CN115366422A - 3d打印控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及三维成型技术领域，公开一种3D打印控制方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：对待打印物体的三维立体模型进行切片处理，得到若干个切片模型；沿与轮廓平行的方向向内对所述切片模型的形状进行扫描处理，确定所述切片模型的有效打印区域；为各所述切片模型的有效打印区域生成打印路径；控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各所述切片模型打印完成；控制打印喷头跟随所述铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过所述有效打印区域时进行喷墨打印。本申请实施例可以提高3D打印的打印效率。
Description
技术领域
本申请涉及三维成型技术领域，尤其是一种3D打印控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
通常，3D打印机通过将打印材料以渐增的方式添加到基板上来成形物品，3D打印机与计算机连接后，通过计算机控制可以把打印材料一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。
3D打印技术打印的原理是：首先获取三维模型，对三维模型进行切片分层，得到截面图形，再将截面图形信息生成为控制信息，控制器将相应的控制信息发送给各个打印机构进行打印。造型时，将催化剂与粉末均匀地搅拌，喷头按照截面图形精确地将粘结剂喷射在工作平台上，铺粉器将混有催化剂的粉末铺设在工作平台上，粘结剂与催化剂发生胶联反应，一层一层地固化粉末而堆积成型，粘结剂和催化剂共同作用的粉末被固化在一起，固化完一层后再粘下一层，所有的截面图层粘接完后就得到一个空间实体。而粉末在粘结剂没有喷射的地方仍是松散粉末状态，比较容易清除，清理出中间未固化的松散粉末，就可以得到一个 3D 打印的实体模型。
而目前的3D打印机一般只能实现单向铺粉，也就是说铺粉器铺完一层粉之后，会返回到铺粉器的原点位置，等打印小车的喷头打印这一层之后，铺粉器继续铺下一层粉；打印小车也是单向运动的，也就是说打印小车打印一层之后，也会返回到打印原点；再加上铺粉器的运动方向与打印小车的打印方向相同，所以打印的等待时间较多，空行程较多，打印效率低。
发明内容
本申请的目的是提供一种3D打印控制方法、装置、电子设备及存储介质，旨在提高3D打印的打印效率。
第一方面，提供一种3D打印控制方法，包括：
对待打印物体的三维立体模型进行切片处理，得到若干个切片模型；
沿与轮廓平行的方向向内对所述切片模型的形状进行扫描处理，确定所述切片模型的有效打印区域；
为各所述切片模型的有效打印区域生成打印路径；
控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各所述切片模型打印完成；
控制打印喷头跟随所述铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过所述有效打印区域时进行喷墨打印；
其中，所述第一直线方向与所述第二直线方向相反，所述第一跟进动作为沿第一直线方向在打印路径运动的过程，所述第二跟进动作为沿第二直线方向在打印路径运动的过程。
在一些实施例中，所述沿与轮廓平行的方向向内对所述切片模型的形状进行扫描处理，确定所述切片模型的有效打印区域，包括：
扫描所述切片模型的轮廓数据，根据轮廓线形成的闭合空间确定所述切片模型的实体部分；
针对所述实体部分的外轮廓线，确定所述实体部分的外接矩形，以所述外接矩形作为所述有效打印区域。
在一些实施例中，所述为各所述切片模型的有效打印区域生成打印路径，包括：
判断切片模型的轮廓范围内的区域是否为有效打印区域；
若是，在所述有效打印区域的范围内沿第三直线方向生成若干组第一打印路径；
若否，沿第一直线方向生成第二打印路径；
其中，所述第一直线方向与所述第三直线方向相互垂直，所述打印喷头沿所述第一打印路径行进时所覆盖的打印范围不小于所述有效打印区域的区域范围，所述第二打印路径连接相邻两所述有效打印区域。
在一些实施例中，所述控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各所述切片模型打印完成，包括：
检测所述铺粉器的当前停靠位置；
所述铺粉器停靠在第一停靠点时，控制所述铺粉器从第一停靠点沿第一直线方向运动至第二停靠点，所述铺粉器停靠在第二停靠点时，控制所述铺粉器从第二停靠点沿第二直线方向运动至第一停靠点；
其中，所述第一停靠点与打印平台的一条宽边处于同一垂直位置，所述第二停靠点与打印平台的另一条宽边处于同一垂直位置。
在一些实施例中，所述控制打印喷头跟随所述铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过所述有效打印区域时进行喷墨打印，包括：
设定所述打印喷头的初始跟进动作和返回跟进动作；
执行第奇数次打印时，控制所述打印喷头在跟随所述铺粉器时执行所述初始跟进动作并在经过所述有效打印区域时进行喷墨打印，执行第偶数次打印时，控制所述打印喷头在跟随所述铺粉器时执行所述返回跟进动作并在经过所述有效打印区域时进行喷墨打印；
其中，所述初始跟进动作为所述第一跟进动作而所述返回跟进动作为所述第二跟进动作，或者是所述初始跟进动作为所述第二跟进动作而所述返回跟进动作为所述第一跟进动作。
在一些实施例中，所述3D打印控制方法，还包括：
检测所述切片模型的薄弱区域；
为所述切片模型的薄弱区域生成补偿打印路径；
控制打印喷头执行第三跟进动作或第四跟进动作，经过所述薄弱区域时进行喷墨打印；
打印喷头暂停执行第一跟进动作或第二跟进动作超出预设暂停阈值时，控制打印喷头执行至少一次第一跟进动作或第二跟进动作，并进行喷墨打印；
其中，所述第三跟进动作为沿第一直线方向在补偿打印路径运动的过程，所述第四跟进动作为沿第二直线方向在补偿打印路径运动的过程。
在一些实施例中，所述控制打印喷头跟随所述铺粉器，包括：
获取位移传感器采集的打印喷头的喷头位置信息以及采集的铺粉器的铺粉器位置信息，根据所述喷头位置信息和所述铺粉器位置信息控制所述打印喷头与所述铺粉器之间留有间隔。
第二方面，提供一种3D打印控制装置，所述装置包括：
切片模块，用于对待打印物体的三维立体模型进行切片处理，得到若干个切片模型；
扫描模块，用于沿与轮廓平行的方向向内对所述切片模型的形状进行扫描处理，确定所述切片模型的有效打印区域；
路径生成模块，用于为各所述切片模型的有效打印区域生成打印路径；
第一控制模块，用于控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各所述切片模型打印完成；
第二控制模块，用于控制打印喷头跟随所述铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过所述有效打印区域时进行喷墨打印；
其中，所述第一直线方向与所述第二直线方向相反，所述第一跟进动作为沿第一直线方向在打印路径运动的过程，所述第二跟进动作为沿第二直线方向在打印路径运动的过程。
第三方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的3D打印控制方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的3D打印控制方法。
本申请的有益效果：根据切片得到的切片模型的轮廓确定切片模型的有效打印区域，并针对各个切片模型的有效打印区域生成对应的打印路径，使打印路径与切片模型的形状相互适配，节约打印行程，铺粉器和打印喷头从打印路径的不同末端沿打印路径行进，并在行进过程中执行铺粉或打印动作，达到往返铺粉和打印的效果，提高3D打印的打印效率。
附图说明
图1是本申请第一个实施例提供的3D打印控制方法的流程图；
图2是图1中的步骤S102的流程图；
图3是图1中的步骤S103的流程图；
图4是图1中的步骤S104的流程图；
图5是图1中的步骤S105的流程图；
图6是本申请第二个实施例提供的3D打印控制方法的流程图；
图7是本申请实施例提供的3D打印控制装置的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；
图9是本申请一实施例提供的切片模型的实体部分的结构示意图；
图10是本申请一实施例提供的实体部分的外接矩形的结构示意图；
图11是本申请一实施例提供的打印路径的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
3D打印（3DP）：即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等，之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似，这项打印技术称为3D立体打印技术。
目前的3D打印机一般只能实现单向铺粉，也就是说铺粉器铺完一层粉之后，会返回到铺粉器的原点位置，等打印小车的喷头打印这一层之后，铺粉器继续铺下一层粉；打印小车也是单向运动的，也就是说打印小车打印一层之后，也会返回到打印原点；再加上铺粉器的运动方向与打印小车的打印方向相同，所以打印的等待时间较多，空行程较多，打印效率低。
基于此，本申请实施例提供了一种3D打印控制方法、装置、电子设备及存储介质，旨在提高3D打印的打印效率。
本申请实施例提供的3D打印控制方法、装置、电子设备及存储介质，具体通过如下实施例进行说明，首先描述本申请实施例中的3D打印控制方法。
本申请实施例提供的3D打印控制方法，涉及三维成型技术领域。本申请实施例提供的3D打印控制方法可应用于终端中，也可应用于服务器端中，还可以是运行于终端或服务器端中的软件。在一些实施例中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等；服务器端可以配置成独立的物理服务器，也可以配置成多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以配置成提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器；软件可以是实现3D打印控制方法的应用等，但并不局限于以上形式。
本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
需要说明的是，在本申请的各个具体实施方式中，当涉及到需要根据用户信息、用户行为数据，用户历史数据以及用户位置信息等与用户身份或特性相关的数据进行相关处理时，都会先获得用户的许可或者同意，而且，对这些数据的收集、使用和处理等，都会遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。此外，当本申请实施例需要获取用户的敏感个人信息时，会通过弹窗或者跳转到确认页面等方式获得用户的单独许可或者单独同意，在明确获得用户的单独许可或者单独同意之后，再获取用于使本申请实施例能够正常运行的必要的用户相关数据。
图1是本申请实施例提供的3D打印控制方法的一个可选的流程图，图1中的方法可以包括但不限于包括步骤S101至步骤S105。
步骤S101，对待打印物体的三维立体模型进行切片处理，得到若干个切片模型；
步骤S102，沿与轮廓平行的方向向内对切片模型的形状进行扫描处理，确定切片模型的有效打印区域；
步骤S103，为各切片模型的有效打印区域生成打印路径；
步骤S104，控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各切片模型打印完成；
步骤S105，控制打印喷头跟随铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过有效打印区域时进行喷墨打印。
其中，第一直线方向与第二直线方向相反，第一跟进动作为沿第一直线方向在打印路径运动的过程，第二跟进动作为沿第二直线方向在打印路径运动的过程。
在一些实施例的步骤S101中，具体是通过计算机建模软件画出待打印物体的三维立体模型，常用的建模软件包括Solidworks、UG等，或者通过扫描仪这类反求设备扫描三维立体模型，对模型进行重建，获得待打印物体的重建模型文件，文件格式一般保存为STL，然后将重建模型文件导入进上位机切片软件中，根据工艺要求设置好参数，切片软件把重建模型文件按照指定的厚度切成一系列的二维平面，即得到切片模型。
在一些实施例的步骤S102中，具体是对切片模型的封闭轮廓进行分组，得到连通的切片模型（因为是对STL文件进行切片，将得到由直线构成的封闭轮廓），具体可以是统计各个轮廓之间的被包含次数，所有被包含偶数次（N）的轮廓为切片模型的外轮廓线，所有被外轮廓线包含且被包含次数为N-1次的轮廓则为对应的切片模型的内轮廓，由此可以确定分层后所有的轮廓。确定切片模型的有效打印区域，可以是根据扫描结果确定切片模型的外轮廓线的全部端点，基于外轮廓线的端点确定外轮廓线的最小外接矩形，以该最小外接矩形作为有效打印区域。
可以理解的是，最小外接矩形是指以二维坐标表示的若干二维形状（例如点、直线、多边形）的最大范围，即以给定的二维形状各顶点中的最大横坐标、最小横坐标、最大纵坐标、最小纵坐标定下边界的矩形，这样的一个矩形包含给定的二维形状，且边与坐标轴平行，最小外接矩形是最小外接框(minimum bounding box)的二维形式。
在一些实施例的步骤S103中，具体是将有效打印区域所构成的闭合区域作为该切片模型所要进行喷墨打印的区域，即为喷墨区域，基于喷墨区域的长度或宽度尺寸生成打印路径数据，使打印路径在长度方向上和宽度方向上所能辐射的范围能够完整地包含喷墨区域的全部范围，其中打印路径所能辐射的范围指的是打印喷头完整地走完打印路径时当前用于喷墨打印的喷头阵列的喷墨范围。
在一些实施例的步骤S104中，具体是每对一层切片模型进行打印时控制铺粉器执行一次铺粉动作，铺粉器执行铺粉动作时是沿第一直线方向运动并进行铺粉或者是沿第二直线方向运动并进行铺粉，在打印当前层切片模型时，当铺粉器执行铺粉动作是从打印平台的第一侧沿第一直线方向运动至打印平台的第二侧并进行铺粉，那么在打印下一层切片模型时，铺粉器执行铺粉动作是从打印平台的第二侧沿第二直线方向运动至打印平台的第一侧并进行铺粉，如此往复运动并铺粉，直至各切片模型打印完成。
在一些实施例的步骤S105中，具体是在铺粉器开始沿第一直线方向运动或沿第二直线方向运动的一段时间后，控制打印喷头开始运动，铺粉器沿第一直线方向运动时，打印喷头执行第一跟进动作，铺粉器沿第二直线方向运动时，打印喷头执行第二跟进动作，打印喷头执行第一跟进动作或第二跟进动作时经过有效打印区域，则进行喷墨打印，如此重复循环，铺粉器往复运动并铺粉，打印喷头跟随铺粉器往复运动并喷墨打印。
在一些实施例中，控制打印喷头跟随铺粉器，包括：
获取位移传感器采集的打印喷头的喷头位置信息以及采集的铺粉器的铺粉器位置信息，根据喷头位置信息和铺粉器位置信息控制打印喷头与铺粉器之间留有间隔。
可以理解的是，打印喷头执行第一跟进动作时，打印喷头从打印路径的第一端沿打印路径行进至打印路径的第二端，从打印路径的第一端指向打印路径的第二端的直线方向与第一直线方向相互平行，打印喷头执行第二跟进动作时，打印喷头从打印路径的第二端沿打印路径行进至打印路径的第一端，从打印路径的第二端指向打印路径的第一端的直线方向与第二直线方向相互平行。
本申请实施例所示意的步骤S101至步骤S105，根据切片得到的切片模型的轮廓确定有效打印区域，并针对各个有效打印区域生成对应的打印路径，使打印路径与切片模型的形状相互适配，节约打印行程，铺粉器和打印喷头从打印路径的不同末端沿打印路径行进，并在行进过程中执行铺粉或打印动作，达到往返铺粉和打印的效果，提高3D打印的打印效率。
请参阅图2，在一些实施例中，步骤S102可以包括但不限于包括步骤S201至步骤S202。
步骤S201，扫描切片模型的轮廓数据，根据轮廓线形成的闭合空间确定切片模型的实体部分；
步骤S202，针对实体部分的外轮廓线，确定实体部分的外接矩形，以外接矩形作为有效打印区域。
在一些实施例的步骤S201中，具体是通过使用扫描线算法扫描每一层切片模型的轮廓数据，从而根据轮廓线之间的连接关系来确定实体部分。
更为具体地，获取轮廓数据并识别各轮廓线之间的交点，通过一条轮廓线的交点数量确定与该条轮廓线相交的其他轮廓线的数量，从而历遍各条轮廓线的交点数量及与其相交的其他轮廓线的数量，确定轮廓线形成的闭合空间，通过轮廓线被包围次数来确定该轮廓线为外轮廓线还是内轮廓线，如图9所示，被包含偶数次的轮廓线为外轮廓线，被包含奇数次的轮廓线为内轮廓线，通过定义外轮廓线和内轮廓线来确定切片模型的实体部分，并对切片模型的实体部分进行填充。
在一些实施例的步骤S202中，具体是将外轮廓线的各个交点进行连接，选取出两条最长且交点各不相同的连线，以这两条连线上的四个交点构造实体部分的外接矩形。示例性地，如图10所示，实体部分中交点a,b和c,d连接而成的连线为最长的两条连线，则以交点a,b,c,d四个交点构造外接矩形，每个交点分别处于外接矩形的其中一条边上。
请参阅图3，在一些实施例中，步骤S103可以包括但不限于包括步骤S301至步骤S303。
步骤S301，判断切片模型的轮廓范围内的区域是否为有效打印区域；若是，执行步骤S302；若否，执行步骤S303；
步骤S302，在有效打印区域的范围内沿第三直线方向生成若干组第一打印路径；
步骤S303，沿第一直线方向生成第二打印路径。
其中，第一直线方向与第三直线方向相互垂直，打印喷头沿第一打印路径行进时所覆盖的打印范围不小于有效打印区域的区域范围，第二打印路径连接相邻两有效打印区域。
在一些实施例的步骤S301中，具体是在获取切片模型后识别切片模型的轮廓线，对于只有一条轮廓线的切片模型，以闭合轮廓线以内的区域作为有效打印区域，对于有多条轮廓线构成的切片模型，以两条闭合轮廓线之间的区域作为有效打印区域。
在一些实施例的步骤S302中，具体是以有效打印区域的长度方向或宽度方向作为第三直线方向，生成若干组沿第三直线方向走向的第一打印路径，各第一打印路径相互间隔且相互平行，第一打印路径之间的间隔依据所选喷头阵列的尺寸相关，使打印喷头完整地走完打印路径时当前用于喷墨打印的喷头阵列的喷墨范围能够完整地包含喷墨区域的全部范围，以保证打印效果。
优选地，相邻的两组第一打印路径之间的间隔与当前用于喷墨打印的喷头阵列在第一直线方向上的长度相同，以缩减打印喷头的运动距离。
在一些实施例的步骤S303中，具体是在两个有效打印区域的第一打印路径之间生成第二打印路径，第二打印路径的一端连接其一有效打印区域最后一条第一打印路径的一端，第二打印路径的另一端连接另一有效打印区域第一条第一打印路径的一端，若切片模型中只有一个有效打印区域或者是当前的有效打印区域为最后一个有效打印区域，则不生成第二打印路径。
如图11所示，示例性地，打印喷头沿第三直线方向走完一组第一打印路径时，移动至相邻的另一组第一打印路径的一端，再沿与第三直线方向相反的方向运动，周而复始，直至走完所有第一打印路径。第一直线方向是打印喷头切换有效打印区域的一个运动方向，通过沿第一直线方向生成第二打印路径，可以节约打印喷头的行进距离。优选地，打印喷头沿第一直线方向运动并从一组第一打印路径的一端移动至另一组第一打印路径的一端。
请参阅图4，在一些实施例中，步骤S104可以包括但不限于包括步骤S401至步骤S402。
步骤S401，检测铺粉器的当前停靠位置；
步骤S402，铺粉器停靠在第一停靠点时，控制铺粉器从第一停靠点沿第一直线方向运动至第二停靠点，铺粉器停靠在第二停靠点时，控制铺粉器从第二停靠点沿第二直线方向运动至第一停靠点。
其中，第一停靠点与打印平台的一条宽边处于同一垂直位置，第二停靠点与打印平台的另一条宽边处于同一垂直位置。
在一些实施例的步骤S401中，具体是通过位置传感器检测铺粉器的当前停靠位置，确定铺粉器当前处于第一停靠点还是第二停靠点。
在一些实施例的步骤S402中，可以理解的是，停靠位置包括第一停靠点和第二停靠点，当铺粉器从第一停靠点沿第一直线方向运动并进行铺粉之后，铺粉器停靠在第二停靠点，下一次进行铺粉时，控制铺粉器从第一停靠点沿第一直线方向运动至第二停靠点，当铺粉器从第二停靠点沿第二直线方向运动并进行铺粉之后，铺粉器停靠在第一停靠点，下一次进行铺粉时，控制铺粉器从第二停靠点沿第二直线方向运动至第一停靠点。
请参阅图5，在一些实施例中，步骤S105可以包括但不限于包括步骤S501至步骤S502。
步骤S501，设定打印喷头的初始跟进动作和返回跟进动作；
步骤S502，执行第奇数次打印时，控制打印喷头在跟随铺粉器时执行初始跟进动作并在经过有效打印区域时进行喷墨打印，执行第偶数次打印时，控制打印喷头在跟随铺粉器时执行返回跟进动作并在经过有效打印区域时进行喷墨打印。
其中，初始跟进动作为第一跟进动作而返回跟进动作为第二跟进动作，或者是初始跟进动作为第二跟进动作而返回跟进动作为第一跟进动作。
在一些实施例的步骤S501中，具体是在开始打印阶段根据铺粉器的当前停靠位置对打印喷头进行设定，若铺粉器当前处于第一停靠点，将第一跟进动作设定为初始跟进动作而第二跟进动作设定为返回跟进动作，若铺粉器当前处于第二停靠点，将第二跟进动作设定为初始跟进动作而第一跟进动作设定为返回跟进动作。
在一些实施例的步骤S502中，可以理解的是，执行第奇数次打印时铺粉器的运动方向和执行第偶数次打印时铺粉器的运动方向相反，也即，打印喷头的跟进动作也相反。示例性地，可以是在第奇数次打印时，铺粉器沿第一直线方向运动并进行铺粉，打印喷头执行第一跟进动作并进行喷墨打印，在第偶数次打印时，铺粉器沿第二直线方向运动并进行铺粉，打印喷头执行第二跟进动作并进行喷墨打印，也可以是在第奇数次打印时，铺粉器沿第二直线方向运动并进行铺粉，打印喷头执行第二跟进动作并进行喷墨打印，在第偶数次打印时，铺粉器沿第一直线方向运动并进行铺粉，打印喷头执行第一跟进动作并进行喷墨打印。
图6是本申请实施例提供的3D打印控制方法的另一个可选的流程图，图6中的方法可以包括但不限于包括步骤S601至步骤S603。
步骤S601，检测切片模型的薄弱区域；
步骤S602，为切片模型的薄弱区域生成补偿打印路径；
步骤S603，控制打印喷头执行第三跟进动作或第四跟进动作，经过薄弱区域时进行喷墨打印；
步骤S604，打印喷头暂停执行第一跟进动作或第二跟进动作超出预设暂停阈值时，控制打印喷头执行至少一次第一跟进动作或第二跟进动作，并进行喷墨打印。
其中，第三跟进动作为沿第一直线方向在补偿打印路径运动的过程，第四跟进动作为沿第二直线方向在补偿打印路径运动的过程。
在一些实施例的步骤S601中，具体是在切片三维立体模型并得到切片模型后，对切片模型的实体部分的尺寸进行检测，将实体部分各个位置的尺寸与预设标准尺寸进行比较，当实体部分的局部位置的尺寸小于预设标准尺寸时，则判断为薄弱区域。还可以是打印喷头完成一次喷墨打印后，对打印后切片模型的实体部分的尺寸进行检测，将打印后实体部分各个位置的尺寸与预设标准尺寸进行比较，当打印后实体部分的局部位置的尺寸小于预设标准尺寸时，则判断为薄弱区域。
在一些实施例的步骤S602中，具体是将薄弱区域所构成的闭合区域作为该切片模型所要进行喷墨打印的区域，即为补偿喷墨区域，基于补偿喷墨区域的长度或宽度尺寸生成打印路径数据，使补偿打印路径在长度方向上和宽度方向上所能辐射的范围能够完整地包含补偿喷墨区域的全部范围，其中补偿打印路径所能辐射的范围指的是打印喷头完整地走完补偿打印路径时当前用于喷墨打印的喷头阵列的喷墨范围。
在一些实施例的步骤S603中，具体是若打印喷头当前处于第一停靠点的附近位置时，打印喷头执行第三跟进动作，若打印喷头当前处于第二停靠点的附近位置时，打印喷头执行第四跟进动作，打印喷头执行第三跟进动作或第四跟进动作时经过薄弱区域，则进行喷墨打印。
在一些实施例的步骤S604中，具体是由于各种原因打印暂停，在恢复打印时，为防止原先的墨水已经干了（或发生反应），与下一层打印出来的切片模型不粘结，即打印喷头暂停执行第一跟进动作或第二跟进动作超出预设暂停阈值，故控制打印喷头重新对上一次打印的切片模型进行至少一次喷墨，打印喷头执行至少一次第一跟进动作或第二跟进动作，并进行喷墨打印，以便于更好的粘结。
请参阅图7，本申请实施例还提供一种3D打印控制装置，可以实现上述3D打印控制方法，该装置包括：
切片模块，用于对待打印物体的三维立体模型进行切片处理，得到若干个切片模型；
扫描模块，用于沿与轮廓平行的方向向内对切片模型的形状进行扫描处理，确定切片模型的有效打印区域；
路径生成模块，用于为各切片模型的有效打印区域生成打印路径；
第一控制模块，用于控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各切片模型打印完成；
第二控制模块，用于控制打印喷头跟随铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过有效打印区域时进行喷墨打印；
其中，第一直线方向与第二直线方向相反，第一跟进动作为沿第一直线方向在打印路径运动的过程，第二跟进动作为沿第二直线方向在打印路径运动的过程。
该3D打印控制装置的具体实施方式与上述3D打印控制方法的具体实施例基本相同，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述3D打印控制方法。该电子设备可以为包括平板电脑、车载电脑等任意智能终端。
请参阅图8，图8示意了另一实施例的电子设备的硬件结构，电子设备包括：
处理器801，可以采用通用的CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案；
存储器802，可以采用只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）、静态存储设备、动态存储设备或者随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)等形式实现。存储器802可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器802中，并由处理器801来调用执行本申请实施例的3D打印控制方法；
输入/输出接口803，用于实现信息输入及输出；
通信接口804，用于实现本设备与其他设备的通信交互，可以通过有线方式（例如USB、网线等）实现通信，也可以通过无线方式（例如移动网络、WIFI、蓝牙等）实现通信；
总线805，在设备的各个组件（例如处理器801、存储器802、输入/输出接口803和通信接口804）之间传输信息；
其中处理器801、存储器802、输入/输出接口803和通信接口804通过总线805实现彼此之间在设备内部的通信连接。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述3D打印控制方法。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本申请实施例提供的3D打印控制方法、装置、电子设备及存储介质，其根据切片得到的切片模型的轮廓确定有效打印区域，并针对各个有效打印区域生成对应的打印路径，使打印路径与切片模型的形状相互适配，节约打印行程，铺粉器和打印喷头从打印路径的不同末端沿打印路径行进，并在行进过程中执行铺粉或打印动作，达到往返铺粉和打印的效果，提高3D打印的打印效率。
本申请实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着技术的演变和新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
本领域技术人员可以理解的是，图中示出的技术方案并不构成对本申请实施例的限定，可以包括比图示更多或更少的步骤，或者组合某些步骤，或者不同的步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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，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模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
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，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，上述单元的划分，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。
上述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实施例方案的目的。
另外，在本申请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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元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全部或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，包括多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的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(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序的介质。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。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。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明，比如作为一个实施例的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。凡在运用本发明的技术构思之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种3D打印控制方法，其特征在于，包括：
对待打印物体的三维立体模型进行切片处理，得到若干个切片模型；
沿与轮廓平行的方向向内对所述切片模型的形状进行扫描处理，确定所述切片模型的有效打印区域；
为各所述切片模型的有效打印区域生成打印路径；
控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各所述切片模型打印完成；
控制打印喷头跟随所述铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过所述有效打印区域时进行喷墨打印；
其中，所述第一直线方向与所述第二直线方向相反，所述第一跟进动作为沿第一直线方向在打印路径运动的过程，所述第二跟进动作为沿第二直线方向在打印路径运动的过程。
2.根据权利要求1所述的3D打印控制方法，其特征在于，所述沿与轮廓平行的方向向内对所述切片模型的形状进行扫描处理，确定所述切片模型的有效打印区域，包括：
扫描所述切片模型的轮廓数据，根据轮廓线形成的闭合空间确定所述切片模型的实体部分；
针对所述实体部分的外轮廓线，确定所述实体部分的外接矩形，以所述外接矩形作为所述有效打印区域。
3.根据权利要求1所述的3D打印控制方法，其特征在于，所述为各所述切片模型的有效打印区域生成打印路径，包括：
判断切片模型的轮廓范围内的区域是否为有效打印区域；
若是，在所述有效打印区域的范围内沿第三直线方向生成若干组第一打印路径；
若否，沿第一直线方向生成第二打印路径；
其中，所述第一直线方向与所述第三直线方向相互垂直，所述打印喷头沿所述第一打印路径行进时所覆盖的打印范围不小于所述有效打印区域的区域范围，所述第二打印路径连接相邻两所述有效打印区域。
4.根据权利要求1所述的3D打印控制方法，其特征在于，所述控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各所述切片模型打印完成，包括：
检测所述铺粉器的当前停靠位置；
所述铺粉器停靠在第一停靠点时，控制所述铺粉器从第一停靠点沿第一直线方向运动至第二停靠点，所述铺粉器停靠在第二停靠点时，控制所述铺粉器从第二停靠点沿第二直线方向运动至第一停靠点；
其中，所述第一停靠点与打印平台的一条宽边处于同一垂直位置，所述第二停靠点与打印平台的另一条宽边处于同一垂直位置。
5.根据权利要求1所述的3D打印控制方法，其特征在于，所述控制打印喷头跟随所述铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过所述有效打印区域时进行喷墨打印，包括：
设定所述打印喷头的初始跟进动作和返回跟进动作；
执行第奇数次打印时，控制所述打印喷头在跟随所述铺粉器时执行所述初始跟进动作并在经过所述有效打印区域时进行喷墨打印，执行第偶数次打印时，控制所述打印喷头在跟随所述铺粉器时执行所述返回跟进动作并在经过所述有效打印区域时进行喷墨打印；
其中，所述初始跟进动作为所述第一跟进动作而所述返回跟进动作为所述第二跟进动作，或者是所述初始跟进动作为所述第二跟进动作而所述返回跟进动作为所述第一跟进动作。
6.根据权利要求1所述的3D打印控制方法，其特征在于，所述3D打印控制方法，还包括：
检测所述切片模型的薄弱区域；
为所述切片模型的薄弱区域生成补偿打印路径；
控制打印喷头执行第三跟进动作或第四跟进动作，经过所述薄弱区域时进行喷墨打印；
打印喷头暂停执行第一跟进动作或第二跟进动作超出预设暂停阈值时，控制打印喷头执行至少一次第一跟进动作或第二跟进动作，并进行喷墨打印；
其中，所述第三跟进动作为沿第一直线方向在补偿打印路径运动的过程，所述第四跟进动作为沿第二直线方向在补偿打印路径运动的过程。
7.根据权利要求1至6任一项所述的3D打印控制方法，其特征在于，所述控制打印喷头跟随所述铺粉器，包括：
获取位移传感器采集的打印喷头的喷头位置信息以及采集的铺粉器的铺粉器位置信息，根据所述喷头位置信息和所述铺粉器位置信息控制所述打印喷头与所述铺粉器之间留有间隔。
8.一种3D打印控制装置，其特征在于，所述装置包括：
切片模块，用于对待打印物体的三维立体模型进行切片处理，得到若干个切片模型；
扫描模块，用于沿与轮廓平行的方向向内对所述切片模型的形状进行扫描处理，确定所述切片模型的有效打印区域；
路径生成模块，用于为各所述切片模型的有效打印区域生成打印路径；
第一控制模块，用于控制铺粉器往复地沿第一直线方向运动和沿第二直线方向运动并进行铺粉，直至各所述切片模型打印完成；
第二控制模块，用于控制打印喷头跟随所述铺粉器，执行第一跟进动作或第二跟进动作，经过所述有效打印区域时进行喷墨打印；
其中，所述第一直线方向与所述第二直线方向相反，所述第一跟进动作为沿第一直线方向在打印路径运动的过程，所述第二跟进动作为沿第二直线方向在打印路径运动的过程。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的3D打印控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的3D打印控制方法。
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- 2022-10-24 CN CN202211299127.9A patent/CN115366422A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221122 |
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