CN115415547A - 电子束扫描方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子束扫描方法、装置、设备及介质。该方法包括：根据待成型材料确定待扫描区域，获取待扫描区域中包含的扫描线信息；根据各扫描线信息，确定待扫描区域中的待扫描子区；对待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息；根据扫描线组信息确定扫描线组的扫描方式，并根据扫描方式对所述扫描线组进行扫描。通过将待成型材料进行两次分区，得到待扫描子区，并对待扫描子区中的扫描线进行分组，对分组后的扫描线组按照对应的扫描方式进行扫描。实现对短扫描线的合理拼接，形成长扫描线。对长扫描线应用更快的扫描速度，从而提升扫描填充截面的整体扫描速度。提升了整体打印过程的效率。

Description

电子束扫描方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及电子束扫描方法、装置、设备及介质。

背景技术

电子束选区熔化是一种增材制造工艺，通过电子束扫描、熔化粉末材料，逐层沉积制造3D金属零件。

现有电子束选区熔化设备单层时间主要包括铺送粉、预热、熔化填充、后预热，降工作平台5个步骤，存在效率低的问题，其中，熔化填充耗时占比最高。同时，由于熔化填充阶段是降温过程，为了维持系统成形过程中的温度场稳定，长时间的熔化填充必然搭配长时间的预热阶段，以实现温度补偿。因此，熔化填充阶段的效率提成对整体打印过程的效率提升至关重要。

发明内容

本发明提供了一种电子束扫描方法、装置、设备及介质，实现电子束选区熔化的高效性。

根据本发明的第一方面，提供了一种电子束扫描方法，包括：

根据待成型材料确定待扫描区域，获取所述待扫描区域中包含的扫描线信息；

根据各所述扫描线信息，确定所述待扫描区域中的待扫描子区；

对所述待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息；

根据所述扫描线组信息确定所述扫描线组的扫描方式，并根据所述扫描方式对所述扫描线组进行扫描。

根据本发明的第二方面，提供了一种电子束扫描装置，包括：

获取模块，用于根据待成型材料确定待扫描区域，获取所述待扫描区域中包含的扫描线信息；

确定模块，用于根据各所述扫描线信息，确定所述待扫描区域中的待扫描子区；

分组模块，用于对所述待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息；

扫描模块，用于根据所述扫描线组信息确定所述扫描线组的扫描方式，并根据所述扫描方式对所述扫描线组进行扫描。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的电子束扫描方法。

根据本发明的第四方面，提供了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指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的电子束扫描方法。

本发明实施例的技术方案，通过将待成型材料进行两次分区，得到待扫描子区，并对待扫描子区中的扫描线进行分组，对分组后的扫描线组按照对应的扫描方式进行扫描。实现对短扫描线的合理拼接，形成长扫描线。对长扫描线应用更快的扫描速度，从而提升扫描填充截面的整体扫描速度。提升了整体打印过程的效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是根据本发明实施例一提供的一种电子束扫描方法的流程图；

图2是根据本发明实施例二提供的一种电子束扫描方法的流程图；

图3a是根据本发明实施例二提供的一种电子束扫描方法的扫描示意图；

图3b是根据本发明实施例二提供的一种电子束扫描方法的扫描示意图；

图4是根据本发明实施例三提供的一种电子束扫描装置的结构示意图；

图5是实现本发明实施例的一种电子束扫描方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明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。

实施例一

图1为本发明实施例一提供了一种电子束扫描方法的流程图，本实施例可适用于电子束进行选区熔化的情况，该方法可以由电子束扫描装置来执行，该电子束扫描装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该电子束扫描装置可配置于电子设备中。该方法优选为针对单枪设备填充过程。

如图1所示，该方法包括：

S110、根据待成型材料确定待扫描区域，获取待扫描区域中包含的扫描线信息。

在本实例中，待成型材料可以理解为电子束加热熔合后所形成的目标部件。待扫描区域可以理解为根据待成型材料的形状所划分的需要扫描的区域。扫描线可以理解为根据待成型材料形状确定的电子束的扫描路径。扫描线信息可以理解为在待扫描区域中的各扫描线的位置信息及长度信息。

具体的，执行主体可以获取待成型材料的形状，可以根据待成型材料的形状按照预先设定的分区方式，对待成型材料进行分割，将待成型材料分为多个待扫描区域。以设定的方式对待扫描区域的各扫描线位置及长度进行配置，并获取每条扫描线的位置及长度值，将扫描线的位置及长度值作为该扫描线的扫描线信息。

示例性的，可以采用棋盘格分割、平行线分割等分区方式，在本实施方式中，仅以分区方式为棋盘格分割及平行线分割为例，并不对分区的具体方式进行限定。如可以利用棋盘格分割方式，将待成型材料按照九宫格进行分割，则分割为九个待扫描区域。可以根据待扫描区域的长度进行等分，确定每条扫描线的位置，根据每条扫描线位置处对应的待扫描区域的宽度，即为扫描线的长度值，将扫描线的位置及长度值作为扫描线的信息。

S120、根据各扫描线信息，确定待扫描区域中的待扫描子区。

在本实施例中，待扫描子区可以理解为将待扫描区域进行二次分区获得的待扫描子区。

具体的，针对每一个待扫描子区，可以根据各扫描线信息确定出相邻的两条扫描线的长度，根据设定的判定方式，确定两条相邻扫描线是否能合并入同一子区，若能，则将两条相邻扫描线合并入同一子区，对待扫描区域中所有相邻扫描线进行判定后，可以得到新的子区，根据新的子区中第一条及最后一条扫描线之间的距离可以得知该子区的宽度，根据每个子区的宽度及每个子区中最长扫描线的长度，可以确定各子区是否能进行合并，根据合并结果确定待扫描区域中的待扫描子区。

S130、对待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息。

在本实施例中，扫描线组可以理解为将多条扫描线划分为一组后得到的扫描线组。扫描线组信息可以包括扫描线组中所有扫描线的长度的总和。

具体的，可以预先设定间隔距离，根据待扫描子区中的扫描线从下至上或从上至下的顺序，确定第一扫描线，按照设定的间隔距离进行跳转，确定第二扫描线，按照设定的间隔距离进行跳转，确定第三扫描线，以此类推直至到最后一条扫描线，得到第一扫描线组。再对第一扫描线相邻的扫描线按照设定的间隔距离进行跳转，确定下扫描线，以此类推直至最后一条扫描线，得到第二扫描线组。直至对待扫描子区中所有扫描线均进行分组，得到待扫描子区中的所有扫描线组。针对每个扫描线组，获取扫描线组中包含的每个扫描线的长度信息，对所有扫描线的长度进行相加，确定该扫描线组中扫描线的长度总和，将长度总和作为该扫描线组对应的扫描线组信息。

示例性的，待扫描子区包括扫描线S1，其长度为L1；扫描线S2，其长度为L2；扫描线S3，其长度为L3；扫描线S4，其长度为L4；扫描线S5，其长度为L5。每条扫描线的间隔距离为2，预先设定的间隔距离为4。则将S1及S3及S5划分为一组，得到扫描线组1,将S2及S4划分为一组，得到扫描线组2。则扫描线组1的长度总和为L1+L3+L5，扫描线组2的长度总和为L2+L4。

S140、根据扫描线组信息确定扫描线组的扫描方式，并根据扫描方式对扫描线组进行扫描。

可以知道的是，在熔化填充阶段，不同扫描线长度条件下，应用的扫描速度不同。通常，扫描线长度较大时，扫描速度较大，成型效率更高。则可以根据扫描线长度确定不同的扫描方式。

在本实施例中，扫描方式可以理解为对不同扫描线组实施的不同的扫描区域、全局预热范围、局部预热范围等电子束扫描的方式。

具体的，可以根据待成型材料的尺寸、控温要求、返回时间等因素确定电子束的最快扫描速度，根据最快扫描速度可以确定扫描线的最长长度值。针对每个扫描线组，将其对应的扫描线组信息与最长长度值进行比较，若两者相同，则以最长长度值对应的最快扫描速度控制电子束对该扫描线组中的扫描线进行扫描；若扫描线组信息小于最长长度值，则求出两者的差值长度，以最长长度值对应的最快扫描速度对该扫描线组中的扫描线进行扫描，以设定的补充扫描方式对差值长度进行补充扫描，如设定补充扫描的固定区域、全局预热的范围、补充扫描的速度可以比上述最快扫描速度更快，通过上述设置可以使得补充扫描花费更少的时间。逐个扫描各个待扫描子区，直至对全部待扫描子区均完成熔化填充。

本实施例一提供的一种电子束扫描方法，通过将待成型材料进行两次分区，得到待扫描子区，并对待扫描子区中的扫描线进行分组，对分组后的扫描线组按照对应的扫描方式进行扫描。实现对短扫描线的合理拼接，形成长扫描线。对长扫描线应用更快的扫描速度，从而提升扫描填充截面的整体扫描速度。提升了整体打印过程的效率。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种电子束扫描方法的流程图，本实施例是在上述实施例的基础上的进一步优化。如图2所示，该方法包括：

S201、根据待成型材料确定待扫描区域，获取待扫描区域中包含的扫描线信息。

S202、针对待扫描区域中的每个扫描线，根据相邻扫描线的扫描线信息，确定待扫描区域的中间子区集。

在本实施例中，中间子区集可以理解为多个中间子区的集合。其中，中间子区可以理解为将属于同一阈值范围的相邻扫描线合并得到的子区。

具体的，执行主体可以获取预先设定的长度阈值范围，针对每个待扫描区域，判断待扫描区域中的第一条扫描线及第二条扫描线是否处于同一长度阈值范围，若是，则将这两条划分至同一中间子区中，若否，则分为两个中间子区。判断第二条扫描线与第三条扫描线是否处于同一长度阈值范围，若是，则将这两条划分至同一中间子区中（若第一条扫描线与第二条扫描线已合并入同一中间子区，则将第三条扫描线合并入第一条扫描线及第二条扫描线所处的中间子区），若否，则分为两个中间子区。再判断第三条扫描线与第四条扫描线是否处于同一长度阈值范围……以此类推，直至该待扫描区域中的所有扫描线均判断完，得到待扫描区域的中间子区集。

优选的，针对待扫描区域中的每个扫描线，根据相邻扫描线的扫描线信息，确定待扫描区域的中间子区集的步骤具体包括：

a1、如果相邻扫描线的扫描线信息属于同一长度阈值范围，则将相邻扫描线合并为扫描线集。

可以知道的是，待成型材料的形状可能不是规则的，可能某一部分的宽度过宽，对应的扫描线长度较长，而下一部分的宽度过窄，对应的扫描线长度较短，则可以将长度较为接近的划分至同一区域。如苹果的顶部与底部区域的半径是小于中间区域的半径的，则顶部区域、中间区域、底部区域可以按照不同的长度阈值范围划分为三个区域。

在本实施例中，相邻扫描线可以理解为两条扫描线之间没有其他扫描线。长度阈值范围可以理解为根据扫描线长度划分的范围，如第一长度阈值范围可以为大于0mm且小于33mm，第二长度阈值范围可以为大于33mm且小于55mm，第三长度阈值范围可以为大于55mm且小于80mm等。扫描线集可以理解为属于同一中间子区的扫描线的集合。

具体的，执行主体可以获取预先设定的长度阈值范围，针对每个待扫描区域，根据待扫描区域中的第一条扫描线的长度及第二条扫描线的长度判断二者是否处于同一长度阈值范围，若是，则将这两条扫描线划分至第一扫描线集中，若否，则分为两个扫描线集。根据待扫描区域中的第一条扫描线的长度及第二条扫描线的长度判断二者是否处于同一长度阈值范围，若是，则将这两条扫描线划分至第一扫描线集中，若否，则分为两个扫描线集。以此类推，逐根将扫描线进行判断，得到多个扫描线集。

示例性的，将所有扫描线按照顺序（如从上至下或从下至上的顺序）进行编号a1，a2，a3，a4，a5，扫描线的长度分别为L1，L2，L3，L4，L5，L1及L2属于同一长度阈值范围，L2及L3属于同一长度阈值范围，L3及L4不属于同一长度阈值范围；L4与L5属于同一长度阈值范围，则得到第一扫描线集为a1、a2及a3；第二扫描线集为a4及a5。

b1、根据扫描线集，确定待扫描区域的中间子区。

具体的，针对每个扫描线集，获取扫描线集中的首条扫描线及最后一条扫描线的位置，将首条扫描线及最后一条扫描线构成的区域，确定为待扫描区域的中间子区。

示例性的，第一扫描线集包括扫描线a1、a2及a3，则第一中间子区为扫描线a1至a3构成的区域；第二扫描线集包括扫描线a4及a5，则第二中间子区为扫描线a4至a5构成的区域。

c1、根据各中间子区，获得待扫描区域的中间子区集。

具体的，将待扫描区域中的所有中间子区作为该待扫描区域中的中间子区集。

S203、针对中间子区集中包括的中间子区，获取中间子区中最长扫描线的长度值及中间子区的宽度值。

在本实施例中，最长扫描线可以理解为中间子区包括的扫描线中，长度最长的扫描线。中间子区的宽度值可以理解为该中间子区中首条扫描线至最后一条扫描线的距离。

具体的，针对中间子区集中包括的中间子区，将中间子区中包括的所有扫描线的长度进行比对，得到该中间子区中最长扫描线的长度值，获取该中间子区中的首条扫描线至最后一条扫描线的距离，将此距离作为该中间子区的宽度值。

示例性的，例如相邻扫描线的间距可以为1mm。中间子区包括3条扫描线，则中间子区的宽度值为2mm；中间子区包括6条扫描线，则该中间子区的宽度值为5mm。

S204、根据宽度值及长度值，确定中间子区集中的当前最高级别子区。

在本实施例中，最高级别子区可以理解为在理想情况下可以包括最多扫描线的中间子区。

具体的，可以根据中间子区的宽度值及该中间子区中的最长扫描线的长度值，确定在不同情况下，该中间子区可以包括的最多扫描线的个数作为最大扫描线个数及理想情况下的扫描线个数，将其中的较小值作为该中间子区的理想扫描线个数，获得待扫描区域中所有中间子区的理想扫描线个数，并找出其中理想扫描线个数最大的中间子区作为最高级别子区。

优选的，根据宽度值及长度值，确定中间子区集中的当前最高级别子区的步骤具体包括：

a2、获取待成型材料的限定条件系数。

在本实施例中，限定条件系数可以理解为根据待成型材料的特征确定的条件系数。

具体的，可以根据待成型材料的特征确定限定条件系数，获取待成型材料的限定条件系数。

b2、针对中间子区集中的每个中间子区，根据长度值及预设的长度阈值，确定中间子区对应的第一扫描线个数。

在本实施例中，预设的长度阈值可以理解为电子束扫描时的最佳速度对应的长度值。

具体的，针对中间子区集中的每个中间子区，根据中间子区中的最长扫描线对应的长度值与预设的长度阈值，计算出该中间子区对应的第一扫描线个数。

示例性的，将每个中间子区以zx表示，每个中间子区中的最长扫描线对应的长度值为Lmx，第一扫描线个数为N1（Lmx）。针对每个子区zx，可以将预设的长度阈值除以长度值，并对结果进行取整，得到该中间子区对应的第一扫描线个数N1(Lmx)。

c2、根据宽度值及限定条件系数，确定中间子区对应的第二扫描线个数。

具体的，根据中间子区的宽度值及限定条件系数，计算出该中间子区对应的第二扫描线个数，确定在理想条件下，该中间子区所能承载的最大扫描线的个数。

示例性的，每个中间子区的宽度值可以用Zx表示，限定条件系数可以用L_Limit表示，第二扫描线个数可以用T1(Zx，L_limit)表示。将宽度值除以限定条件系数，并对计算结果进行取整，得到该中间子区对应的第二扫描线个数T1(Zx，L_limit)。

d2、根据各中间子区对应的第一扫描线个数及第二扫描线个数，确定中间子区集中的当前最高级别子区。

具体的，对比第一扫描线个数及第二扫描线个数的数值大小，确定其中的较小值，将较小值作为该中间子区的较小扫描线个数，若第一扫描线个数较小，则将该中间子区定义为I类子区；若第二扫描线个数较小，则将该中间子区定义为II类子区。获取每个中间子区的较小扫描线个数，将较小扫描线个数最大的中间子区作为该中间子区集中的当前最高级别子区。

示例性的，对比每个中间子区的第一扫描线个数N1(Lmx)和第二扫描线个数T1(Zx，L_limit)的数值大小，将N1_zx定义为其中的较小值。若N1(Lmx)较小，则将中间子区bx被定义为I类子区；若T1(Zx，L_limit)较小，则将中间子区zx被定义为II类子区。在所有中间子区中，筛选出一个N1_zx数值最大的中间子区zx，将其定义为最高级别子区。当存在多个相等的N1_zx数值时，选取II类子区中zx中x对应的数值最小的子区作为最高级别子区，如中间子区z3的较小值为N1_z3、z5的较小值为N1_z5及z8的较小值为N1_z8，其中，N1_z3、N1_z5及N1_z8的数值相等，则将z3作为该中间子区集中的当前最高级别子区。

S205、根据当前最高级别子区，确定待扫描区域中的待扫描子区。

a）获取当前最高级别子区。

具体的，获取步骤S204得到的该中间子区集中的当前最高级别子区。

b）基于子区扩张判据信息，确定当前最高级别子区扩张后的扩张子区。

在本实施例中，子区扩张判据信息可以理解为判断各子区是否能进行合并的依据。扩张子区可以理解为将多个中间子区进行扩张合并后得到的子区。

具体的，基于子区扩张判据信息，确定当前最高级别子区是否能与相邻的下一中间子区进行合并，若能，则将当前最高级别子区与相邻的下一中间子区进行合并；若不能，则将当前最高级别子区确定为扩张后的扩张子区。若能并判断合并后的子区是否能与相邻的下一中间子区进行合并，以此类推。基于子区扩张判据信息，确定当前最高级别子区是否能与相邻的上一中间子区进行合并，若能，则将当前最高级别子区与相邻的上一中间子区进行合并；若不能，则将当前最高级别子区确定为扩张后的扩张子区。若能并判断合并后的子区是否能与相邻的上一中间子区进行合并，以此类推。直至不能合并时，输出当前最高级别子区扩张后的扩张子区。

示例性的，当前最高级别子区以zx表示，可以假设当前最高级别子区zx与下一中间子区zx+1不合并，以第一扫描线个数N1_zx和N1_zx+1分别计算进行两个中间子区扫描的总耗时，记为t1；假设中间子区zx和zx+1合并形成区域zx&zx+1，按照上述z2的步骤，计算相应的第一扫描线个数N1_zx&zx+1，并计算合并区域N1_zx&zx+1扫描的总耗时，记为t2。可以利用公式计算收益值t_SY，公式为：

若t_SY小于零，则将最高级别子区zx和下一中间子区zx+1进行两区合并。若小于零，则继续判断zx和zx+1合并后区域与zx+2是否可以合并，若合并，则继续判断合并后的子区是否能于zx+3继续合并，以此类推，直至收益值t_SY不满足条件时，结束循环。判断当前最高级别子区与上一中间子区zx-1是否能合并的步骤与上述步骤相同，不再赘述。直至向上合并及向下合并均达到收益值不满足条件时，则将合并后的结果作为当前最高级别子区扩张后的扩张子区。

示例性的，子区扩张判据信息可以是基于相邻子区拼线个数的差异性，差异小时子区可以合并，差异大是子区不可合并。子区扩张判据信息可以是基于相邻子区合并后，是否能提高扫描效率，降低总扫描时间，若扫描效率提高，则可以合并。子区扩张判据信息可以是基于相邻子区合并后，是否扫描效率损失较小，当扫描效率损失小于某一设定值时，则可以合并。子区扩张判据信息基于相邻扫描子区合并后，是否子区内的拼线个数增加，当拼线个数增加时，则可合并。子区扩张判据信息可以是基于相邻扫描子区合并后，是否子区内的拼线个数减少数量较小，当拼线个数降低数量低于某一设定值时，则可合并。本实施例仅以上述方法作为子区扩张判据信息的例子，本实施例不对子区扩张判据信息进行限定。

c）判断是否存在下一最高级别子区，若是，则返回步骤a；若否，则执行步骤d。

在本实施例中，下一最高级别子区可以理解为排除了扩张子区后，其他中间子区中的最高级别子区。

具体的，根据步骤S204确定排除了扩张子区后的下一最高级别子区，若存在下一最高级别子区，则返回步骤a，继续判断下一最高级别扩张子区扩张后的扩张子区，以此类推，逐步扩张该待扫描区域中的所有最高级别子区。直至该待扫描区域中不存在下一最高级别子区，则执行步骤d。

d）将扩张子区作为待扫描区域中的待扫描子区。

具体的，将各最高级别子区扩张后的扩张子区作为其对应的待扫描区域中的待扫描子区。

S206、根据预先设定的扫描线间隔距离，对待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息。

在本实施例中，扫描线间隔距离可以理解为扫描线之间的距离。

具体的，可以预先设定扫描线间隔距离，针对每个待扫描子区，可以按照从下至上或从上至下的顺序进行分组。如可以将某一待扫描子区中最下方的扫描线作为第一扫描线组中的第一条扫描线，按照设定的扫描线间隔距离，找到第二条扫描线，如按照设定的扫描线间隔距离，第二条扫描线为该待扫描子区中从下至上的第5条扫描线，将该扫描线作为第一扫描线组中的第二条扫描线，以此类推，直至到判断至该待扫描子区顶部的最后一条扫描线，得到第一扫描线组；再将最下方扫描线相邻的扫描线作为第二扫描线组中的第一条扫描线，按照设定的扫描线间隔距离，找到第二条扫描线，以此类推，得到第二扫描线组。对待扫描子区中的每条扫描线均进行分组后，得到该待扫描子区的所有扫描线组，获取每个扫描线组中每条扫描线的扫描线信息，将扫描线组中的所有扫描线的长度值进行求和，将长度和作为该扫描线组的扫描线组信息。

S207、针对每个扫描线组，根据扫描线组信息及预先设定的最大长度值确定长度差值。

在本实施例中，最大长度值可以理解为根据待成型材料设定的最大扫描速度，根据最大扫描速度计算出的最大长度值。

具体的，针对每个扫描线组，将扫描线组的长度和与预先设定的最大长度值相减，得到该扫描线组对应的长度差值。

S208、获取最大长度值对应的第一扫描方式，以及长度差值对应的第二扫描方式。

在本实施例中，第一扫描方式可以理解为对扫描线进行扫描的方式。第二扫描方式可以理解为对长度差值的扫描方式，即对不是扫描线的区域进行扫描的方式，即可以理解为在设定区域以设定的方式快速的对长度差值进行补充扫描。

具体的，可以预先设定最大长度值对应的第一扫描方式，以及长度差值对应的第二扫描方式。

示例性的，第二扫描方式的聚焦状态或扫描速度应有大幅的改变，以降低能量聚集程度，防止能量输入偏差造成的打印失败或成型质量下降，第二扫描方式的电子束路径可选择固定区域、全局预热范围、局部预热范围、特定预热范围、熔化填充范围，第二扫描方式的电子束功率可以增加、降低，也可维持不变。

S209、将第一扫描方式作为扫描线组的扫描方式。

具体的，针对每个扫描线组，将第一条扫描线按照第一扫描方式进行扫描，扫描完第一条扫描线后跳转至第二条扫描线，以此类推，直至整个扫描线组中的扫描线均完成进行扫描。

S210、根据长度差值，确定扫描线组的补充扫描线。

在本实施例中，补充扫描线可以理解为长度差值对应的扫描线。

具体的，根据每个扫描线组的长度差值，可以将该扫描线组中较短的扫描线进行补长，不对该扫描线组中较长的扫描线进行补长，保证每个对每个扫描线进行补长后得到的扫描线长度相近，确定每个扫描线组对应的补充扫描线。

S211、将第二扫描方式作为补充扫描线的扫描方式。

具体的，针对每个扫描线组，可以将第一条扫描线按照第一扫描方式进行扫描，若第一条扫描线有对应的补充扫描线，则对补充扫描线按照第二扫描方式进行补充扫描，扫描完后跳转至第二条扫描线，以此类推，直至整个扫描线组中的扫描线均完成进行扫描。

此外，为更好理解上述实施例二所提供电子束扫描方法对一个待扫描区域的扫描操作，本实施例二给出了电子束扫描方法的示例性实现过程的示意图。

图3a为本发明实施例二提供的一种电子束扫描方法的扫描示意图。图3a为对扫描线组进行分组后得到的扫描线组示意图，对扫描线组按照第一扫描方式进行扫描。图3b为补充扫描线示意图。

如图3a所示，选取某个子区bi，当设定的扫描线间隔距离为d_line时，bi子区内包含的扫描线根数为N1（Bi，d_line），其中，实线所代表的扫描线为扫描线组1，虚线所代表的扫描线为扫描线组2，点状虚线所代表的扫描线为扫描线组3。首先对扫描线组1进行扫描，可以按照将底部的实线扫描线作为第一根扫描线，可以对第一根扫描线进行扫描，扫描结束后，将跳转至d_line处的第二根扫描线（图中从下至上的第二根实线扫描线），开始扫描第二根扫描线，之后继续跳转，直至扫描至边界区域（扫描完全部实线扫描线）；之后电子束跳转至首条实线扫描线（第一根扫描线）相邻的虚线扫描线，重新开始设定的扫描线间隔距离d_line跳转，直至完成扫描线组2的扫描，以此类推，直至该待扫描子区内的全部扫描线完成扫描。

图3b为本发明实施例二提供的一种电子束扫描方法的扫描示意图。如图3b所示，以某一待扫描子区为例，在扫描同一组等间距的扫描线过程中，依据扫描线的顺序，扫描线组1以编号1-a表示，扫描线组2以编号2-a表示，扫描线组3以3-a表示，以此类推。扫描线组1中的各扫描线的长度分别为L1-1、L1-2……L1-num，L1-sum代表该组扫描线所有长度的总和，将L1-sum的数值与设定的最大长度值作差，得到差值x，则补充扫描线以L1-X表示，其长度为X。扫描线组4的长度总和为L4-sum，将L4-sum的数值与设定的最大长度值作差，得到差值Y，则扫描线组4的补充扫描线以L4-Y表示，其长度为Y。则按照第一扫描方式对每个扫描线组中的扫描线进行扫描，按照第二扫描方式对补充扫描线进行扫描。

本实施例二提供的一种电子束扫描方法，通过根据相邻扫描线的扫描线信息，将同一子区的相邻扫描线划分至同一中间子区，得到中间子区集，实现了对扫描线的精准划分。再根据各中间子区的最长扫描线的长度值、中间子区的宽度值及待成型材料的限定条件系数，确定中间子区集中的当前最高级别子区，基于子区扩张判据信息对当前最高级别子区进行扩张，将能够提高扫描效率的中间子区与当前最高级别子区进行扩张，确定待扫描子区。实现了对待成型材料的精准分区，保证了分区的合理性。对各待扫描子区中的扫描线进行分组。实现了对短扫描线的合理拼接，形成长扫描线。计算分组后的长度和，并将最大长度值与设定的最大长度值进行差值求取，得到补充扫描线。对扫描线组中的扫描线以最大长度值对应的最大扫描速度（即第一扫描方式）进行扫描，对补充扫描线以聚焦状态、扫描速度不同于第一扫描方式的第二扫描方式进行扫描，以降低能量聚集程度，防止能量输入偏差造成的打印失败或成型质量下降，提升了扫描填充截面的整体扫描速度，提升了整体打印过程的效率。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种电子束扫描装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：获取模块41、确定模块42、分组模块43及扫描模块44。

其中，获取模块41，用于根据待成型材料确定待扫描区域，获取待扫描区域中包含的扫描线信息。

确定模块42，用于根据各扫描线信息，确定待扫描区域中的待扫描子区。

分组模块43，用于对待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息。

扫描模块44，用于根据扫描线组信息确定扫描线组的扫描方式，并根据扫描方式对扫描线组进行扫描。

本实施例三提供的一种电子束扫描方法，通过将待成型材料进行两次分区，得到待扫描子区，并对待扫描子区中的扫描线进行分组，对分组后的扫描线组按照对应的扫描方式进行扫描。实现对短扫描线的合理拼接，形成长扫描线。对长扫描线应用更快的扫描速度，从而提升扫描填充截面的整体扫描速度。提升了整体打印过程的效率。

进一步的，确定模块42包括：

第一确定单元，用于针对待扫描区域中的每个扫描线，根据相邻扫描线的扫描线信息，确定待扫描区域的中间子区集。

第一获取单元，用于针对所述中间子区集中包括的所述中间子区，获取所述中间子区中最长扫描线的长度值及所述中间子区的宽度值。

第二确定单元，用于根据宽度值及所述长度值，确定中间子区集中的当前最高级别子区。

第三确定单元，用于根据当前最高级别子区，确定待扫描区域中的待扫描子区。

其中，第一确定单元具体用于：

如果所述相邻扫描线的扫描线信息属于同一长度阈值范围，则将相邻扫描线合并为扫描线集；

根据扫描线集，确定待扫描区域的中间子区；

根据各中间子区，获得待扫描区域的中间子区集。

其中，第二确定单元具体用于：

获取待成型材料的限定条件系数；

针对中间子区集中的每个所述中间子区，根据长度值及预设的长度阈值，确定中间子区对应的第一扫描线个数；

根据宽度值及限定条件系数，确定中间子区对应的第二扫描线个数；

根据各中间子区对应的第一扫描线个数及第二扫描线个数，确定中间子区集中的当前最高级别子区。

其中，第三确定单元具体用于：

a）获取所述当前最高级别子区；

b）基于子区扩张判据信息，确定当前最高级别子区扩张后的扩张子区；

c）判断是否存在下一最高级别子区，若是，则返回步骤a；若否，则执行步骤d；

d）将扩张子区作为待扫描区域中的待扫描子区。

进一步的，分组模块43具体用于：

根据预先设定的扫描线间隔距离，对待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息。

进一步的，扫描模块44具体用于：

针对每个扫描线组，根据扫描线组信息及预先设定的最大长度值确定长度差值；

获取最大长度值对应的第一扫描方式，以及长度差值对应的第二扫描方式；

将第一扫描方式作为扫描线组的扫描方式；

根据长度差值，确定扫描线组的补充扫描线；

将第二扫描方式作为补充扫描线的扫描方式。

本发明实施例所提供的电子束扫描装置可执行本发明任意实施例所提供的电子束扫描方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出（I/O）接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如电子束扫描方法。

在一些实施例中，电子束扫描方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的电子束扫描方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行电子束扫描方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括第一件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、第一件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子束扫描方法，其特征在于，包括：

根据待成型材料确定待扫描区域，获取所述待扫描区域中包含的扫描线信息；

根据各所述扫描线信息，确定所述待扫描区域中的待扫描子区；

对所述待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息；

根据所述扫描线组信息确定所述扫描线组的扫描方式，并根据所述扫描方式对所述扫描线组进行扫描。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述扫描线信息，确定所述待扫描区域中的待扫描子区，包括：

针对所述待扫描区域中的每个扫描线，根据相邻扫描线的扫描线信息，确定所述待扫描区域的中间子区集；

针对所述中间子区集中包括的所述中间子区，获取所述中间子区中最长扫描线的长度值及所述中间子区的宽度值；

根据所述宽度值及所述长度值，确定所述中间子区集中的当前最高级别子区；

根据所述当前最高级别子区，确定所述待扫描区域中的待扫描子区。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据相邻扫描线的扫描线信息，确定所述待扫描区域的中间子区集，包括：

如果所述相邻扫描线的扫描线信息属于同一长度阈值范围，则将相邻扫描线合并为扫描线集；

根据所述扫描线集，确定所述待扫描区域的中间子区；

根据各所述中间子区，获得所述待扫描区域的中间子区集。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述宽度值及所述长度值，确定所述中间子区集中的当前最高级别子区，包括：

获取所述待成型材料的限定条件系数；

针对所述中间子区集中的每个所述中间子区，根据所述长度值及预设的长度阈值，确定所述中间子区对应的第一扫描线个数；

根据所述宽度值及所述限定条件系数，确定所述中间子区对应的第二扫描线个数；

根据各所述中间子区对应的所述第一扫描线个数及所述第二扫描线个数，确定所述中间子区集中的当前最高级别子区。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前最高级别子区，确定所述待扫描区域中的待扫描子区，包括如下步骤：

a）获取所述当前最高级别子区；

b）基于子区扩张判据信息，确定所述当前最高级别子区扩张后的扩张子区；

c）判断是否存在下一最高级别子区，若是，则返回步骤a；若否，则执行步骤d；

d）将所述扩张子区作为所述待扫描区域中的待扫描子区。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息，包括：

根据预先设定的扫描线间隔距离，对所述待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述扫描线组信息确定所述扫描线组的扫描方式，并根据所述扫描方式对所述扫描线组进行扫描，包括：

针对每个所述扫描线组，根据所述扫描线组信息及预先设定的最大长度值确定长度差值；

获取所述最大长度值对应的第一扫描方式，以及所述长度差值对应的第二扫描方式；

将所述第一扫描方式作为所述扫描线组的扫描方式；

根据所述长度差值，确定所述扫描线组的补充扫描线；

将所述第二扫描方式作为所述补充扫描线的扫描方式。

8.一种电子束扫描装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据待成型材料确定待扫描区域，获取所述待扫描区域中包含的扫描线信息；

确定模块，用于根据各所述扫描线信息，确定所述待扫描区域中的待扫描子区；

分组模块，用于对所述待扫描子区中的扫描线进行分组，获得扫描线组及对应的扫描线组信息；

扫描模块，用于根据所述扫描线组信息确定所述扫描线组的扫描方式，并根据所述扫描方式对所述扫描线组进行扫描。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的电子束扫描方法。

10.一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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的电子束扫描方法。

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