CN113168488A - 用于3d打印的内部通道网络检测 - Google Patents

Abstract

一种计算机辅助设计(CAD)系统，其可以支持用于3D打印的内部通道网络检测，并且可以包括CAD模型访问引擎和通道网络检测引擎。CAD模型访问引擎可以访问将要通过3D打印构建的物理对象的CAD模型。通道网络检测引擎可以检测包括在所述物理对象的所述CAD模型中的内部通道网络，所述检测包括：识别满足开口尺寸阈值的沿CAD模型的表面的通道开口，以及递归地识别形成内部通道网络的CAD模型的内面，其中，所述内面是在CAD模型的表面的内部的CAD模型的面。通道网络检测引擎还可以对所识别的内部通道网络执行通道验证，以支持物理对象的3D打印。

Description

用于3D打印的内部通道网络检测

背景技术

计算机系统可用于创建、使用和管理用于产品和其它物品的数据。计算机系统的示例包括计算机辅助设计(computer-aided design，CAD)系统(其可以包括计算机辅助工程(computer-aided engineering，CAE)系统)、可视化和制造系统、产品数据管理(productdata management，PDM)系统、产品生命周期管理(product lifecycle management，PLM)系统等。这些系统可以包括有助于产品结构的设计和模拟测试的部件。

发明内容

所公开的实施方式包括支持用于三维(3D)打印的内部通道网络检测的系统、方法、设备和逻辑。

在一个示例中，可以由CAD系统或任何其它计算系统履行、执行或以其它方式实现一种方法。该方法可以包括访问将要通过3D打印构建的物理对象的CAD模型以及检测包括在物理对象的CAD模型中的内部通道网络。所述检测可以包括：识别满足开口尺寸阈值的沿CAD模型的表面的通道开口；以及递归地识别形成内部通道网络的CAD模型的内面(internal face)，其中，所述内面是在CAD模型的表面内部的CAD模型的面。该方法还可以包括对所识别的内部通道网络执行通道验证，以支持物理对象的3D打印。

在另一示例中，一种系统可以包括CAD模型访问引擎和通道网络检测引擎。CAD模型访问引擎可以被配置成访问将要通过3D打印构建的物理对象的CAD模型。通道网络检测引擎可以被配置以检测包括在所述物理对象的所述CAD模型中的内部通道网络，所述检测包括：识别满足开口尺寸阈值的沿CAD模型的表面的通道开口，以及递归地识别形成内部通道网络的CAD模型的内面，其中，所述内面是在CAD模型的表面内部的CAD模型的面。通道网络检测引擎还可以被配置来对所识别的内部通道网络执行通道验证，以支持物理对象的3D打印。

在又一示例中，一种非瞬时性机器可读介质，其可以存储可由处理器执行的指令。在执行时，该指令可以使处理器或CAD系统：访问将要通过3D打印构建的物理对象的CAD模型，并且检测包括在物理对象的CAD模型中的内部通道网络，所述检测包括：识别满足开口尺寸阈值的沿CAD模型的表面的通道开口；以及递归地识别形成内部通道网络的CAD模型的内面，其中，所述内面是在CAD模型的表面内部的CAD模型的面。指令的执行还可以使处理器或CAD系统对所识别的内部通道网络执行通道验证，以支持物理对象的3D打印。

附图说明

在下面的详细描述中并参照附图来描述某些示例。

图1示出了支持用于3D打印的内部通道网络检测的计算系统的示例。

图2示出了计算系统可以实施以支持用于3D打印的内部通道网络检测的逻辑的示例。

图3示出了通过通道网络检测引擎基于拓扑识别内部通道面的示例。

图4示出了通过通道网络检测引擎基于网格识别内部通道面的示例。

图5示出了通道网络检测引擎可以支持的通道验证的示例。

图6示出了支持用于3D打印的内部通道网络检测的系统的示例。

具体实施方式

可以通过使用3D打印机来执行增材制造(有时被称为3D打印)，该3D打印机可以通过材料沉积来构建对象。3D打印通常涉及逐层地进行材料沉积，其可用于复制或构建复杂的对象结构。一些现代工业利用3D打印来构建具有复杂的内部通道网络的物理对象。作为示例，架空部件、航空航天结构、燃气动力涡轮机或其它机械可能包括复杂的内部冷却通道网络。这种内部冷却通道可以凭借3D打印来构建，并且以越来越有效的方式在所制造的零件内传播冷却流体，以保持所期望的操作温度。

通过3D打印来构建内部冷却通道可能会引起某些问题。例如，基于内部通道的长度、直径、尺寸或其它几何参数，在某些条件下，残留的微米级尺寸的金属粉末可能驻留在3D构建的冷却通道中。用于3D打印的内部通道网络的可制造性验证可以凭借CAD工具通过人工识别内部通道部件来执行。然而，这种对复杂内部通道网络的实际面、拓扑或部件的人工识别将是耗时的、容易出错的且不准确的。

本公开可以提供用于3D打印的内部通道网络检测的系统、方法、设备和逻辑。具体地，本文所描述的特征可以以增加的效率和精确度来提供内部通道网络检测，从而改善用于3D打印的通道网络验证中的计算性能。相对于人工规范，本文所描述的自动化通道网络检测特征可以改善性能和可用性。由于用户可以仅选择实体CAD模型并且指定各种通道验证标准来支持这种检测，本文所描述的特征还可以支持CAD工具的简化的用户界面会话。

图1示出了支持用于3D打印的内部通道网络检测的计算系统100的示例。计算系统100可以包括单个或多个计算设备，例如应用服务器、计算节点、台式计算机或笔记本计算机、智能电话或其它移动设备、平板设备、嵌入式控制器等。在一些实施方式中，计算系统100实施CAD工具或CAD程序，通过该CAD工具或CAD程序，用户可以设计和模拟产品结构的测试。

如本文中更详细描述的，计算系统100可以检测位于将凭借3D打印而构建的物理对象内的内部通道网络。这种内部通道网络检测可以支持进一步验证，以确保通过3D打印来可行地构建物理对象。具体地，计算系统100可以将CAD模型的表面上的外部开口识别为通道开口，并且递归地检测形成内部通道网络的内部CAD模型部件。计算系统100可以例如通过采用用于凭借拓扑化CAD模型数据、表面网格数据或者这两种数据进行内部通道网络检测的技术，来灵活地检测用于各种形式的CAD模型的内部通道。

作为示例性的实施方式，图1中示出的计算系统100包括CAD模型访问引擎108和通道网络检测引擎110。系统100可以以各种方式(例如以硬件和编程方式)来实施引擎108和引擎110(及其部件)。用于引擎108和引擎110的编程可以采用存储在非瞬时性机器可读存储介质上的处理器可执行指令的形式，并且用于引擎108和引擎110的硬件可以包括用以执行这些指令的处理器。处理器可以采用单处理器或多处理器系统的形式，并且在一些示例中，系统100使用相同的计算系统特征或硬件部件(例如，公共处理器或公共存储介质)来实施多个引擎。

在操作中，CAD模型访问引擎108可以访问将要通过3D打印构建的物理对象的CAD模型，例如图1中示出的CAD模型120。在操作中，通道网络检测引擎110可以检测包括在物理对象的CAD模型120中的内部通道网络，例如，如图1中示出的内部通道网络130。通道网络检测引擎110可以通过识别满足开口尺寸阈值的沿CAD模型120的表面的通道开口(例如，图1中示出的外部通道开口140)，并且递归地识别形成内部通道网络130的CAD模型120的内面来实现此目的。通道网络检测引擎110还可以对所识别的内部通道网络130执行通道验证，以支持物理对象的3D打印。

下面更详细地描述根据本公开的内部通道网络检测的这些和其它示例性特征。

图2示出了系统可以实施以支持用于3D打印的内部通道网络检测的逻辑200的示例。例如，计算系统100可以将逻辑200实施为硬件、存储在机器可读介质上的可执行指令、或者实施为以上两者的组合。计算系统100可以凭借CAD模型访问引擎108和通道网络检测引擎110来实施逻辑200，通过该逻辑200，计算系统100可以将逻辑200履行或执行为用以检测用于3D打印的内部通道网络的方法。以下关于逻辑200的描述是使用CAD模型访问引擎108和通道网络检测引擎110作为示例来提供的。然而，借助计算系统100的各种其它实施方式选项也是可行的。

在实施逻辑200时，CAD模型访问引擎108可以访问将要通过3D打印构建的物理对象的CAD模型(202)。CAD模型访问引擎108可以访问各种形式的CAD模型，无论是作为原生文件格式还是作为中性文件格式的形式。被访问的CAD模型可以包括CAD拓扑数据(例如，关于物理对象的实线、面(例如多边形)、顶点和边缘的数据)。CAD拓扑数据可以描述由CAD模型表示的物理对象的拓扑/构造。附加地或可替代地，被访问的CAD模型可以包括表面网格数据(例如，表示代表物理对象的表面的网格面集合的边缘和顶点的集合)。如本文所使用的，拓扑面可以指CAD模型的面元素的基于拓扑的表示。如本文所使用的，网格面可以指表面网格中的特定网格面，例如表面网格包括的特定三角形或其它网格形状。如本文更详细地描述的，内部通道网络检测的特定特征可以针对基于拓扑的内部通道网络检测和基于网格的内部通道网络检测而变化。

无论是拓扑式的还是基于网格的，通道网络检测引擎110可以检测包括在物理对象的CAD模型中的内部通道网络(204)。为此，通道网络检测引擎110可以识别满足开口尺寸阈值的沿CAD模型的表面的通道开口(206)，所述通道开口也可以被称为外部通道开口。所识别的外部通道开口可以作为内部通道网络的端点，并且通道网络检测引擎110可以在检测内部通道网络时将所识别的通道开口辨识(recognize)为用于递归面识别的边界条件。

所述开口尺寸阈值可以指明所识别的表面开口可能需要满足的阈值面积、直径、边缘长度或其它几何参数。这样，开口尺寸阈值可以设定通道开口的尺寸(或其它基于尺寸的特征)的上限，这样可以允许通道网络检测引擎110在通道网络检测期间过滤掉物理对象中的其它结构化开口而不做考虑。这样做可以提高内部通道网络检测的速度和效率，例如，智能地去除对于通道网络检测为不必要的计算。作为说明性的示例，开口尺寸阈值可以指明任何外部通道开口的直径均小于4毫米(或任何其它可应用值)。

为了识别沿CAD模型表面的通道开口，通道网络检测引擎110可以首先分析CAD模型以识别满足开口尺寸阈值的任何开口。对于包括拓扑数据的CAD模型，通道网络检测引擎110可以识别位于CAD模型的拓扑面内的任何环(loop)(CAD拓扑数据的一种形式)。这种环可以指示包含在物理对象的实际拓扑表面内的开口，例如，表面壁中的孔。因此，通道网络检测引擎110可以将沿CAD模型表面的开口识别为包括在物理对象的外部表面的拓扑面内的拓扑环。

作为另一示例，通道网络检测引擎110可以将开口识别为由多个面(无论是拓扑面还是网格面)的边缘形成的环。这种环可以不必被识别为用于CAD模型的环拓扑数据，并且通道网络检测引擎110可以将这种多面环具体地检测为CAD模型中的开口。为此，通道网络检测引擎110可以分析CAD模型的面。

针对多面环(multi-face loop)检测，通道网络检测引擎110可以初始选择具有凸边缘的面(其可以是边缘的特定性质，使得由该边缘连接的面由凸形状/凸角度(例如，小于180度)表征)。凸边缘，特别是沿外部表面的凸边缘，可以指示相邻面延伸到物理对象中，并因此潜在地形成通道开口。接下来，通道网络检测引擎110可以确定与初始选择的面相邻的另一面是否也具有凸边缘，继续这样做直到到达初始选择的面，通道网络检测引擎110可以在初始选择的面上识别多面环。如果通道网络检测引擎110确定在到达初始选择的面之前的任何点处没有相邻面包括凸边缘，则通道网络检测引擎110未识别出多面环。然后多面环检测可以继续到CAD模型的其它面。

以这种方式，通道网络检测引擎110可以识别存在于CAD模型中的环，无论是位于面(例如，存储为用于CAD模型的拓扑数据)内的单面环还是由多个面的凸边缘形成的多面环。然而，所识别的环可以包括CAD模型的外部表面上的环(被称为外部环或外部开口)以及位于物理对象内部的表面内的环(被称为内部环或内部开口)。也就是说，外部环可以位于物理对象的外围表面或外表面上，而内部环可以形成在位于物理对象的外围边界的内部的表面内。例如，内部环可以包括内部冷却通道内的开口，在该开口处冷却通道分成多个分支。

通道网络检测引擎110可以对通过CAD模型分析所识别的外部环和内部环进行区分。作为这样做的一种方式，通道网络检测引擎110可以使用光线(ray)跟踪，例如，从环位于其内的面或形成多面环的多个面发出(fire)光线。通过光线跟踪，通道网络检测引擎110可以确定从其发出光线的一个或多个可应用面是否与物理对象的其它部分(例如，其它面、边界、部件、网格面等)相交。如果是，则可以将由一个或多个可应用表面形成的环确定为内部环。如果没有检测到针对发出的光线的相交，则通道网络检测引擎110可以将该环确定为外部环(并因此，确定用于递归内部通道面识别处理的边界条件)。满足开口尺寸阈值的所识别的外部环可以被称为外部通道开口，例如，如图1中通过外部通道开口140所描述的那样。

在本文所述描述的任何方式中，通道网络检测引擎110可以识别外部通道开口，即满足开口尺寸阈值的沿CAD模型表面的通道开口。在识别沿CAD模型表面的通道开口时，通道网络检测引擎110可以忽略该通道开口是通道入口还是通道出口，因为这两者都将作为用于递归面识别以形成内部通道网络的边界条件。

一旦识别出外部通道开口，通道网络检测引擎110可以递归地识别形成内部通道网络的CAD模型的内面(208)。在一般意义上，通道网络检测引擎110可以在所识别的外部通道开口处开始并且识别初始内面组(initial set of internal faces)。内面可以指CAD模型的表面内部的CAD模型的面，例如，具有作为通道入口和通道出口的外部通道开口的对象的外围边界内部的通道面。从初始组(initial set)开始，通道网络检测引擎110可以识别相邻内面组(a set of adjacent internal faces)，并且递归地继续这样做，直到达到边界条件(例如，识别形成另一外部通道开口的另一个内面组或者到达已经被识别为内部通道网络的一部分的一个内面组，这可能在分支并入先前识别的通道时发生)。通道网络检测引擎110可以以类似的方式遍历每个所识别的外部开口环，直到每个相邻通道面组达到边界条件，从而结束递归过程。凭借该递归过程识别的该内面组可以包括形成内部通道网络的CAD模型的面。

在内部通道面的递归识别期间或递归识别之后，通道网络检测引擎110可以识别内部通道网络中的不同分支。分支可以指通道的子部分，通过该子部分，通道网络检测引擎110可以在通道的分叉、分割或各种不同部分之间进行描划(delineate)。

因此，通道网络检测引擎110可以检测CAD模型中的内部通道网络，包括通过识别外部通道开口和内部通道面来进行检测。通道网络检测引擎110能够采用不同的技术来递归地识别内部通道面，包括基于拓扑的识别和基于网格的识别。下面参照图3和图4更详细地描述这些递归识别的各种特征。

继续讨论图2中示出的逻辑200，通道网络检测引擎110可以对检测到的内部通道网络执行通道验证，以支持物理对象的3D打印(210)。通道验证可以应用任何数量的验证标准，以确保内部通道网络的制造可行性。示例性的验证可以包括：验证通道(或分支)的长度-直径比在可接受的值范围内，或者验证以各种角度进行通道取向的通道半径满足最小阈值。下面参考图5更详细地描述由通道网络检测引擎110提供用以支持这些通道验证的一些示例性验证特征。

图2中示出的逻辑200提供了计算系统100可以支持用于3D打印的内部通道网络检测的示例。本文设想了逻辑200中的附加步骤或可替代步骤，包括根据本文所描述的用于CAD模型访问引擎108、通道网络检测引擎110或者这两者组合的任意特征。因此，逻辑200可以包括图3至图5中描述的特征的任意组合。

图3示出了通过通道网络检测引擎110基于拓扑识别内部通道面的示例。通过基于拓扑的识别，通道网络检测引擎110可以识别内部通道网络的实际拓扑，这可以提供关于所检测的内部通道网络的实际结构、部件和布局的提高的可视性。通过基于拓扑的识别，通道网络检测引擎110可以递归地识别共同形成内部通道网络的内部拓扑面。

如上所述，通道网络检测引擎110可以在外部通道开口(例如图3中示出的外部通道开口310)处开始。从该外部通道开口，通道网络检测引擎110可以识别初始内部拓扑面组(an initial set of internal topological faces)。所识别的外部通道开口可以由一个或多个凸边缘形成，该凸边缘具有从CAD模型的外围表面向内定位(例如，向内汇入(sink)到CAD模型中)的相邻面。可以通过通道网络检测引擎110将从外部环首先汇入到CAD模型中的这些相邻面识别为初始内部拓扑面组。

在图3所示出的示例中，通道网络检测引擎110可以将外部通道开口310选择为递归过程中的起点，并且识别如所示出的初始内部拓扑面组320。在该特定示例中，由于外部通道开口310形成为单面环，通道网络检测引擎110可以将单个拓扑面识别为初始组。所识别的单个拓扑面可以形成圆柱形流动形状的通道的一部分。可以将外部通道开口310和初始组320中的圆柱形拓扑面的拓扑数据存储为内部通道网络的拓扑数据的一部分。通道网络检测引擎110可以根据该初始组320识别出与该初始组320中的单个拓扑面相邻的任何拓扑面，例如图3中所示的相邻内部拓扑面组330。以递归方式，通道网络检测引擎110可以继续识别多个相邻内部拓扑面组，直到达到边界条件，例如，到达形成另一外部通道开口的拓扑面。通过通道网络检测引擎110可以跟踪每个所识别的组的相邻内部拓扑面，作为内部通道网络的拓扑数据。

在形成通道网络的内部拓扑面的递归识别期间或递归识别之后，通道网络检测引擎110可以区分通道网络中的各个分支。每个单独的分支可以被视为内部通道网络的特定子段，这可以与通道验证相关(例如，以确定用于可制造性验证的适当长度或半径)。

为了将通道网络中的特定拓扑表征为不同分支，通道网络检测引擎110可以识别拓扑中的自由边缘。自由边缘可以指通道网络拓扑中的边缘，该边缘是通道分支中的特定拓扑面的一部分，但不与通道分支的任何其它拓扑面相邻。示例性的自由边缘340在图3中图示。通道网络检测引擎110可以通过对属于特定分支的内部拓扑面但不与特定分支的任何其它内部拓扑面相邻的自由边缘的识别来区分内部通道网络中的分支。

当所识别的自由边缘被确定为凸边缘并且(至少部分地)形成环时，通道网络检测引擎110可以识别内部通道开口。该内部通道开口可以指示通道分支的存在，并且通道网络检测引擎110可以识别连接到所识别的自由边缘的拓扑面(不是从中识别这些自由边缘的特定分支的一部分)。通道网络检测引擎110实际上可以将这些拓扑面表征为新通道分支的开始，并且相应地跟踪用于内部通道网络的这种拓扑数据。

以一致的方式，通道网络检测引擎110可以继续遍历内部通道网络的拓扑面，以识别自由边缘、内部通道开口和通道分支。通过这种递归遍历，通道网络检测引擎110可以跟踪内部通道网络的哪些内部拓扑面属于哪些分支，这可以用于后续的通道验证。

在本文描述的任何方式中，通道网络检测引擎110可以执行基于拓扑的递归过程，以识别形成内部通道网络的内部拓扑面以及描划内部通道网络中的不同分支。

图4示出了由通道网络检测引擎110对内部通道面进行的基于网格的识别的示例。通过基于网格的识别，通道网络检测引擎110可以识别内部通道网络的表面结构，这样可以在不获取拓扑数据或者当这种拓扑数据不可用的情况下，提供有效的机制来执行通道验证。通过基于网格的识别，通道网络检测引擎110可以递归地识别共同形成内部通道网络的内部网格面。

为了执行对内部通道面的基于网格的识别，CAD模型访问引擎108可以访问物理对象的表面网格，该表面网格包括形成CAD模型的多个网格面。例如，CAD模型访问引擎108可以对另一CAD模型格式执行网格化处理来获取表面网格。

对于表面网格，通道网络检测引擎110可以通过识别形成沿CAD模型表面的所识别的通道开口的CAD模型的初始内部网格面组来递归地识别CAD模型的内部面，以形成内部通道网络。然后，通道网络检测引擎110可以递归地识别多个相邻内部网格面组，直到到达沿CAD模型表面的另一所识别的通道开口(外部通道开口)。

为了通过图4示出，通道网络检测引擎110可以从外部通道开口402开始，并且识别定位在CAD模型表面的初始网格面组(例如，基于形成外部通道开口402的边缘的凸度)。在图4中，通道网络检测引擎110识别形成通道部分的一个网格面组，该网格面组被示出为初始内部网格面组410(为了清楚起见，未单独示出网格面)。

在一些实施方式中，通道网络检测引擎110可以将每个确定的内部网格面组表征为通道网络中的“层”，这对于逐层地执行的可制造性验证将是有用的。可以凭借通道网络检测引擎110可以维护的散列图或任何其它合适的数据结构来完成层跟踪。对所识别的网格面组进行层跟踪或任何跟踪也可以允许通道网络检测引擎110有效地确定随后所识别的网格面是否已经被识别为通道网络的一部分。

根据初始内部网格面组410，通道网络检测引擎110可以识别出相邻内部网格面组。为此，通道网络检测引擎110可以识别出与初始内部网格面组410中的网格面共享顶点或边缘的任何网格面。在图4中显示的示例中，通道网络检测引擎110识别出相邻内部网格面组420。以类似的方式，通道网络检测引擎110可以跟踪该网格面的层并且使用该层来识别下一个相邻内部网格面组，其在图4中被显示出为相邻内部网格面组430。注意，在识别多个相邻内部网格面组时，通道网络检测引擎110可以过滤掉先前已识别的任何网格面，例如通过散列表或其它数据结构进行跟踪，而通道网络检测引擎110可以通过该散列表或该数据结构进行这种确定。

通道网络检测引擎110可以在识别多个相邻内部网格面组期间识别内部通道网络中的不同分支。该过程可以被称为分支检测，其可以包括形成网格面的链以确定是否发生分支。也就是说，对于每个所识别的相邻内部网格面组，通道网络检测引擎110可以确定该组相邻内部网格面是否链接在一起以仅形成单个环(例如，通道外周)。为此，通道网络检测引擎110可以选择该相邻内部网格面组中的特定网格面，并且顺序地链接该组中的下一个相邻网格面，直到到达该网格面链中的该特定网格面。

如果该相邻内部网格面组中的每个网格面都包括在该链中，则通过该相邻内部网格面组仅形成单个环，并且通道网络检测引擎110可以确定没有发生分支。响应于确定该网格面链不包括该相邻内部网格面组中的各个网格面，通道网络检测引擎110可以确定已经发生分支，并且新的分支可以包括并未包括在所形成的链中的所有网格面中的一些网格面。在一些情况下，一个相邻内部网格面组可以包括多个分支(两个、三个或更多个)，通道网络检测引擎110可以用类似的网格面链接过程来识别这些分支中的每一个。

图4中显示了说明性示例。在图4中，通道网络检测引擎110可以识别相邻内部网格面组440，并且接下来识别相邻内部网格面组450。当对该相邻内部网格面组450执行分支检测时，通道网络检测引擎110可以确定该相邻内部网格面组450包括至少两个网格面环，例如，如图4所示出的。因此，通道网络检测引擎110可以响应于这种确定来识别内部通道网络中的多个分支。

在一些实施方式中，通道网络检测引擎110将该相邻内部网格面组450中的每个所识别的网格面链(例如，环)视为内部通道网络中的不同分支，例如，与包括该相邻内部网格面组440(并以其结束)的分支不同的分支。也就是说，对于每个检测到的分支，通道网络检测引擎110可以关闭先前的分支并且识别内部通道网络中的至少两个额外分支。以这种方式，通道网络检测引擎110可以在内部通道网络中的不同分支之间进行描划，这可以支持后续的通道验证。

以这种方式，通道网络检测引擎110可以递归地识别多个网格面组(例如，多个层)，直到达到边界条件。边界条件的示例在图4中通过相邻内部网格面组460和外部通道开口462显示。在该示例中，通道网络检测引擎110可以从先前识别的网格面组中识别出相邻内部网格面组460。响应于确定该相邻内部网格面组460形成、毗邻(border)或以其它方式包括外部通道开口462，通道网络检测引擎110可以确定已经达到用于基于递归网格过程的边界条件。因此，通道网络检测引擎110可以确定，将不去确定与该相邻内部网格面组460相邻的后续的网格面组。

在本文描述的任何方式中，通道网络检测引擎110可以执行基于网格的递归过程，以识别形成内部通道网络的内部网格面以及描划内部通道网络中的不同分支。

图5示出了通道网络检测引擎110可以支持的通道验证的示例。如本文先前所述的，通道验证可以基于内部通道网络的各种参数来确定CAD模型中的通道网络的可制造性。这样一种参数包括在各个点处的通道网络的截面直径，以确保制造内部通道网络可以例如不存在残留的金属粉末。

为了支持这种通道验证，通道网络检测引擎110可以确定内部通道网络中的各个网格面层的各种几何参数(例如，直径)。无论内部通道网络是凭借基于拓扑的识别过程还是网格面的递归的识别过程确定的，这些通道验证都是可能的。对于基于拓扑的内部网络通道，通道网络检测引擎110可以执行网格化处理来获取内部通道网络的表面网格或其适用的子段(例如，正在执行通道验证的当前分支)。

通道网络检测引擎110可以逐层地执行通道验证。换句话说，通道网络检测引擎110可以对由通道网络检测引擎110识别的每各个相邻内部网格面组执行通道验证。在一些实施方式中，通道网络检测引擎110通过将平面投影到特定的相邻内部网格面组上来执行通道验证。所述投影可以包括：通过连接该层中的每个网格面的中心(或其它预定点)而在3D空间中形成复杂多边形，以及将该复杂多边形平坦化。作为另一种方式，通道网络检测引擎110可以利用最小二乘法(或任何其它可应用的技术)将该层中的每个网格面的中心投影到平面上。

通道网络检测引擎还可以确定沿着特定的相邻内部网格面组的投影平面(projected plane)上的内切圆。在一些示例中，通道网络检测引擎110确定投影平面上的沿着多边形或质心点的最大内切圆，该最大内切圆可以作为层(例如，该特定的相邻内部网格面组)的预估截面。然后，通道网络检测引擎110可以根据内切圆确定通道直径，该通道直径用于物理对象的3D打印的直径-长度验证。一些示例性内切圆在图5中被显示为内切圆510、520和530。

在一些实施方式中，通道网络检测引擎110可以重新校准投影平面，以更准确地表示通道分支的截面。内部通道网络的各种特性可能导致投影平面中的歪斜(skewing)，并且内切圆可能基于特定网格面如何表示通道分支部分而歪斜。例如，通道分支的曲线可以由不同尺寸的网格面表示，并且根据特定层的网格面中心确定的投影平面将相对于通道的实际流动方向歪斜。这种歪斜的示例在图5中通过内切圆530显示。

为了解决潜在的歪斜，通道网络检测引擎110可以重新校准在其上确定内切圆的投影平面。例如，通道网络检测引擎110可以利用内切圆530的中心点和先前确定的内切圆(例如内切圆520)的中心点来重新校准投影平面。实际上，内切圆520的中心可以作为先前确定的相邻内部网格面组的中心点。

根据这些中心点，通道网络检测引擎110可以投影重新校准向量540，并且通道网络检测引擎110可以将内切圆530的投影平面重新校准成正交于重新校准向量540。然后，通道网络检测引擎110可以根据重新校准的平面来确定重新校准的圆，在图5中被显示为重新校准的圆550。这样，通道网络检测引擎110可以根据沿特定的相邻内部网格面组内切在重新校准的投影平面上的重新校准的圆来确定可应用于相邻内部网格面组的通道直径。尽管本文描述了最大程度地内切的和重新校准的圆，但是也可以由通道网络检测引擎确定任何其它确定的形状110(例如，椭圆形、矩形、复杂多边形等)，以确定或近似用于通道验证的通道参数。

通过重新校准投影平面，通道网络检测引擎110可以减少歪斜并且提高通道验证的准确性，这可以提高3D打印的可行性和有效性，特别是针对具有复杂内部冷却通道网络的物理对象。

在一些实施方式中，通道网络检测引擎110不需要重新校准投影平面，并且可以以其它方式解决潜在的歪斜。例如，在内部通道网络的基于拓扑的确定中，通道网络检测引擎可以利用所识别的通道部分(例如分支)的拓扑来确定具有增加的准确性的截面。为此，通道网络检测引擎110可以使用所识别的边缘作为引导曲线几何形状来构建截面组，从而识别沿着通道分支的边缘或识别沿着形成分支的单个面的等参数曲线。实际上，每个截面可以表示通道部分的横截面，并且通道网络检测引擎110可以以采样率(例如，由边缘/曲线的弧长和平面之间的宽度公差参数确定，其可以是可配置的或用户指定的)来构建横截面。

这样，通道网络检测引擎110可以确定沿着曲线/边缘的各个采样点，并且每个采样点可以定义横截面的原点。通道网络检测引擎110可以构建给定的横截面，使其在采样点处(例如沿着切线向量)正交于边缘或等参数曲线。该构建的横截面可以与通道分支的网格面相交并且形成表示通道分支的截面的多边形。通道网络检测引擎110可以根据该多边形来确定内切圆(例如，最大内切圆)，通道网络检测引擎110可以根据该内切圆来获取通道直径或其它通道参数。由于每个横截面被构建为正交于(例如，垂直于)分支(例如，分支的流动路径)的拓扑曲线/边缘，因此对横截面的重新校准不需要由通道网络检测引擎110来执行。

图6示出了支持用于3D打印的内部通道网络检测的系统600的示例。系统600可以包括处理器610，处理器610可以采用单个或多个处理器的形式。一个或多个处理器610可以包括中央处理单元、微处理器或适合于执行存储在机器可读介质上的指令的任何硬件设备。系统600可以包括机器可读介质620。机器可读介质620可以采用存储可执行指令的任何非瞬时性电子、磁性、光学或其它物理存储设备的形式，例如图6中显示的CAD模型访问指令622和通道网络检测指令624。因此，机器可读介质620例如可以是随机存取存储器(RAM)(诸如动态随机存取存储器(DRAM))、闪存、自旋转移转矩存储器、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储驱动器、光盘等。

系统600可以通过处理器610执行存储在机器可读介质620上的指令。执行指令可以使系统600(或任何其它计算系统或CAD系统)执行本文描述的任何通道网络检测特征，包括根据关于CAD模型访问引擎108、通道网络检测引擎110或这两者的组合的任何特征。

例如，通过处理器610执行CAD模型访问指令622可以使系统600访问将要通过3D打印构建的物理对象的CAD模型。通过处理器610执行通道网络检测指令624可以使系统600检测包括在物理对象的CAD模型中的内部通道网络，所述检测包括：识别满足开口尺寸阈值的沿CAD模型的表面的通道开口以及递归地识别形成内部通道网络的CAD模型的内面，其中，所述内面是在CAD模型的表面内部的CAD模型的面。执行通道网络检测指令624还可使系统600对检测到的内部通道网络执行通道验证，以支持物理对象的3D打印。

以上描述的包括有CAD模型访问引擎108和通道网络检测引擎110的系统、方法、设备和逻辑可以以多种不同的方式以多种不同的硬件、逻辑、电路以及存储在机器可读介质上的可执行指令的组合来实施。例如，CAD模型访问引擎108、通道网络检测引擎110或其组合可以包括控制器、微处理器或专用集成电路(ASIC)中的电路，或者可以用分立逻辑或部件来实施，或者可以用组合在单个集成电路上或分布在多个集成电路之间的其它类型的模拟或数字电路的组合来实施。产品，例如计算机程序产品，可以包括存储介质以及存储在介质上的机器可读指令，当在端点、计算机系统或其它设备中执行时，所述存储介质和机器可读指令使所述设备根据以上描述中的任何一者(包括根据CAD模型访问引擎108、通道网络检测引擎110或其组合的任何特征)来执行操作。

本文描述的系统、设备和引擎(包括CAD模型访问引擎108和通道网络检测引擎110)的处理能力，可以分布在多个系统部件之间，例如在多个处理器和存储器之间，可选地包括多个分布式处理系统或云端/网络元件。参数、数据库和其它数据结构可以被分开存储和管理，可以被合并到单个存储器或数据库中，可以以许多不同的方式被逻辑地和物理地组织，并且可以以包括有数据结构(例如链表)、哈希表或者隐式存储机制的多种方式来实施。程序可以是单个程序的一部分(例如子例程)、分开的程序、分布在多个存储器和处理器上的程序、或以多种不同的方式(例如库(例如共享库))来实施。

尽管上面已经描述了各个示例，但是更多的实施方式也是可行的。

Claims (15)

1.一种方法，包括：

通过计算系统：

访问将要通过3D打印构建的物理对象的计算机辅助设计(CAD)模型；

检测包括在所述物理对象的所述CAD模型中的内部通道网络，所述检测包括：

识别满足开口尺寸阈值的沿所述CAD模型的表面的通道开口；以及

递归地识别形成所述内部通道网络的所述CAD模型的内面，其中，所述内面是在所述CAD模型的所述表面的内部的所述CAD模型的面；以及

对检测到的所述内部通道网络执行通道验证，以支持所述物理对象的3D打印。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述内部通道网络还包括识别所述内部通道网络中的不同分支。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，访问所述CAD模型包括访问所述物理对象的表面网格，所述表面网格包括形成所述CAD模型的多个网格面；并且

其中，递归地识别所述CAD模型的内面以形成所述内部通道网络包括：

识别所述CAD模型的初始内部网格面组，所述初始内部网格面组形成沿所述CAD模型的所述表面的所识别的通道开口；以及

递归地识别多个相邻内部网格面组，直到到达沿所述CAD模型的所述表面的另一所识别的通道开口。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，检测包括在所述CAD模型中的所述内部通道网络还包括：

确定特定的相邻内部网格面组包括至少两个网格面环；以及

响应于所述确定来识别所述内部通道网络中的多个分支。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，对所识别的内部通道网络执行所述通道验证包括：

将平面投影到特定的相邻内部网格面组上；

确定在沿着所述特定的相邻内部网格面组的投影平面上的内切圆；以及

根据所述内切圆来确定通道直径，所述通道直径用于针对所述物理对象的3D打印的直径-长度验证。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，根据所述内切圆来确定所述通道直径包括：

利用所述内切圆的中心点和用于先前确定的相邻内部网格面组的中心点来重新校准所述投影平面；以及

根据沿着所述特定的相邻内部网格面组在重新校准的投影平面上内切的重新校准的圆来确定所述通道直径。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，递归地识别所述CAD模型的内面以形成所述内部通道网络包括：

识别所述CAD模型的初始内部拓扑面组，所述初始内部拓扑面组形成沿所述CAD模型的所述表面的所识别的通道开口，所述拓扑面由所述CAD模型的拓扑来限定；以及

递归地识别多个相邻内部拓扑面组，直到到达沿所述CAD模型的所述表面的另一所识别的通道开口。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，识别包括在所述CAD模型中的所述内部通道网络还包括：

通过对属于特定分支的内部拓扑面但不与所述特定分支的任何其它内部拓扑面相邻的自由边缘的识别来区分所述内部通道网络中的分支。

9.一种系统，包括：

计算机辅助设计(CAD)模型访问引擎，其被配置成访问将要通过3D打印构建的物理对象的CAD模型；以及

通道网络检测引擎，其被配置成：

检测包括在所述物理对象的所述CAD模型中的内部通道网络，所述检测包括：

识别满足开口尺寸阈值的沿所述CAD模型的表面的通道开口；以及

递归地识别形成所述内部通道网络的所述CAD模型的内面，其中，所述内面是在所述CAD模型的所述表面的内部的所述CAD模型的面；以及

对检测到的所述内部通道网络执行通道验证，以支持所述物理对象的3D打印。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述CAD模型访问引擎被配置成访问所述物理对象的表面网格，所述表面网格包括形成所述CAD模型的多个网格面；并且

其中，所述通道网络检测引擎被配置成通过以下步骤递归地识别所述CAD模型的内面以形成所述内部通道网络：

识别所述CAD模型的初始内部网格面组，所述初始内部网格面组形成沿所述CAD模型的所述表面的所识别的通道开口；以及

递归地识别多个相邻内部网格面组，直到到达沿所述CAD模型的所述表面的另一所识别的通道开口。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述通道网络检测引擎被进一步配置成通过以下步骤检测包括在所述CAD模型中的所述内部通道网络：

确定特定的相邻内部网格面组包括至少两个网格面环；以及

响应于所述确定来识别所述内部通道网络中的多个分支。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述通道网络检测引擎被配置成通过以下步骤来对所识别的内部通道网络执行所述通道验证：

将平面投影到特定的相邻内部网格面组上；

确定在沿着所述特定的相邻内部网格面组的投影平面上的内切圆；以及

根据所述内切圆来确定通道直径，所述通道直径用于针对所述物理对象的3D打印的直径-长度验证。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述通道网络检测引擎被配置成通过以下步骤来根据所述内切圆确定所述通道直径：

利用所述内切圆的中心点和用于先前确定的相邻内部网格面组的中心点来重新校准所述投影平面；以及

根据沿着所述特定的相邻内部网格面组在重新校准的投影平面上内切的重新校准的圆来确定所述通道直径。

14.根据权利要求9所述的系统，其中，所述通道网络检测引擎被配置成通过以下步骤来递归地识别所述CAD模型的内面以形成所述内部通道网络：

识别所述CAD模型的初始内部拓扑面组，所述初始内部拓扑面组形成沿所述CAD模型的所述表面的所识别的通道开口，所述拓扑面由所述CAD模型的拓扑来限定；以及

递归地识别多个相邻内部拓扑面组，直到到达沿所述CAD模型的所述表面的另一所识别的通道开口。

15.一种非瞬时性机器可读介质，包括指令，当所述指令由处理器执行时，使得系统：

访问将要通过3D打印构建的物理对象的计算机辅助设计(CAD)模型；

检测包括在所述物理对象的所述CAD模型中的内部通道网络，所述检测包括：

识别满足开口尺寸阈值的沿所述CAD模型的表面的通道开口；以及

递归地识别形成所述内部通道网络的所述CAD模型的内面，其中，所述内面是在所述CAD模型的所述表面的内部的所述CAD模型的面；以及

对检测到的所述内部通道网络执行通道验证，以支持所述物理对象的3D打印。

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