方法包括：
根据待打印仿生结构确定目标涂层和图形对象，每个所述目标涂层包括相应的属性信息，所述属性信息包括涂层名称、涂层显示颜色、对应打印喷头的ID、类型和出丝参数，所述目标涂层是所述待打印仿生结构切分后产生的多个二维结构；
根据所述属性信息将所述图形对象分配到对应的目标涂层；
根据用户打印需求对所述目标涂层以及所述目标涂层中的图形对象进行调整；
基于每个调整后的目标涂层，生成所述待打印仿生结构的填充路径；
所述图形对象包括图形图像和动作对象，根据用户打印需求对所述目标涂层以及所述目标涂层中的图形对象进行调整的步骤包括：
根据第一用户打印需求对所述目标涂层进行第一调整操作；
根据第二用户打印需求对所述动作对象进行第二调整操作，以便于基于调整后的动作对象，得到调整后的图形图像；
根据第一用户打印需求对所述目标涂层进行第一调整操作的步骤，包括：
基于所述目标涂层中的图形对象将所述目标涂层分配到相应段，其中，所述段为多个连续并且具有相同图形对象的目标涂层的集合；所述段用于决定目标涂层与目标涂层之间是否连接；
针对第一用户打印需求对所述段中的全部目标涂层进行第一调整操作，所述第一调整操作包括新增操作、编辑操作、删除操作、复制操作和选中操作；
基于每个调整后的目标涂层，生成所述待打印仿生结构的填充路径的步骤，包括：
将所述调整后的目标涂层中的动作对象进行逐一转换，得到操作指令；
基于所述操作指令控制执行机构按照所述填充路径打印所述待打印仿生结构；
将所述调整后的动作对象进行逐一转换，得到操作指令的步骤，包括：
判断当前动作对象与前一动作对象的每个对象状态是否相同，其中，所述对象状态包括所处涂层、打印喷头、打印开始点和打印结束点；
若所述喷头不同，则控制前一喷头运行至打印结束点，执行断丝操作，切换当前喷头并移动到当前的打印开始点出丝；
若所述所处涂层不同且所述所处涂层之间相差超过一层，则控制前一喷头运行至前一涂层的打印结束点断丝，移动喷头至当前打印开始点出丝；
若所述喷头相同且喷头参数不同，则将前一喷头参数的喷头变更为当前喷头参数，再控制当前动作对象操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第二用户打印需求对所述动作对象进行第二调整操作，以便于基于调整后的动作对象，得到调整后的图形图像的步骤，包括：
针对第二用户打印需求，将满足预设条件的图形图像依据下式打散为直线对象：
其中，所述图形对象K可以分成n个所述直线对象，每个所述直线对象为Ki；
和/或，
针对第二用户打印需求，将处于相同目标涂层中多个连续的直线对象和连续线对象合并为一个连续线对象，根据下式进行表示：
K9＝k1∪k2∪k3∪…∪kn
其中，K9为合并后的连续线对象，k1、k2、k3、kn为相同涂层的中的直线对象和连续线对象；
和/或，
针对第二用户打印需求，将处于相同目标涂层中不连续直线对象进行连接，再将连续的直线对象和连续线对象合并为一个连续线对象，根据下式进行表示：
K10＝m1∪m2∪m3∪…∪mn
其中，K10为联结后的连续线对象，为一个连续线，m1、m2、m3、mn为相同涂层的直线对象或连续线对象。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述操作指令控制执行机构按照所述填充路径打印所述待打印仿生结构的步骤，还包括：
基于所述操作指令控制不同的喷头和/或不同材料对同处于同一目标涂层中的多个图形图像进行绘制。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据待打印仿生结构确定目标涂层和图形对象的步骤，包括：
基于针对待打印仿生结构的用户打印需求在绘制区域绘制获得目标涂层和图形对象；
或者，
根据针对待打印仿生结构的导入文件，转换为可识别的目标涂层和图形对象。
5.一种3D打印填充路径生成装置，其特征在于，所述装置包括：
确定模块，根据待打印仿生结构确定目标涂层和图形对象，每个所述目标涂层包括相应的属性信息，所述属性信息包括涂层名称、涂层显示颜色、对应打印喷头的ID、类型和出丝参数，所述目标涂层是所述待打印仿生结构切分后产生的多个二维结构；
分配模块，根据所述属性信息将所述图形对象分配到对应的目标涂层；
调整模块，根据用户打印需求对所述目标涂层以及所述目标涂层中的图形对象进行调整；
生成模块，基于每个调整后的目标涂层，生成所述待打印仿生结构的填充路径；
所述图形对象包括图形图像和动作对象，所述调整模块还用于根据第一用户打印需求对所述目标涂层进行第一调整操作；根据第二用户打印需求对所述动作对象进行第二调整操作，以便于基于调整后的动作对象，得到调整后的图形图像；所述调整模块还用于基于所述目标涂层中的图形对象将所述目标涂层分配到相应段，其中，所述段为多个连续并且具有相同图形对象的目标涂层的集合；所述段用于决定目标涂层与目标涂层之间是否连接；针对第一用户打印需求对所述段中的全部目标涂层进行第一调整操作，所述第一调整操作包括新增操作、编辑操作、删除操作、复制操作和选中操作；
所述生成模块还用于，将所述调整后的目标涂层中的动作对象进行逐一转换，得到操作指令；基于所述操作指令控制执行机构按照所述填充路径打印所述待打印仿生结构；所述生成模块还用于，判断当前动作对象与前一动作对象的每个对象状态是否相同，其中，所述对象状态包括所处涂层、打印喷头、打印开始点和打印结束点；若所述喷头不同，则控制前一喷头运行至打印结束点，执行断丝操作，切换当前喷头并移动到当前的打印开始点出丝；若所述所处涂层不同且所述所处涂层之间相差超过一层，则控制前一喷头运行至前一涂层的打印结束点断丝，移动喷头至当前打印开始点出丝；若所述喷头相同且喷头参数不同，则将前一喷头参数的喷头变更为当前喷头参数，再控制当前动作对象操作。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-4中任意一项所述的方法。
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