CN115008739B - 一种三维物体连续打印方法及设备、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维成型技术领域，公开了一种三维物体连续打印方法及设备、电子设备及存储介质。该三维物体连续打印方法包括以下步骤：打印设备在打印平台上逐层打印第一个样件和用于支撑第一个样件的第一个支撑的同时，在打印平台的空余位置逐层打印基础支撑；当在打印设备中导入第一个插入文件后，在继续逐层打印第一个支撑和第一个样件的同时，在基础支撑上逐层打印第二个样件和用于支撑第二个样件的第二个支撑，并在基础支撑上的空余位置继续逐层打印基础支撑。本发明提供的三维物体连续打印方法，能够随时在打印中途添加新的打印文件，提升打印平台的利用率，缩短部分样件的制作周期，降低工厂的成本。

Description

一种三维物体连续打印方法及设备、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及三维打印技术领域，特别涉及一种三维物体连续打印方法及设备、电子设备及存储介质。

背景技术

在目前的SLA(Stereo lithography Appearance，立体光固化成型法)3D打印中，打印机的打印平台一次只能打印一种样件，打印平台的利用率不高，经常会有较多的空缺的位置被浪费掉。而且，这会导致部分样件的制作周期延长(客户来图后，需要等待现有样件打印完成后，才可以打印新的客户图样)，也会导致工厂的成本更高(为满足客户的快速出样件需求，需要购买更多的SLA打印机)。

目前的SLA打印机一次只能打印一个打印文件，如果要中途添加新的打印文件，会存在以下问题：①中途添加打印文件必须使当前的打印工作暂停，然后待添加新的文件后再继续打印，这会造成先前的打印样件在继续打印时，在暂停打印的层数产生接痕，还有坏件的风险；②新的打印样件的位置不能随意设置，必须设置在先前的打印样件的前方(刮刀起始位置一侧)，而且两者要保持一定的距离，这是因为先前的打印样件已经打印到了一定的高度，而新加入的打印样件也必然会伴随这刮刀的运动，一旦两个样件距离过近，刮刀运动必然会影响到先前的打印文件，导致坏件；而如果之前的打印样件太靠近刮刀，便无法添加新的打印文件。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种三维物体连续打印方法及设备、电子设备及存储介质，能够在打印中途添加新的打印文件，提升3D打印机打印样件的灵活性，提高打印平台的利用率。

第一方面，本发明提供一种三维物体连续打印方法，包括以下步骤：

打印设备在打印平台上逐层打印第一个样件和用于支撑所述第一个样件的第一个支撑的同时，在所述打印平台的空余位置逐层打印基础支撑；

当在所述打印设备中导入第一个插入文件后，在继续逐层打印所述第一个支撑和所述第一个样件的同时，在所述基础支撑上逐层打印第二个样件和用于支撑所述第二个样件的第二个支撑，并在所述基础支撑上的空余位置继续逐层打印所述基础支撑。

根据本发明的一些实施例，还包括以下步骤：当在所述打印设备中导入第N个插入文件后，在继续逐层打印前N个支撑和样件的同时，在所述基础支撑上逐层打印第N+1个支撑和第N+1个样件，并在所述基础支撑上的空余位置和/或在已完成打印的样件的上方继续逐层打印所述基础支撑；其中，N为大于1的正整数。

根据本发明的一些实施例，所述打印设备在打印平台上逐层打印第一个样件和用于支撑所述第一个样件的第一个支撑的同时，在所述打印平台的空余位置逐层打印基础支撑的步骤之前，还包括以下步骤：

对所述第一个样件生成所述第一个支撑；

在对应所述打印平台的空余位置处生成所述基础支撑；

对所述第一个样件、所述第一个支撑及所述基础支撑进行切片处理，得到打印文件；

将所述打印文件导入到所述打印设备中，并开始打印。

根据本发明的一些实施例，所述当在所述打印设备中导入第一个插入文件后，在继续逐层打印所述第一个支撑和所述第一个样件的同时，在所述基础支撑上逐层打印第二个样件和用于支撑所述第二个样件的第二个支撑，并在所述基础支撑上的空余位置继续逐层打印基础支撑的步骤之前，还包括以下步骤：

对所述第二个样件生成所述第二个支撑；

对所述第二个样件和所述第二个支撑进行切片处理，得到所述第一个插入文件；

将所述第一个插入文件导入到所述打印设备中。

根据本发明的一些实施例，支撑包括底层支撑部和上层支撑部，所述底层支撑部包括呈网格状分布的多个长方体块，所述上层支撑部设置于所述底层支撑部上，所述上层支撑部包括呈网格状分布的多个棱台体块或锥状体块。

根据本发明的一些实施例，支撑的支撑线与所述打印设备的刮刀呈45°夹角。

另一方面，本发明提供一种三维物体连续打印设备，能够实现上述的三维物体连续打印方法。

另一方面，本发明一种电子设备，包括：存储器，用于存储程序指令；处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行上述的三维物体连续打印方法。

另一方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述的三维物体连续打印方法。

根据本发明实施例的三维物体连续打印方法及设备、电子设备及存储介质，至少具有如下有益效果：由于在打印第一个样件的同时，打印设备便已经在打印平台上打印了基础支撑，且基础支撑的打印高度与第一个样件的打印高度相同，所以在第一个样件的打印中途，如果需要打印新的样件，便无需暂停第一个样件的打印过程，只需在打印设备中导入第二个样件对应的插入文件，打印设备便可以在继续打印第一个样件的同时，在基础支撑上打印第二个样件和第二个支撑。由于基础支撑的打印高度与第一个样件的打印高度是保持一致的，所以无需从平台零位开始打印，只需在第一个样件的打印高度处，继续打印第二个样件，从而使得第一个样件和第二个样件的打印不会出现干涉；而且，由于打印过程是连续的，所以可以避免第一个样件产生接痕，避免出现坏件的情况。此外，通过采用上述的方法，打印机可以随时插入新的打印文件，在打印平台上打印多种样件，从而能够提升打印平台的利用率，缩短部分样件的制作周期，降低工厂的成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的三维物体连续打印方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的第一个支撑和基础支撑的俯视图；

图3为本发明实施例的第一个支撑和基础支撑的轴测图；

图4为本发明实施例的第一个样件和基础支撑的立体示意图；

图5为本发明一种实施例的第一个样件和第一个支撑的立体示意图；

图6为现有技术中的支撑的横截面示意图；

图7为本发明实施例的支撑的横截面示意图；

图8为本发明另一种实施例的支撑的结构示意图；

图9为本发明另一种实施例的三维物体连续打印方法的流程示意图；

附图标记：

打印平台100、第一个支撑200、底层支撑部210、上层支撑部220、支撑线230、柱状结构240、第一个样件300、基础支撑400、预设位置500。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。基于本发明实施例中的实施例，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

对于现有的3D打印技术来说，要在打印中途添加新的打印文件，主要的难题在于：一次打印的样件已经打印了一定的高度，想要二次添加文件打印，就必须先暂停一次打印样件的打印，待添加二次打印文件后，重新从平台零位开始打印，待二次打印样件打印到相同高度时，再开始接着打印一次打印样件，由于打印产生了不连续性，所以一次打印样件在暂停打印的层数会产生接痕，还有坏件的风险；同时，由于打印会伴随着刮刀的前后移动，所以在从平台零位开始打印二次样件时，刮刀很容易与一次打印样件产生干涉，导致打印失败。

为了解决上述的问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种三维物体连续打印方法，包括以下步骤：

步骤S100：打印设备在打印平台100上逐层打印第一个样件300和用于支撑第一个样件300的第一个支撑200的同时，在打印平台100的空余位置逐层打印基础支撑400(如图2至图4所示)；

步骤S200：当在打印设备中导入第一个插入文件后，在继续逐层打印第一个支撑200和第一个样件300的同时，在基础支撑400上逐层打印第二个样件和用于支撑第二个样件的第二个支撑，并在基础支撑400上的空余位置继续逐层打印基础支撑。

具体地，对于3D打印技术而言，在打印过程中，为了便于打印三维物体的悬空部分以及防止该悬空部分发生变形，需要在逐层打印三维物体的同时，逐层打印对该悬空部分的支撑结构。因此，在本发明实施例中，首先需要在打印平台100上逐层打印第一个样件300和用于支撑第一个样件300的第一个支撑200(如图5所示)；与此同时，为了便于后续能够在打印设备中导入新的打印文件，在打印平台100上除去第一个样件300的空余位置处逐层打印基础支撑400，使基础支撑400的打印高度和第一个样件300的高度保持一致，如图2至图4所示。而在第一个样件300的打印中途，如果需要打印新的样件，无需暂停第一个样件300的打印过程，只需在打印设备中导入第二个样件对应的打印文件，打印设备便可以在继续打印第一个样件300的同时，在基础支撑400上的预设位置500(如图4所示)处，打印第二个样件和第二个支撑(图未示)，并在基础支撑400上除去第二个样件的位置处继续打印基础支撑。由于基础支撑400的打印高度与第一个样件300的打印高度是保持一致的，所以无需从平台零位开始打印，只需在第一个样件300的打印高度处，继续打印第二个样件，从而使得第一个样件300和第二个样件的打印不会出现干涉；而且，由于打印过程是连续的，所以可以避免第一个样件300产生接痕，避免出现坏件的情况。此外，通过采用上述的方法，打印机可以随时插入新的打印文件，在打印平台100上打印多种样件，从而能够提升打印平台的利用率，缩短部分样件的制作周期，降低工厂的成本。

如图2所示，在本发明的一些实施例中，为了避免基础支撑400与第一个样件300之间发生干涉，在基础支撑400与第一个样件300之间预留了第一长度d1的间隔；其中，d1的取值可以根据实际需要进行合理设定，例如5mm、6mm、7mm等数值。

在实际应用中，如果基础支撑400太靠近打印平台100的边缘，可能会有打印失败的风险，所以在本发明的一些实施例中，基础支撑400的边缘与打印平台100的边缘之间预留有第二长度d2的间隔；其中，d2的取值可以根据实际需要进行合理设定，例如15mm、20mm、25mm等数值。

在本发明的一些实施例中，在上述的步骤S100之前，还包括以下四个步骤：

对第一个样件300生成第一个支撑200；

在对应打印平台100的空余位置处生成基础支撑400；

对第一个样件300、第一个支撑200及基础支撑400进行切片处理，得到打印文件；

将打印文件导入到打印设备中，并开始打印。

具体的，在打印机开始打印第一个样件300前，首先需要在打印设备中导入第一个样件300所对应的打印文件。而为了制作该打印文件，首先需要在软件平台上，预先设计第一个样件300、第一个样件300的第一个支撑200和基础支撑400，并使基础支撑400和第一个样件300的打印位置对应打印平台100的不同位置，防止两者之间的打印产生干涉。在第一个支撑200、第一个样件300和基础支撑400设计完成后，对三者进行切片处理，得到所需的打印文件；将该打印文件导入到打印设备中后，便可以开始打印。

在打印中途，如果需要插入新的打印文件，在上述的步骤S200之前，还包括以下两个步骤：

对第二个样件生成第二个支撑；

对第二个样件和第二个支撑进行切片处理，得到第一个插入文件；

将第一个插入文件导入到打印设备中。

具体地，为了打印第二个样件，需要在打印设备中导入第一个插入文件。而为了制作第一个插入文件，首先需要在软件平台上，预先设计第二个样件和用于支撑第二个样件的第二个支撑，然后对第二个样件和第二个支撑进行切片处理后，便可得到所需的第一个插入文件。在第一个样件300打印到一定高度的时候，向打印设备导入第一个插入文件，便可继续在基础支撑400的预设位置500处打印第二个样件。

如图9所示，在本发明的一些实施例中，当需要继续向打印设备中继续插入新的打印文件的时候，该方法还包括以下步骤：当在打印设备中导入第N个插入文件后，在继续逐层打印前N个支撑和样件的同时，在基础支撑上逐层打印第N+1个支撑和第N+1个样件，并在基础支撑上的空余位置和/或在已完成打印的样件的上方继续逐层打印基础支撑；其中，N为大于1的正整数。

也就是说，在每一次导入新的插入文件后，打印设备在继续完成前面未打印完成的支撑和样件的同时，可以在打印前一个样件时预先打印好的基础支撑上，继续打印新的样件和支撑；而且，打印设备还会在基础支撑上的空余位置或者是已经打印完成的样件的上方继续打印基础支撑，使得用户后续可以随时添加新的打印文件，打印新的样件，从而提高打印平台100的利用率，提高打印效率。

参照图5和图8，在本发明的一些实施例中，支撑包括底层支撑部210和上层支撑部220，底层支撑部210包括呈网格状分布的多个长方体块，上层支撑部220设置于底层支撑部210上，上层支撑部210包括呈网格状分布的多个棱台体块或锥状体块。

如图6所示，现有技术中的支撑，整体呈现规则的长方体形状，横截面为多个呈网格状的长方形；而本发明实施例的支撑，由底层支撑部210和上层支撑部220组成，底层支撑部210采用矩形网格布局，高度一般为4-5mm左右，底层支撑部210的面积大小根据打印物体的需求生成；上层支撑部220与底层支撑部210相连接，形状类似高压电塔状(如图5和图8所示)，随着高度的增加，横截面积逐渐缩小，与打印样件的连接处采用柱状结构240，点对点连接，如图8所示。同时，如图7所示，支撑线230与打印机的刮刀呈45°夹角，也可以是其它的角度，例如30°、60°等。此外，该支撑的布局形状还可以是三角形或五边形等多边形稳定结构。相比于普通支撑，本申请的支撑具有以下优点：①采用底层支撑部210加上层支撑部220的分体结构，网格型的底层支撑部210可以大大加强支撑与打印平台100的粘接力，从而减小因支撑脱离打印平台100导致打印失败的机率，同时网格型的底层支撑部210结构稳定，能给上层支撑部220提供强有力的支持；②普通支撑的支撑线与刮刀平行，刮刀运动时支撑受力较大，有一定几率打坏，而采用45°夹角的支撑线230，支撑所受到的刮刀的力被分散了，很好的避免了这个问题；③上层支撑部230采用塔状结构，在保证支撑结构稳定的同时还减少了因打印支撑所带来的材料损耗。

另一方面，本发明实施例提供了一种三维物体连续打印设备，能够实现上述实施例的三维物体连续打印方法。

另一方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；该存储器用于存储程序指令；该处理器用于调用存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行上述实施例的三维物体连续打印方法。

另一方面，本发明实施例提供了一种存储介质，该存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行上述实施例的三维物体连续打印方法。

根据本发明实施例的三维物体连续打印方法及设备、电子设备及存储介质，采用在打印平台100的空余位置处大面积打印稀疏的基础支撑400的方法，来实现SLA打印设备在打印中途添加打印文件的功能，并规避了其可能带来的一系列问题，能给现实中的3D打印机的运用带来极大的便利。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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)或处理器(processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种三维物体连续打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

打印设备在打印平台上逐层打印第一个样件和用于支撑所述第一个样件的第一个支撑的同时，在所述打印平台的空余位置逐层打印基础支撑；

当在所述打印设备中导入第一个插入文件后，在继续逐层打印所述第一个支撑和所述第一个样件的同时，在所述基础支撑上逐层打印第二个样件和用于支撑所述第二个样件的第二个支撑，并在所述基础支撑上的空余位置继续逐层打印所述基础支撑。

2.根据权利要求1所述的三维物体连续打印方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当在所述打印设备中导入第N个插入文件后，在继续逐层打印前N个支撑和样件的同时，在所述基础支撑上逐层打印第N+1个支撑和第N+1个样件，并在所述基础支撑上的空余位置和/或在已完成打印的样件的上方继续逐层打印所述基础支撑；其中，N为大于1的正整数。

3.根据权利要求1所述的三维物体连续打印方法，其特征在于，所述打印设备在打印平台上逐层打印第一个样件和用于支撑所述第一个样件的第一个支撑的同时，在所述打印平台的空余位置逐层打印基础支撑的步骤之前，还包括以下步骤：

对所述第一个样件生成所述第一个支撑；

在对应所述打印平台的空余位置处生成所述基础支撑；

对所述第一个样件、所述第一个支撑及所述基础支撑进行切片处理，得到打印文件；

将所述打印文件导入到所述打印设备中，并开始打印。

4.根据权利要求1所述的三维物体连续打印方法，其特征在于，所述当在所述打印设备中导入第一个插入文件后，在继续逐层打印所述第一个支撑和所述第一个样件的同时，在所述基础支撑上逐层打印第二个样件和用于支撑所述第二个样件的第二个支撑，并在所述基础支撑上的空余位置继续逐层打印所述基础支撑的步骤之前，还包括以下步骤：

对所述第二个样件生成所述第二个支撑；

对所述第二个样件和所述第二个支撑进行切片处理，得到所述第一个插入文件；

将所述第一个插入文件导入到所述打印设备中。

5.根据权利要求1所述的三维物体连续打印方法，其特征在于，支撑包括底层支撑部和上层支撑部，所述底层支撑部包括呈网格状分布的多个长方体块，所述上层支撑部设置于所述底层支撑部上，所述上层支撑部包括呈网格状分布的多个棱台体块或锥状体块。

6.根据权利要求1或5所述的三维物体连续打印方法，其特征在于，支撑的支撑线与所述打印设备的刮刀呈45°夹角。

7.一种三维物体连续打印设备，其特征在于，能够实现如权利要求1-6任一项所述的三维物体连续打印方法。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行权利要求1-6中任一项所述的三维物体连续打印方法。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行权利要求1-6中任一项所述的三维物体连续打印方法。