CN115139531B - 3d打印支撑结构构建方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及打印机技术领域，尤其涉及一种3D打印支撑结构构建方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取待打印模型的支撑区域，并根据支撑区域确定支撑点的位置信息；基于位置信息确定根节点位置信息，并根据根节点位置信息构建支撑立杆；基于支撑点与支撑立杆之间的距离绘制连接折线；根据支撑点、支撑立杆和连接折线构建支撑结构。由于本发明先根据支撑区域确定支撑点，并根据支撑点确定根节点以构建支撑立杆，再确定支撑点与支撑立杆之间的连接折线，最后通过连接折线将多个支撑点与一个支撑立杆连接，相比于现有的一个支撑点对应一个支撑立杆，本发明减少了支撑立杆的数量，节约材料。
Description
技术领域
本发明涉及打印机技术领域，尤其涉及一种3D打印支撑结构构建方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前，3D打印机在执行打印之前，往往需要通过软件对待打印3D模型进行支撑，即在模型的特定区域添加支撑结构，从而防止在打印过程中材料下坠，影响模型的打印成功率。
但目前现有的支撑自动生成软件生成的大多是柱状支撑，对于柱状支撑不仅耗费材料，而且还难以拆除，操作较为繁琐。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种3D打印支撑结构构建方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中3D打印支撑结构消耗材料较多的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种3D打印支撑结构构建方法，所述方法包括以下步骤：
获取待打印模型的支撑区域，并根据所述支撑区域确定支撑点的位置信息；
基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；
基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；
根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构。
可选地，所述基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆的步骤，包括：
基于所述位置信息获取支撑密度信息和支撑高度信息；
根据所述支撑密度信息和所述支撑高度信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆。
可选地，所述基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线的步骤，包括：
基于所述支撑点的法向在预设距离内构建子支撑点；
根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线。
可选地，所述根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线的步骤，包括：
根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离确定支撑段的数量；
根据所述支撑段的数量确定各支撑段的角度；
根据所述支撑段的数量与所述各支撑段的角度确定关节点的坐标信息；
判断所述关节点的坐标信息是否存在干涉；
若否，则基于所述关节点的坐标信息绘制连接折线。
可选地，所述基于所述关节点的坐标信息绘制连接折线的步骤，包括：
基于所述关节点的坐标信息在预设范围内进行碰撞检测，检测所述预设范围内是否存在所述支撑立杆；
若是，则根据所述关节点和所述支撑立杆构建伞型支撑；
将所述伞型支撑进行关联，获得人字型支撑；
根据所述伞型支撑和所述人字形支撑绘制连接折线。
可选地，所述根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构的步骤之后，还包括：
基于所述支撑区域获取所述支撑点的受力权重；
根据所述受力权重获取所述支撑立杆的受力大小，并根据所述受力太小调整所述支撑立杆的直径。
可选地，所述基于所述支撑区域获取所述支撑点的受力权重的步骤，包括：
基于所述支撑区域获取所述支撑点的支撑面积、支撑厚度、支撑面倾斜角度余弦值、有效支撑边界长度和单位支撑边界支撑权重系数；
根据所述支撑面积、所述支撑厚度、所述支撑面倾斜角度余弦值、所述有效支撑边界长度和所述单位支撑边界支撑权重系数通过预设公式获取所述受力权重；
其中，所述预设公式为：
W＝A*T*C-L*S；
式中，W为所述受力权重，A为所述支撑面积，T为所述支撑厚度，C为所述支撑面倾斜角度余弦值，L为所述有效支撑边界长度，S为所述单位支撑边界支撑权重系数。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种3D打印支撑结构构建装置，所述装置包括：
区域获取模块，用于获取待打印模型的支撑区域，并根据所述支撑区域确定支撑点的位置信息；
位置确定模块，基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；
折线绘制模块，用于基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；
支撑构建模块，用于根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种3D打印支撑结构构建设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的3D打印支撑结构构建程序，所述3D打印支撑结构构建程序配置为实现如上文所述的3D打印支撑结构构建方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有3D打印支撑结构构建程序，所述3D打印支撑结构构建程序被处理器执行时实现如上文所述的3D打印支撑结构构建方法的步骤。
本发明是通过获取待打印模型的支撑区域，并根据所述支撑区域确定支撑点的位置信息；基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构。由于本发明先根据支撑区域确定支撑点，并根据支撑点确定根节点以构建支撑立杆，再确定支撑点与支撑立杆之间的连接折线，最后通过连接折线将多个支撑点与一个支撑立杆连接，相比于现有的一个支撑点对应一个支撑立杆，本发明减少了支撑立杆的数量，节约材料。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的3D打印支撑结构构建设备结构示意图；
图2为本发明3D打印支撑结构构建方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明3D打印支撑结构构建方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明3D打印支撑结构构建方法第三实施例的流程示意图；
图5为本发明3D打印支撑结构构建装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的3D打印支撑结构构建设备结构示意图。
如图1所示，该3D打印支撑结构构建设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(Wireless-Fidelity，Wi-Fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对3D打印支撑结构构建设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及3D打印支撑结构构建程序。
在图1所示的3D打印支撑结构构建设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明3D打印支撑结构构建设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在3D打印支撑结构构建设备中，所述3D打印支撑结构构建设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的3D打印支撑结构构建程序，并执行本发明实施例提供的3D打印支撑结构构建方法。
本发明实施例提供了一种3D打印支撑结构构建方法，参考图2，图2为本发明3D打印支撑结构构建方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述3D打印支撑结构构建方法包括以下步骤：
步骤S10：获取待打印模型的支撑区域，并根据所述支撑区域确定支撑点的位置信息；
需要说明的是，本实施例方法可以是应用在对3D打印支撑结构构建的场景中，或者其它需要对模型进行支撑结构构建的场景中。本实施例的执行主体可以是具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的3D打印支撑结构构建设备，例如电脑，打印机等，或者是其它能够实现如同或相似功能的设备。此处以上述3D打印支撑结构构建设备(以下简称设备)对本实施例和下述个实施例进行具体说明。
可理解的是，上述待打印模型可以是用户从网络上下载的3D模型，也可以是根据要求自行绘制的3D模型，本实施例对此不加以限制。上述支撑区域可以是上述待打印模型的悬空区域，但考虑到部分悬空区域较小，或者悬部分与垂直方向倾斜的角度较小，判断依据可以是根据45度角原则，即判断上述悬垂部分与垂直方向的夹角是否小于45度，若小于45度则可以判定该悬空区域并不需要添加支撑结构，也并非支撑区域，若大于45度则可以判定该悬空区域需要添加支撑结构，该悬空区域可以是上述支撑区域。
需要强调的是，在本实施例中，考虑到可能存在部分3D模型的悬空部分由于表面平整度较差，设备可能无法精确判断上述角度是否大于45度，因此上述支撑区域还可以是用户手动确定，用户可根据个人经验自行选择支撑区域，进而提升打印成功率。
应理解的是，上述支撑点的位置信息可以是支撑点的坐标信息，上述支撑点可以是根据上述支撑区域在水平面xoy上的投影，将投影划分为面积大小相等的正方形区域，上述面积可根据实际情况自行设置，再以正方形的中心点在支撑区域对应的位置作为支撑点，或者以正方形的四个角的顶点在支撑区域对应的位置作为支撑点。
在具体实现中，上述设备会获取待打印模型的支撑区域，并根据上述支撑区域确定支撑点的位置信息。
步骤S20：基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；
需要说明的是，上述支撑立杆可以是用于支撑上述待打印模型的立杆，上述支撑立杆的构建长度可根据实际情况自行设置，本实施例对此不加以限制。上述根节点可以是上述支撑立杆在水平面xoy上的投影的中心点。
进一步的，考虑到上述待打印模型的支撑区域对应的支撑重心不一样，进而通过根据支撑区域的中心点来确根节点的位置信息的方式可能导致构建的支撑立杆无法支撑待打印模型，上述步骤S20，包括：
步骤A：基于所述位置信息获取支撑密度信息和支撑高度信息；
需要说明的是，上述支撑密度信息可以是支撑点在水平面xoy上的投影的密集情况，当待打印模型表面存在内凹等形状导致支撑区域在水平面xoy上的投影重叠时，即可存在支撑点密度不同的情况，上述设备可获取支撑点的密集程度。
可理解的是，上述支撑高度信息可以是上述支撑点的z轴对应的数值，上述高度信息可以根据上述支撑点的坐标信息获得。
在具体实现中，上述设备可基于上述支撑点的坐标信息获取支撑点的密度信息和高度信息。
步骤B：根据所述支撑密度信息和所述支撑高度信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆。
需要说明的是，上述设备可仅考虑支撑密度信息或支撑高度信息确定根节位置信息，例如，支撑区域a的支撑点密集程度大于预设密集程度，则上述设备会将上述支撑区域a的密集程度最大的区域的中心位置在水平面xoy上的投影设置为根节点的位置，或支撑区域b对应的支撑点位置在上述支撑区域b中位置最高，则上述设备会将上述最高点对应的支撑点在水平面xoy上的投影的位置设置为根节点。上述预设密集程度可以根据实际情况自行设置。
可理解的是，上述设备还可以同时根据上述支撑密度信息和支撑高度信息来确定根节点的位置信息，例如上述设备可将支撑点密集程度最大的区域的中心位置在水平面xoy上的投影与最高点对应的支撑点在水平面xoy上的投影的位置之间的距离的中点设置为根节点。
在具体实现中，上述设备可基于上述支撑点的支撑密度信息和支撑高度信息确定根节点位置信息，并根据根节点位置信息构建支撑立杆。
步骤S30：基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；
需要说明的是，上述连接折线用于将上述支撑点和上述支撑立杆连接的连接线，同时为了增加受力，将上述连接线设置成折线段。
进一步的，为了增加支撑点与支撑立杆之间的稳定性，上述步骤S30，包括：
基于所述支撑点的法向在预设距离内构建子支撑点；
可理解的是，上述子支撑点与上述支撑点的连接线方向可以是上述支撑点对应的法向，上述预设距离可以根据实际情况自行设置。
在具体实现中，上述设备会确定上述支撑点的法向，并基于上述法向在预设距离内构建子支撑点，并将上述支撑点与上述子支撑点进行连接。
根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线。
需要说明的是，上述设备会在子支撑点外部的预设范围内进行搜索，判断预设范围内是否存在支撑立杆，若是则将子支撑点与支撑立杆进行连接，上述预设范围可根据实际情况自行设置。
在具体实现中，上述设备会将上述子支撑点与预设范围内的支撑立杆进行连接，绘制连接折线。
步骤S40：根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构。
在具体实现中，上述设备将支撑点，子支撑点，支撑点与子支撑点之间的连线，子支撑点与支撑立杆之间的连接折线和支撑立杆共同构建成支撑结构。
本实施例上述设备会获取待打印模型的支撑区域，并根据上述支撑区域确定支撑点的位置信息；基于上述支撑点的坐标信息获取支撑点的密度信息和高度信息；基于上述支撑点的支撑密度信息和支撑高度信息确定根节点位置信息，并根据根节点位置信息构建支撑立杆；确定上述支撑点的法向，并基于上述法向在预设距离内构建子支撑点，并将上述支撑点与上述子支撑点进行连接；上述设备再将上述子支撑点与预设范围内的支撑立杆进行连接，绘制连接折线；将支撑点，子支撑点，支撑点与子支撑点之间的连线，子支撑点与支撑立杆之间的连接折线和支撑立杆共同构建成支撑结构。由于本发明先根据支撑区域确定支撑点，并根据支撑点确定根节点以构建支撑立杆，再确定支撑点与支撑立杆之间的连接折线，最后通过连接折线将多个支撑点与一个支撑立杆连接，相比于现有的一个支撑点对应一个支撑立杆，本发明减少了支撑立杆的数量，节约材料。
参考图3，图3为本发明3D打印支撑结构构建方法第二实施例的流程示意图。
为了绘制的连接折线能更好的支撑上述待打印模型，基于上述第一实施例，上述步骤S30包括：
步骤S31：根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离确定支撑段的数量；
需要说明的是，上述设备可先通过子支撑点的坐标信息和支撑立杆顶点的坐标信息绘制贝塞尔曲线，再获得上述贝塞尔曲线的距离，并将上述距离按照预设长度进行平分，进而平分的结果作为支撑段的数量。上述预设长度可根据实际情况自行设置。
考虑到按照预设长度可能存在平分不充分的情况，在本实施例中，上述设备还能将上述距离按照等比的方式进行平分，并将平分的结果作为支撑段的数量。
在具体实现中，上述设备会根据子支撑点的坐标信息和支撑立杆的坐标信息确定之间的距离，并将上述距离平分，获得支撑段的数量。
步骤S32：根据所述支撑段的数量确定各支撑段的角度；
需要说明的是，上述各支撑段的角度可以是相邻两个支撑段的夹角度数，上述设备可对上述各支撑段的两端进行连接，获得直线形式的支撑段，再获得相邻两个直线形式的支撑段之间的夹角度数。
在具体实现中，上述设备会将支撑段绘制成直线形式，并根据支撑段的数量确定各支撑段的角度。
步骤S33：根据所述支撑段的数量与所述各支撑段的角度确定关节点的坐标信息；
需要说明的是，上述关节点的坐标信息可以是上述支撑段两端端点的坐标信息。
可理解的是，上述贝塞尔曲线的公式可以分为一次贝塞尔曲线、二次贝塞尔曲线、三次贝塞尔曲线和多次贝塞尔曲线，由于本实施例中一般涉及的为一次贝塞尔曲线、二次贝塞尔曲线和三次贝塞尔曲线，即对上述一次贝塞尔曲线、二次贝塞尔曲线和三次贝塞尔曲线进行说明。
上述一次贝塞尔曲线为：
B(t)＝(1-t)P0+tP1，t∈[0，1]；
上述二次贝塞尔曲线为：
B(t)＝(1-t)2P0+2t(1-t)P1+t2P2，t∈[0，1]；
上述三次贝塞尔曲线为：
B(t)＝(1-t)3P0+3t(1-t)2P1+3t2(1-t)P2+t3P3，t∈[0，1]；
式中，t为比例系数，P0、P1、P2和P3均为不同的关节点的坐标。
在具体实现中，上述设备可以根据上述支撑段的数量和支撑段的角度确定关节点的坐标信息。
步骤S34：判断所述关节点的坐标信息是否存在干涉；
需要说明的是，考虑到上述关节点的坐标可能会位于上述待打印模型的内部，进而造成冲突，上述设备会判断上述关节点的坐标信息是否位于上述待打印模型内部，若否，则判定上述关节点的坐标信息未存在干涉。
步骤S35：若否，则基于所述关节点的坐标信息绘制连接折线。
进一步的，为了将生成的支撑立杆之间进行连接，上述步骤S35，包括：
基于所述关节点的坐标信息在预设范围内进行碰撞检测，检测所述预设范围内是否存在所述支撑立杆；若是，则根据所述关节点和所述支撑立杆构建伞型支撑；将所述伞型支撑进行关联，获得人字型支撑；根据所述伞型支撑和所述人字形支撑绘制连接折线。
需要说明的是，上述预设范围可以根据实际情况自行设置，上述碰撞检测可以是根据八叉树在3D环境中做空间划分，将根据上述预设范围选择立方体空间，并将上述立方体空间等分为8个小立方体，每一个小立方体对应一个节点，再通过碰撞检测进行遍历。
可理解的是，若在预设范围内存在支撑立杆，则将关节点与各个支撑立杆连接，进而形成伞型支撑结构。
应理解的是，上述人字型支撑结构可以是用于连接各个上述伞型支撑结构。
在具体实现中，上述设备会基于关节点的坐标信息在预设范围内进行八叉树碰撞检测，判断预设范围内是否存在支撑立杆，若是，则构建伞型支撑，并将各个伞型支撑通过人字型支撑进行连接，再根据构建的伞型支撑和人字型支撑绘制成连接折线。
本实施例上述设备会根据子支撑点的坐标信息和支撑立杆的坐标信息确定之间的距离，并将上述距离平分，获得支撑段的数量；将支撑段绘制成直线形式，并根据支撑段的数量确定各支撑段的角度；根据上述支撑段的数量和支撑段的角度确定关节点的坐标信息；判断上述关节点的坐标信息是否位于上述待打印模型内部，若否，则判定上述关节点的坐标信息未存在干涉；并基于关节点的坐标信息在预设范围内进行八叉树碰撞检测，判断预设范围内是否存在支撑立杆，若是，则构建伞型支撑，并将各个伞型支撑通过人字型支撑进行连接，再根据构建的伞型支撑和人字型支撑绘制成连接折线。由于本实施例通过构建伞型支撑结构和人字型支撑结构构建连接折线，想比与现有的柱状支撑，能在节省材料的同时更好的支撑上述待打印模型。
参考图4，图4为本发明3D打印支撑结构构建方法第三实施例的流程示意图。
如图4所示，考虑到不同的支撑立杆上支撑的待打印模型的重量不同，为了提升支撑结构的支撑能力，上述步骤S40之后，还包括：
步骤S41：基于所述支撑区域获取所述支撑点的受力权重；
需要说明的是，上述步骤S41，包括：
基于所述支撑区域获取所述支撑点的支撑面积、支撑厚度、支撑面倾斜角度余弦值、有效支撑边界长度和单位支撑边界支撑权重系数；
根据所述支撑面积、所述支撑厚度、所述支撑面倾斜角度余弦值、所述有效支撑边界长度和所述单位支撑边界支撑权重系数通过预设公式获取所述受力权重；
其中，所述预设公式为：
W＝A*T*C-L*S；
式中，W为所述受力权重，A为所述支撑面积，T为所述支撑厚度，C为所述支撑面倾斜角度余弦值，L为所述有效支撑边界长度，S为所述单位支撑边界支撑权重系数。
可理解的是，上述支撑面积可以是上述支撑区域的大小，上述支撑厚度可以是上述支撑区域对应的待打印模型的高度，上述支撑面倾斜角度可以是上述支撑区域与水平面xoy之间的夹角度数，上述有效支撑边界长度可以是上述支撑区域的边界长度，上述单位支撑边界支撑权重系数可根据实际情况自行设置。
步骤S42：根据所述受力权重获取所述支撑立杆的受力大小，并根据所述受力太小调整所述支撑立杆的直径。
可理解的是，上述支撑立杆的受力越大，可调整上述支撑立杆的直径越大，上述支撑立杆的受力越小，可调整上述支撑立杆的直径越小。
在具体实现中，上述设备可基于上述支撑点的支撑面积、支撑厚度、支撑面倾斜角度余弦值、有效支撑边界长度和单位支撑边界支撑权重系数通过预设公式获得受力权重，并根据上述受力权重调整上述支撑立杆的直径大小。由于本实施例根据不同的受力权重调整支撑立杆的直径大小，能根据不同待打印模型的重量调整支撑立杆，提升支撑结构的支撑能力，并提升了设备的可靠性。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有3D打印支撑结构构建程序，所述3D打印支撑结构构建程序被处理器执行时实现如上文所述的3D打印支撑结构构建方法的步骤。
此外，参照图5，图5为本发明3D打印支撑结构构建装置第一实施例的结构框图，本发明实施例还提出一种3D打印支撑结构构建装置，所述3D打印支撑结构构建装置包括：
区域获取模块501，用于获取待打印模型的支撑区域，并根据所述支撑区域确定支撑点的位置信息；
位置确定模块502，基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；
折线绘制模块503，用于基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；
支撑构建模块504，用于根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构。
本实施例上述设备会获取待打印模型的支撑区域，并根据上述支撑区域确定支撑点的位置信息；基于上述支撑点的坐标信息获取支撑点的密度信息和高度信息；基于上述支撑点的支撑密度信息和支撑高度信息确定根节点位置信息，并根据根节点位置信息构建支撑立杆；确定上述支撑点的法向，并基于上述法向在预设距离内构建子支撑点，并将上述支撑点与上述子支撑点进行连接；上述设备再将上述子支撑点与预设范围内的支撑立杆进行连接，绘制连接折线；将支撑点，子支撑点，支撑点与子支撑点之间的连线，子支撑点与支撑立杆之间的连接折线和支撑立杆共同构建成支撑结构。由于本发明先根据支撑区域确定支撑点，并根据支撑点确定根节点以构建支撑立杆，再确定支撑点与支撑立杆之间的连接折线，最后通过连接折线将多个支撑点与一个支撑立杆连接，相比于现有的一个支撑点对应一个支撑立杆，本发明减少了支撑立杆的数量，节约材料。
本发明3D打印支撑结构构建装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种3D打印支撑结构构建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取待打印模型的支撑区域，并根据所述支撑区域确定支撑点的位置信息，所述支撑区域为所述待打印模型的悬垂部分与垂直方向倾斜的角度大于45度的区域，所述支撑点为各正方形区域的中心点或顶点在所述支撑区域对应的位置，所述各正方形区域通过对所述支撑区域在水平面上的投影按照面积等大划分获得；
基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；
基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；
根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构；
所述基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆的步骤，包括：
基于所述位置信息获取支撑密度信息和支撑高度信息，所述支撑密度信息为所述支撑点在所述水平面上的投影的密集情况；
根据所述支撑密度信息和所述支撑高度信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；
所述基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线的步骤，包括：
基于所述支撑点的法向在预设距离内构建子支撑点；
根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；
所述根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线的步骤，包括：
根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离确定支撑段的数量，所述支撑段的数量通过对贝塞尔曲线的距离按照预设长度或等比进行平分获得，所述贝塞尔曲线根据所述子支撑节点和所述支撑立杆的顶点绘制获得；
根据所述支撑段的数量确定各支撑段的角度；
根据所述支撑段的数量与所述各支撑段的角度确定关节点的坐标信息；
判断所述关节点的坐标信息是否存在干涉；
若否，则基于所述关节点的坐标信息绘制连接折线。
2.如权利要求1所述的3D打印支撑结构构建方法，其特征在于，所述基于所述关节点的坐标信息绘制连接折线的步骤，包括：
基于所述关节点的坐标信息在预设范围内进行碰撞检测，检测所述预设范围内是否存在所述支撑立杆；
若是，则根据所述关节点和所述支撑立杆构建伞型支撑；
将所述伞型支撑进行关联，获得人字型支撑；
根据所述伞型支撑和所述人字形支撑绘制连接折线。
3.如权利要求1或2所述的3D打印支撑结构构建方法，其特征在于，所述根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构的步骤之后，还包括：
基于所述支撑区域获取所述支撑点的受力权重；
根据所述受力权重获取所述支撑立杆的受力大小，并根据所述受力太小调整所述支撑立杆的直径。
4.如权利要求3所述的3D打印支撑结构构建方法，其特征在于，所述基于所述支撑区域获取所述支撑点的受力权重的步骤，包括：
基于所述支撑区域获取所述支撑点的支撑面积、支撑厚度、支撑面倾斜角度余弦值、有效支撑边界长度和单位支撑边界支撑权重系数；
根据所述支撑面积、所述支撑厚度、所述支撑面倾斜角度余弦值、所述有效支撑边界长度和所述单位支撑边界支撑权重系数通过预设公式获取所述受力权重；
其中，所述预设公式为：
W＝A*T*C-L*S；
式中，W为所述受力权重，A为所述支撑面积，T为所述支撑厚度，C为所述支撑面倾斜角度余弦值，L为所述有效支撑边界长度，S为所述单位支撑边界支撑权重系数。
5.一种3D打印支撑结构构建装置，其特征在于，所述装置包括：
区域获取模块，用于获取待打印模型的支撑区域，并根据所述支撑区域确定支撑点的位置信息，所述支撑区域为所述待打印模型的悬垂部分与垂直方向倾斜的角度大于45度的区域，所述支撑点为各正方形区域的中心点或顶点在所述支撑区域对应的位置，所述各正方形区域通过对所述支撑区域在水平面上的投影按照面积等大划分获得；
位置确定模块，用于基于所述位置信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；
折线绘制模块，用于基于所述支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；
支撑构建模块，用于根据所述支撑点、所述支撑立杆和所述连接折线构建支撑结构；
所述位置确定模块，还用于基于所述位置信息获取支撑密度信息和支撑高度信息，所述支撑密度信息为所述支撑点在所述水平面上的投影的密集情况；根据所述支撑密度信息和所述支撑高度信息确定根节点位置信息，并根据所述根节点位置信息构建支撑立杆；
所述折线绘制模块，还用于基于所述支撑点的法向在预设距离内构建子支撑点；根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离绘制连接折线；
所述折线绘制模块，还用于根据所述子支撑点与所述支撑立杆之间的距离确定支撑段的数量，所述支撑段的数量通过对贝塞尔曲线的距离按照预设长度或等比进行平分获得，所述贝塞尔曲线根据所述子支撑节点和所述支撑立杆的顶点绘制获得；根据所述支撑段的数量确定各支撑段的角度；根据所述支撑段的数量与所述各支撑段的角度确定关节点的坐标信息；判断所述关节点的坐标信息是否存在干涉；若否，则基于所述关节点的坐标信息绘制连接折线。
6.一种3D打印支撑结构构建设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的3D打印支撑结构构建程序，所述3D打印支撑结构构建程序配置为实现如权利要求1至4任一项所述的3D打印支撑结构构建方法的步骤。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有3D打印支撑结构构建程序，所述3D打印支撑结构构建程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的3D打印支撑结构构建方法的步骤。
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