CN114211753B - 一种三维打印数据的预处理方法、装置及数字化运营平台 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种三维打印数据的预处理方法、装置及数字化运营平台，涉及快速成型技术领域。该三维打印数据的预处理方法，包括：获取三维设计模型和所述三维设计模型对应的三维应用类型；根据所述三维应用类型，匹配对应的预设处理流程；根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型；根据所述预处理三维设计模型生成三维打印数据。该方法可以实现降低人力成本和提高用户体验的技术效果。
Description
技术领域
本申请涉及快速成型技术领域，具体而言，涉及一种三维打印数据的预处理方法、装置及数字化运营平台。
背景技术
目前，随着科技信息的发展，制造技术、数字建模技术、材料科学、数控技术等技术迅速发展壮大以及这些学科的相互融合，计算机技术已经越来越多地渗透于医学各领域的教学、科研和临床应用的各个方面且能够较好的互相合作。而随着测量技术地发展及普及，人们能够很方便地获取数字化牙齿模型，其在口腔临床诊断和治过程中起着重要作用。3D打印技术的出现和发展已成为现在的热口之一，3D打印技术应用于医疗领域也越来越屡见不鲜。3D打印在医学领域的应用已有二十余年，广泛应用于口腔种植、骨科、神经外科等手术。
现有技术中，在目前的齿科诊疗的应用场景中，所有的应用场景均需要对牙齿模型进行数据预处理，而牙齿模型的数据预处理占据大部分3D牙齿打印工作的时间。除了需要将牙模进行数据前处理，包括模型摆正、排版、镂空、加支撑、切片，而在此过程中，所有的步骤均使用人工操作处理，人力成本巨大，工作量亦较大，导致产能效率无法有效提升。为了提高整个诊疗流程的效率，降低人力成本，增强用户体验，需要缩短牙齿模型数据的数据处理、生产加工时间。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种三维打印数据的预处理方法及数字化运营平台，可以实现3D打印数据预处理的自动化处理流程，缩短模型数据的数据处理、生产加工时间，实现降低人力成本和提高用户体验的技术效果。
第一方面，本申请实施例提供了一种三维打印数据的预处理方法，包括：
获取三维设计模型和所述三维设计模型对应的三维应用类型；
根据所述三维应用类型，匹配对应的预设处理流程；
根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型；
根据所述预处理三维设计模型生成三维打印数据。
在上述实现过程中，该三维打印数据的预处理方法在对三维设计模型进行处理的过程中，按照三维应用类型对应的预设处理流程进行自动化处理，不同三维应用的流程均是按照不同处理方式解决，根据不同的需求，预设处理流程可以添加或删减；例如对齿科领域而言，预设处理流程可包括自动修复、自动摆正、自动镂空、自动排版、自动加支撑、牙龈线识别等；因此，该方法提供的不同应用的集成化与自动化生成处理流程，提供了一种结合3D打印技术、人工智能算法的智能系统，能够方便极大的提高三维模型的处理、操作的效率，减少人工加工时间，提供了更好的用户体验及产品优势；从而，该方法可以实现3D打印数据预处理的自动化处理流程，缩短模型数据的数据处理、生产加工时间，实现降低人力成本和提高用户体验的技术效果。
进一步地，所述根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
校验所述三维设计模型并生成所述三维设计模型的缺陷信息；
根据所述缺陷信息修复所述三维设计模型，获得三维修复模型。
在上述实现过程中，对三维设计模型进行校验并进行缺陷修复，使三维设计模型可以用于进行下一步的操作。
进一步地，所述根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
根据三维应用类型识别所述三维设计模型的模型特征；
根据所述三维设计模型的模型特征摆正所述三维设计模型。
在上述实现过程中，根据模型特征可以对三维设计模型进行归类处理，从而对其进行摆正并匹配相应的预设处理流程。
进一步地，所述根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
对所述三维设计模型进行空心处理，获得三维空心模型。
在上述实现过程中，三维设计模型经过空心处理后，实心模型变为壳状模型，可有效节省打印材料。
进一步地，所述根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
排版所述三维设计模型，获得三维排版模型。
在上述实现过程中，三维排版模型为在打印之前对模型按原来摆正的角度将模型排在打印的平台上。
进一步地，所述根据所述预处理三维设计模型生成三维打印数据的步骤之后，所述方法还包括：
对所述三维打印数据进行切片处理，生成所述三维打印数据对应于各切片层的切片数据。
在上述实现过程中，对三维打印数据进行切片，可以将三维打印数据转为可识别的文件。
进一步地，所述方法应用于齿科领域，所述三维设计模型为牙齿设计模型，所述三维应用类型为齿科应用类型。
第二方面，本申请实施例提供了一种三维打印数据的预处理装置，包括：
获取模块，用于获取三维设计模型和所述三维设计模型对应的三维应用类型；
匹配模块，用于根据所述三维应用类型，匹配对应的预设处理流程；
预处理模块，用于根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型；
生成模块，用于根据所述预处理三维设计模型生成三维打印数据。
进一步地，所述预处理模块包括：
校验单元，用于校验所述三维设计模型并生成所述三维设计模型的缺陷信息；
修复单元，用于根据所述缺陷信息修复所述三维设计模型，获得三维修复模型。
进一步地，所述预处理模块包括：
特征识别单元，用于根据三维应用类型识别所述三维设计模型的模型特征；
摆正单元，用于根据所述三维设计模型的模型特征摆正所述三维设计模型。
进一步地，所述预处理模块包括：
空心处理单元，用于对所述三维设计模型进行空心处理，获得三维空心模型。
进一步地，所述预处理模块包括：
排版单元，用于排版所述三维设计模型，获得三维排版模型。
进一步地，所述预处理模块包括：
切片单元，用于对所述三维打印数据进行切片处理，生成所述三维打印数据对应于各切片层的切片数据。
第三方面，本申请实施例提供的一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并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如第一方面任一项所述的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如第一方面任一项所述的方法。
第五方面，本申请实施例提供的数字化运营平台，所述数字化运营平台包括用户端、设计端和前处理模块：
所述用户端用于搜集目标的三维扫描数据和订单信息；
所述设计端用于接收所述三维扫描数据和所述订单信息，根据所述三维扫描数据生成三维设计模型；
所述前处理模块用于根据如第一方面任一项所述的三维打印数据的预处理方法生成三维打印数据。
进一步地，所述数字化运营平台还包括生产端，所述生产端用于接收所述三维打印数据，所述生产端与打印设备连接并将所述三维打印数据发送至所述打印设备。
第六方面，本申请实施例提供的一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面任一项所述的方法。
本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、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申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种三维打印数据的预处理方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种三维打印数据的预处理方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的有缺陷的三维设计模型的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的三维修复模型的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的摆正后的三维修复模型的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的三维空心模型的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的三维空心模型的截面剖视图；
图8为本申请实施例提供的三维空心模型、底板和网孔的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的三维排版模型的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的三维排版模型的结构侧视图；
图11为本申请实施例提供的三维打印数据的预处理装置的结构框图；
图12为本申请实施例提供的数字化运营平台的结构框图；
图13为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。
图标：100-获取模块；200-匹配模块；300-预处理模块；400-生成模块；10-三维设计模型；11-缺陷；12-三维修复模型；13-三维空心模型；14-底板；15-网孔；16-三维排版模型；17-成型表面；18-支撑机构；19-成型底板；21-用户端；22-设计端；23-前处理模块；24-生产端；25-打印设备；510-处理器；520-通信接口；530-存储器；540-通信总线。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请实施例提供了一种三维打印数据的预处理方法及数字化运营平台，可以应用于3D打印技术中，例如，齿科、骨科、耳机等领域的模型打印；该三维打印数据的预处理方法在对三维设计模型进行处理的过程中，按照三维应用类型对应的预设处理流程进行自动化处理，不同三维应用的流程均是按照不同处理方式解决，根据不同的需求，预设处理流程可以添加或删减；例如对齿科领域而言，预设处理流程可包括自动修复、自动摆正、自动镂空、自动排版、自动加支撑、牙龈线识别等；因此，该方法提供的不同应用的集成化与自动化生成处理流程，提供了一种结合3D打印技术、人工智能算法的智能系统，能够方便极大的提高三维模型的处理、操作的效率，减少人工加工时间，提供了更好的用户体验及产品优势；从而，该方法可以实现3D打印数据预处理的自动化处理流程，缩短模型数据的数据处理、生产加工时间，实现降低人力成本和提高用户体验的技术效果。
示例性地，该三维打印数据的预处理方法可应用于齿科领域，其中的三维设计模型为牙齿设计模型，三维应用类型为齿科应用类型。
需要注意的是，本申请实施例提供的三维打印数据的预处理方法主要以齿科领域作为示例说明，不代表只能适用于齿科领域；基于相同的逻辑和处理流程，该三维打印数据的预处理方法也可以应用于骨科、耳机等领域，为避免重复，此处不再赘述。
请参见图1，图1为本申请实施例提供的一种三维打印数据的预处理方法的流程示意图，该三维打印数据的预处理方法包括如下步骤：
S100：获取三维设计模型和三维设计模型对应的三维应用类型。
S200：根据三维应用类型，匹配对应的预设处理流程。
示例性地，应用于齿科领域时，其中的三维设计模型为牙齿设计模型，三维应用类型为齿科应用类型；可选地，牙齿设计模型为通过3D牙齿诊疗方案获取的设计模型，即经过设计软件加工过的模型；输入的牙齿设计模型可以是任意方向。在本实施例中，其他任意带有平面的牙齿设计模型类型并不影响本申请的实现。
S300：根据预设处理流程对三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型。
示例性地，不同的齿科应用有对应的齿科应用类型，其对应的预设处理流程均不同；例如，在正畸的应用(具体是正畸模型应用)中，其预设处理流程为：摆正-牙龈线识别-镂空-加治具-排版-切片；在种植的应用中，其预设处理流程为：摆正-镂空-排版-加支撑-切片，因此具体到不同的应用，本方法可以调度对应的齿科应用类型和预设处理流程进行数据处理。可以理解的是，上述方法的对应齿科应用的自动化预处理，均属于本申请的保护范围。
在一些实施方式中，该三维打印数据的预处理方法应用牙齿种植，则对应的齿科应用类型为牙齿种植，预设处理流程详述如下：对输入的牙齿设计模型进行自动修复，确保模型无破面；基于上述修复后的模型，根据不同的应用识别其特征；基于识别的模型特征，对模型自动摆正；基于自动摆好的模型，继续对模型做自动镂空；基于镂空模型进行自动排版，对排版模型进行自动加支撑，紧接着自动对模型进行切片，整个过程的处理均按照齿科应用特有的流程进行自动化处理。
S400：根据预处理三维设计模型生成三维打印数据。
可选地，三维设计模型对应的三维应用类型可以通过对模型轮廓特征进行识别，智能识别出对应的应用类型；此外，还可以由用户自行选择或自行定义；在应用于齿科领域时，牙齿设计模型对应的齿科应用类型可以通过对模型轮廓特征进行识别。
在一些实施场景中，该三维打印数据的预处理方法在对三维设计模型进行处理的过程中，按照三维应用类型对应的预设处理流程进行自动化处理，不同三维应用的流程均是按照不同处理方式解决，根据不同的需求，预设处理流程可以添加或删减；例如对齿科领域而言，预设处理流程可包括自动修复、自动摆正、自动镂空、自动排版、自动加支撑、牙龈线识别等；因此，该方法提供的不同应用的集成化与自动化生成处理流程，提供了一种结合3D打印技术、人工智能算法的智能系统，能够方便极大的提高三维模型的处理、操作的效率，减少人工加工时间，提供了更好的用户体验及产品优势；从而，该方法可以实现3D打印数据预处理的自动化处理流程，缩短模型数据的数据处理、生产加工时间，实现降低人力成本和提高用户体验的技术效果。
请参见图2，图2为本申请实施例提供的另一种三维打印数据的预处理方法的流程示意图。
示例性地，S300：根据预设处理流程对三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
S311：校验三维设计模型并生成三维设计模型的缺陷信息；
S312：根据缺陷信息修复三维设计模型，获得三维修复模型。
示例性地，对三维设计模型进行校验并进行缺陷修复，使三维设计模型可以用于进行下一步的操作。
对于获取导入的三维设计模型为由一系列三角面片组成的数字化三维体；通过获取带有底面的任意方向的牙齿模型，所述牙齿模型为由一系列三角面片组成的数字化三维体。
在一些实施方式中，校验三维设计模型的过程，即校验三维设计模型的所有三角面片(3D模型由三角面片组成)，如所有模型都形成一个封闭的区域，并且所有的三角面片的法向量都朝外，则认为该模型无缺陷，可以直接用于模型前处理，若检测到有孔洞、反三角面片等缺陷，针对不同的缺陷将采用不同的修复方法，若有孔洞，则找到模型的孔洞边缘，对边缘自动修补，使得模型形成封闭的区域，若有反三角面片，这将其法向量反之，最终经过自动修复后，模型可以用于进行下一步的操作。
示例性地，S300：根据预设处理流程对三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
S321：根据三维应用类型识别三维设计模型的模型特征；
S321：根据三维设计模型的模型特征摆正三维设计模型。
示例性地，根据模型特征可以对三维设计模型进行归类处理，从而对其进行摆正并匹配相应的预设处理流程。
在一些实施方式中，可以针对不同的应用类型，识别三维设计模型的模型特征；由于齿科应用的牙模类型是已知的，模型打印的摆正要求也是已知的，则本方法根据不同应用的摆正识别其特征，识别特征的目的是为了找到模型的摆正角度，由于不同的牙模应用类型不同，则其特征不一致，同时根据不同的牙模类型，通过特征的提取可对其进行归类(归类对后续的处理至关重要，不同的模型类型所需要的处理流程不同)。
在一些实施方式中，本方法以搜寻最大低平面特征为例，其他模型特征的找寻类似：根据不同检测牙齿模型的最大平面，检测牙齿最大平面的方法为：设定某个三角面片，将设定的三角面片和由三角面片组成的3D牙齿模型进行叠加，设定误差阈值e，当e大于某个值时，认为设定的三角面片与3D牙齿模型上的面片不平；反之则认为处于同一平面。当设定的三角面片与牙齿模型的某个面片在同一平面时，将其两者叠加一起，并继续寻找下一个三角面片并判断误差阈值。循环上述步骤直至得到牙齿模型最大的平面。
示例性地，找到三维设计模型所需的特征面(模型特征)之后，可获取对应的法向量，根据叉乘运算方法，根据旋转前后的向量值求解旋转角度及旋转轴，所述的叉乘运算方法是一种在向量空间中向量的二元运算，其的运算结果是一个向量而不是一个标量；由上述旋转角度及其旋转轴，可以将任意模型旋转至想要的空间位置上，即可实现摆正。
示例性地，S300：根据预设处理流程对三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
S330：对三维设计模型进行空心处理，获得三维空心模型。
示例性地，三维设计模型经过空心处理后，实心模型变为壳状模型，可有效节省打印材料。
示例性地，光敏树脂材料是3D打印的材料之一；光敏树脂材料在固化过程中会存在收缩的现象，打印件的实体体积越大，收缩现象会越明显，因此对打印件进行空心处理，得到内部中空的打印件，这样打印件收缩程度较小，打印件尺寸变化小，而且能节省打印材料。
在一些实施场景中，该种三维打印数据的预处理方法应用于齿科领域，空心处理也可以称为镂空处理；对于齿科领域不同的应用，镂空操作不一定会被使用，后续加底板的操作也会不一样。
示例性地，对于正畸模型的应用，将模型摆放至指定位置之后，根据S321对三维设计模型的归类，对应所需的牙模进行镂空(类似抽壳操作)，所述牙齿模型的镂空是指对本身输入是底面为实心的模型，将内部进行镂空，镂空的算法根据设定的镂空壁厚、精度值(预设值)，经同一个模型进行收缩(offset)后重叠一起，并将底面置空，形成镂空的模型。简而言之就是实心模型变为壳状模型。这样操作可节省打印材料。由于模型为镂空，需要在镂空区域添加底板，所述牙齿模型的底板是指由于打印的牙模是镂空的，为了防止牙模变形、收缩等问题，打印的牙模需要加底板克服形变，又由于需要考虑漏液、节省材料、工艺处理等因素，需要给打印牙模添加底板并带有网孔，所述网孔可以是圆孔、蜂窝孔、方孔等形状。
示例性地，在不影响产品使用的情况下，底板可以外露于模型表面，当然，为了最终打印产品的美观以及节省材料，底板一般不外露与模型表面。
示例性地，因为正畸牙模一般采用贴底打印，即牙模底部直紧贴成型平台的成型表面，在成型表面上直接成型。因此，这样会成型表面和底板都会堵住镂空部内的材料排出，所以底板需要做成带网孔的底板，同时成型平台也会做成带通孔的平板件，如此设计，镂空部内的材料就能通过底板网孔和成型平台通孔，顺利排出。
示例性地，对于无孔平台，底板的网孔设计可能会无济于事。这样的情况下，则需要牙模的侧表面进行开孔。因此，优选地，在进行前处理之前，还需识别打印机成型平台的类型。
示例性地，对于悬空设置的三维设计模型，部分模型是不适宜贴底打印的，例如种植导板、牙冠、托盘、基托、活动义齿支架等应用。这些应用一般会设有多个支撑结构，所述支撑结构底端会与成型表面固定连接，在脱模(铲件)时，由于支撑结构数量多且细小，所以脱模(铲件)会很麻烦。此外，由于成型表面可能会设置通孔，所以部分支撑结构底端可能会与通孔位置对应而出现悬空情况，带来掉版风险。综上，为了便于脱模且避免掉版，会在支撑结构底端和成型表面之间设置一个底板，即打印首层为底板。脱模时，直接时底板与成型表面脱离即可，无需逐个清除支撑结构。
示例性地，S300：根据预设处理流程对三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
S340：排版三维设计模型，获得三维排版模型。
示例性地，三维排版模型为在打印之前对模型按原来摆正的角度将模型排在打印的平台上，不同打印机的平台尺寸不一致，本方法可根据特定的打印平台尺寸尽可能排满打印的模型。
在一些实施方式中，获得三维设计模型及相应的三维空心模型(根据分类识别，有些模型需要空心处理，有些不需要)，按最大效率进行排版，所述排版为在打印之前对模型按原来摆正的角度将模型排在打印的平台上，不同打印机的平台尺寸不一致，本方法可根据特定的打印平台尺寸尽可能排满打印的模型；排版的方法可以是枚举方式，即一个模型调整角度次数，在模型间距为A1、与平台边缘的间距为A2的参数限制下不断的调整摆放模型，使其最大效率的排下模型。A1和A2的值需要根据用户需求进行预设。
在一些实施方式中，获取到获得S340的三维排版模型，可以对该三维排版模型进行加支撑(根据分类识别，有些模型需要加支撑，有些不需要)，所述加支撑为针对悬空的模型(在排版阶段可设置)加柱子将其可撑住打印，或对三维空心模型加支撑，确保内部镂空的模型打印不掉，加支撑遵循：其一，对应需要加支撑的模型，可找到其最低点，即最低点有支撑；其二，根据牙科应用的特殊要求，自动避开不需要加支撑区域，如模型的外表有不加支撑，如模型的设计孔洞里不加支撑(孔洞为佩戴或者工作区域)；其三，由于支撑最后需要去除，本方法的支撑策略在支撑接触点区域可设置，可确保模型打印不掉的情况下，实现支撑易拆解。
示例性地，S400：根据预处理三维设计模型生成三维打印数据的步骤之后，方法还包括：
S500：对三维打印数据进行切片处理，生成三维打印数据对应于各切片层的切片数据。
示例性地，对三维打印数据进行切片，可以将三维打印数据转为可识别的文件；切片处理为将三维的物体按层切割开，即生成每一层的打印图片，从而在打印的时候按层不断叠加的方式形成实体。
在一些实施方式中，获取到加好支撑的模型之后，要转为打印机可识别的文件，即对三维模型进行切片，所述切片为将三维的物体按层切割开，即生成每一层的打印图片，在打印的时候按层不断叠加的方式形成实体。
示例性地，本方法的自动切片基于预设的切片参数：其一为切片层厚，即切片的精度，精度越高这打印的模型越接近三维设计模型(缺陷为打印时间长)，反之模型表面粗糙；其二为根据平台的尺寸自动生成相应的图片分辨率；其三为对每一层的图片边缘进行后处理，使其打印表面光滑。通过以上步骤，牙科应用的数据前处理流程完成。
示例性地，3D打印方式可包括业内各种3D打印方式，当然不同的打印方式，可能会影响前处理操作，例如粉末3D打印、喷墨式光固化3D打印是不需要进行加支撑操作的。本实施例优选为SLA、DLP、LCD、LCOS光固化3D打印。
在一些实施场景中，本方法对于齿科领域的正畸应用中，还可以进行牙龈线识别和自动加治具；正畸应用中，可以设计正畸粘接导板、用于压膜的正畸模型、用于直接打印的矫治器模型等。针对正畸模型的应用，正畸模型最终是用于压膜，压制出壳状膜片，然后切削设备根据切割轨迹对膜片进行切割，进一步打磨后，得到无托槽矫治器。其中切割轨迹是根据牙龈线设计的。在进行前处理时，需要识别牙齿的牙龈线，具体的，捕捉多个牙龈线特征点，然后将牙龈线特征点进行拟合，得到目标曲线。最终输出给用户的数据，包括用于打印的切片，以及目标曲线。
示例性地，可对目标曲线进行平滑处理，并进行偏移(往牙龈线的牙齿端方向偏移)，得到目标曲线可作为切削轨迹曲线。对进行切削时，实体的正畸牙模会承载着壳状膜片，而为了使牙模顺利地与切削机上的夹具进行配合，需要在正畸模型的数字化三维模型上添加治具块，所述治具块的形状根据夹具设计。
请参见图3至图10，图3为本申请实施例提供的有缺陷的三维设计模型的结构示意图，图4为本申请实施例提供的三维修复模型的结构示意图，图5为本申请实施例提供的摆正后的三维修复模型的结构示意图，图6为本申请实施例提供的三维空心模型的结构示意图，图7为本申请实施例提供的三维空心模型的截面剖视图，图8为本申请实施例提供的三维空心模型、底板和网孔的结构示意图，图9为本申请实施例提供的三维排版模型的结构示意图，图10为本申请实施例提供的三维排版模型的结构侧视图；其中，图6和图7的A-A截面相对应，各个标号如下：三维设计模型10，缺陷11，三维修复模型12，三维空心模型13，底板14，网孔15，三维排版模型16，成型表面17，支撑机构18，成型底板19。
示例性地，图3至图10所示的各个模型及机构与图1、图2所示的方法实施例相对应，为避免重复，此处不再赘述。
示例性地，三维排版模型16包括成型表面17、支撑机构18和成型底板19，三维设计模型10接在支撑机构18的上方。
请参见图11，图11为本申请实施例提供的三维打印数据的预处理装置的结构框图，该三维打印数据的预处理装置包括：
获取模块100，用于获取三维设计模型和三维设计模型对应的三维应用类型；
匹配模块200，用于根据三维应用类型，匹配对应的预设处理流程；
预处理模块300，用于根据预设处理流程对三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型；
生成模块400，用于根据预处理三维设计模型生成三维打印数据。
示例性地，预处理模块300包括：
校验单元，用于校验三维设计模型并生成三维设计模型的缺陷信息；
修复单元，用于根据缺陷信息修复三维设计模型，获得三维修复模型。
示例性地，预处理模块300还包括：
特征识别单元，用于根据三维应用类型识别三维设计模型的模型特征；
摆正单元，用于根据三维设计模型的模型特征摆正三维设计模型。
示例性地，预处理模块300还包括：
空心处理单元，用于对三维设计模型进行空心处理，获得三维空心模型。
示例性地，预处理模块300还包括：
排版单元，用于排版三维设计模型，获得三维排版模型。
示例性地，预处理模块300还包括：
切片单元，用于对三维打印数据进行切片处理，生成三维打印数据对应于各切片层的切片数据。
请参见图12，图12为本申请实施例提供的数字化运营平台的结构框图，该数字化运营平台包括用户端21、设计端22和前处理模块23：
用户端21用于搜集目标的三维扫描数据和订单信息；
设计端22用于接收三维扫描数据和订单信息，根据三维扫描数据生成三维设计模型；
前处理模块23用于根据如第一方面任一项的三维打印数据的预处理方法生成三维打印数据。
数字化运营平台还包括生产端24，生产端24用于接收三维打印数据，生产端24与打印设备25连接并将三维打印数据发送至打印设备25。
所述数字化运营平台的使用过程为：
首先，用户端21将扫描数据上传至数字化运营平台。对于齿科应用，扫描数据包括但不限于口腔扫描数据(包括CT、CBCT、口扫)、印模扫描数据、石膏模型扫描数据等。对于骨科应用，上传的扫描数据包括但不限于CT图、患者躯干的3D扫描数据等。对于消费领域，设计定制化头盔，需要用户的头部扫描数据，设计定制化鞋中底，需要用户的脚底扫描数据(3D足底扫描数据或者足底印模扫描数据)。对于耳机应用，上传的扫描数据包括但不限于耳朵的三维扫描数据。其中，CT指的是Computed Tomography(即电子计算机断层扫描)，CBCT指的是Cone beam CT(即锥形束CT)，口扫指的是口腔扫描仪。
接着，用户端21在数字化运营平台上创建订单，订单信息包括设计类型，举例而言，所述设计类型可以包括种植导板、正畸模型、牙桥、活动修复、骨科支具、耳机等，根据设计类型的不同，订单信息中可能进一步包括设计需求信息，所述设计需求信息可以是用户的特殊设计需求、涉及牙齿的位置等，进一步地，订单信息还包括患者的诊疗信息。
然后，订单创建后，数字化运营平台将三维扫描数据和订单下发至设计人员，由设计人员根据订单信息和三维扫描数据进行设计，输出设计方案，设计方案中至少包括三维设计模型，进一步的，所述设计方案可能还包括产品使用说明，所述产品即三维模型数据经打印成型而得到的三维实体模型。
接着前处理模块对三维实体模型进行预处理，生成三维打印数据。
最后，三维打印数据被发送至生产端24，生产端24主要起生产管理的作用，其与至少一台打印设备连接，进一步地，生产端24还与至少一台后处理设备连接，后处理设备包括后固化设备、树脂清洗设备。生产端24会对一个或多个三维打印数据进行智能排产，将三维打印数据下发至合适的打印设备中。
本申请还提供一种电子设备，请参见图13，图13为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。电子设备可以包括处理器510、通信接口520、存储器530和至少一个通信总线540。其中，通信总线540用于实现这些组件直接的连接通信。其中，本申请实施例中电子设备的通信接口520用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。处理器510可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。
上述的处理器510可以是通用处理器，包括中央处理器(CPU，Central ProcessingUnit)、网络处理器(NP，Network Processor)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器510也可以是任何常规的处理器等。
存储器530可以是，但不限于，随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，只读存储器(ROM，Read Only Memory)，可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-OnlyMemory)，可擦除只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)，电可擦除只读存储器(EEPROM，Electric Erasable Programmable Read-Only Memory)等。存储器530中存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器510执行时，电子设备可以执行上述图1至图2方法实施例涉及的各个步骤。
可选地，电子设备还可以包括存储控制器、输入输出单元。
所述存储器530、存储控制器、处理器510、外设接口、输入输出单元各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通信总线540实现电性连接。所述处理器510用于执行存储器530中存储的可执行模块，例如电子设备包括的软件功能模块或计算机程序。
输入输出单元用于提供给用户创建任务以及为该任务创建启动可选时段或预设执行时间以实现用户与服务器的交互。所述输入输出单元可以是，但不限于，鼠标和键盘等。
可以理解，图13所示的结构仅为示意，所述电子设备还可包括比图13中所示更多或者更少的组件，或者具有与图13所示不同的配置。图13中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本申请实施例还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，所述计算机程序被处理器执行时实现方法实施例所述的方法，为避免重复，此处不再赘述。
本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行方法实施例所述的方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (11)
1.一种三维打印数据的预处理方法，其特征在于，包括：
获取三维设计模型和所述三维设计模型对应的三维应用类型；
根据所述三维应用类型，匹配对应的预设处理流程；
根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型；
根据所述预处理三维设计模型生成三维打印数据；
其中，根据所述三维应用类型，匹配对应的预设处理流程，包括：按照三维应用类型对应的预设处理流程进行自动化处理，不同三维应用类型的流程均对应不同处理方式，根据不同的需求，对预设处理流程添加或删减；其中，所述预设处理流程包括自动修复、自动摆正、自动镂空、自动排版、自动加支撑、牙龈线识别、自动加治具；
其中，所述方法应用于齿科领域，所述三维设计模型为牙齿设计模型，所述三维应用类型为齿科应用类型；通过对模型轮廓特征进行识别，以识别牙齿设计模型对应的齿科应用类型；调度对应的齿科应用类型和预设处理流程进行数据处理。
2.根据权利要求1所述的三维打印数据的预处理方法，其特征在于，所述根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
校验所述三维设计模型并生成所述三维设计模型的缺陷信息；
根据所述缺陷信息修复所述三维设计模型，获得三维修复模型。
3.根据权利要求1所述的三维打印数据的预处理方法，其特征在于，所述根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
根据三维应用类型识别所述三维设计模型的模型特征；
根据所述三维设计模型的模型特征摆正所述三维设计模型。
4.根据权利要求1所述的三维打印数据的预处理方法，其特征在于，所述根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
对所述三维设计模型进行空心处理，获得三维空心模型。
5.根据权利要求1所述的三维打印数据的预处理方法，其特征在于，所述根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型的步骤，包括：
排版所述三维设计模型，获得三维排版模型。
6.根据权利要求1所述的三维打印数据的预处理方法，其特征在于，所述根据所述预处理三维设计模型生成三维打印数据的步骤之后，所述方法还包括：
对所述三维打印数据进行切片处理，生成所述三维打印数据对应于各切片层的切片数据。
7.一种三维打印数据的预处理装置，其特征在于，应用于齿科领域，包括：
获取模块，用于获取三维设计模型和所述三维设计模型对应的三维应用类型；
匹配模块，用于根据所述三维应用类型，匹配对应的预设处理流程；
预处理模块，用于根据所述预设处理流程对所述三维设计模型进行数据预处理，获得预处理三维设计模型；
生成模块，用于根据所述预处理三维设计模型生成三维打印数据；
其中，所述匹配模块具体用于：按照三维应用类型对应的预设处理流程进行自动化处理，不同三维应用类型的流程均对应不同处理方式，根据不同的需求，对预设处理流程添加或删减；其中，所述预设处理流程包括自动修复、自动摆正、自动镂空、自动排版、自动加支撑、牙龈线识别、自动加治具；
其中，所述三维设计模型为牙齿设计模型，所述三维应用类型为齿科应用类型；通过对模型轮廓特征进行识别，以识别牙齿设计模型对应的齿科应用类型；调度对应的齿科应用类型和预设处理流程进行数据处理。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并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如权利要求1至6任一项所述的三维打印数据的预处理方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至6任一项所述的三维打印数据的预处理方法。
10.一种数字化运营平台，其特征在于，所述数字化运营平台包括用户端、设计端和前处理模块：
所述用户端用于搜集目标的三维扫描数据和订单信息；
所述设计端用于接收所述三维扫描数据和所述订单信息，根据所述三维扫描数据生成三维设计模型；
所述前处理模块用于根据如权利要求1至6任一项所述的三维打印数据的预处理方法生成三维打印数据。
11.根据权利要求10所述的数字化运营平台，其特征在于，所述数字化运营平台还包括生产端，所述生产端用于接收所述三维打印数据，所述生产端与打印设备连接并将所述三维打印数据发送至所述打印设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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