CN118238409A - 一种3d打印用耗材拌色方法及拌色装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印用耗材拌色方法及拌色装置，涉及3D打印用耗材的生产技术领域，包括拌色模组和挤出模组，拌色模组包括中控模块和拌色模块，挤出模组包括与拌色模块连接的挤出模块，本发明通过特定的3D打印耗材的拌色组合方法，在生产阶段将目标三维模型的数据加入到3D打印耗材的生产中，使成品的3D打印耗材本身即具备目标手办的多色打印需求，个人用户在进行多色打印的过程中，仅使用单喷头3D打印机，按照预定的数据进行打印，即可完成目标手办的打印成型，从而使个人用户便捷且低成本的实现多色打印，极大的扩展了3D打印机的应用范围，且对现有机型3D打印机改动较小，利于推广，本发明可以满足待打印物品的更多颜色需求。

Description

一种3D打印用耗材拌色方法及拌色装置

技术领域

本发明涉及3D打印用耗材的生产技术领域，具体为一种3D打印用耗材拌色方法及拌色装置。

背景技术

以公开号为CN105856561A的已公开专利“一种单喷头多色3D打印机及其多色打印方法”为对比文件1，在对比文件1中指出，3D打印也称快速成型，即把数据和原料放进3D打印机中，通过计算机程序控制将产品一层一层的打印出来，最终形成成品。现有的3D打印机包括单喷头3D打印机和多喷头3D打印机。单喷头3D打印机，即支持单一颜色耗材的打印，从而使得打印成型的产品为纯色；如果要进行多色打印，只能在需要进行颜色更换时，手动更换打印材料。手动更换材料则需要使用者的主动干预，对使用者依赖较大，且打印的过程繁琐，容易产生瑕疵或间隔，对打印件的质量有很大的影响。

多喷头3D打印机，增加额外的打印喷头，由于采用多个喷头，因此会有同时加热两个喷头的问题，造成能量的损失。且其多个喷头各自独立，在进行颜色更换时，需要将前边的喷头移开，再将另外一个喷头移来继续打印，但是在两个喷头接替的过程中，其位置不能做到完全重合，使该处的前后衔接出现问题，因而影响产品的精美程度，而对于多色彩打印中，频繁更换颜色时，其影响更加严重。

以公告号为CN104290330B的已公开专利“一种3D打印机及打印方法”为对比文件2，在对比文件2中指出，快速成型能够用于三维物体的成型过程，通过电脑数据的转换过程实现三维物体的制造。通常，快速成型主要包括三种类型：立体雕刻(Stereolithography)、逐层叠加制造 (Laminated Object Manufacturing)和选择性沉积塑形(SelectiveDeposition Modeling)。

选择性沉积塑形的基本原理是将三维物体逐层切片而得到每一层横截面的数据信息，基于这些信息将物体制造出来。现有的一种选择性沉积塑形是熔融沉积成型(FusedDeposition Modeling，FDM)。熔融沉积成型的设备包括了一个挤压头，挤压头内可以设置一个丝料的进给装置，通过加热元件对挤压头加热后，挤压头能够挤压出熔融的流体材料，挤压出来的材料经冷却凝固后形成固体结构。

现有技术中，3D打印机出现了能够用于彩色物体成型的技术方案，以红、绿、蓝三原色配比为原理，通过调节三种不同颜色的丝料在加热室的质量比例，从而挤压出所需颜色的材料。然而，这种用于彩色物体制作的3D打印机结构复杂，成本较高，对控制系统精密度要求很高。另外，申请号为CN201410073577.5中国发明专利申请公开了一种能够用于多条丝料的进给装置，包括至少两个打印盒，至少两个打印头，每一个打印头接收一个打印盒供给的耗材，还包括了切换装置，当一种颜色的材料成型完毕后，通过驱动装置将打印头移动到切换装置中，并进行下一种颜色的打印。这种方案的3D打印机的打印头数量较多，3D打印机的结构复杂并且成本较高，有待进一步改进。

综上所述，个人用户在进行多色打印的过程中，需要使用多喷头3D打印机进行打印，但是对于个人用户来说，多喷头3D打印机的结构复杂并且成本较高，而现有的单喷头3D打印机，仅支持单一颜色耗材的打印，本申请旨在开发一种能通过单喷头3D打印机实现多色打印的方法，解决个人用户在进行多色打印的过程中遇到的结构复杂并且成本较高的问题。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种3D打印用耗材拌色方法及拌色装置能解决上述问题的技术方案。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种3D打印用耗材拌色方法，包括拌色模组和挤出模组，拌色模组包括中控模块和拌色模块，挤出模组包括与拌色模块连接的挤出模块；

中控模块、拌色模块以及挤出模块的作业包括如下步骤：

S100：目标三维模型导入中控模块，将目标三维模型进行切片处理，目标三维模型从下往上切割为依次排序的第一单片、第二单片、……、第N1单片；

S200：将单片置于平面坐标系P1中，第一单片的周缘轮廓线设为L，获取L上起始点o的颜色信息存储为c1，在L上沿单向进行一次遍历，并记录遍历路径长度l1，当L的颜色发生变化时，停止遍历并记录位置坐标信息M1，一次遍历记为路径L1，获取M1上的颜色信息存储为c2，从M1点开始与一次遍历同向沿L进行二次遍历，并记录遍历路径长度l2，当L的颜色发生变化时，停止遍历并记录位置坐标信息M2，二次遍历记为路径L2，以此类推，周缘轮廓线L分解为由路径L1、路径L2、……、路径Ln组成的数据组；

获取第一单片的最大外径长度记为L0，获取第一单片的最大外径宽度记为W0；

S300：拌色模块包括色筒组，色筒组包含辅料筒以及第一色筒、第二色筒、……和第n色筒，其中，辅料筒内的耗材原料用以支撑结构和内衬结构的打印作业，第一色筒内的耗材颜色与c1颜色对应相同，第二色筒内的耗材颜色与c2颜色对应相同，以此类推，第n色筒内的耗材颜色与cn颜色对应相同；

S400：挤出模块将耗材原料挤出成型为丝材，挤出模块的作业包括n次辅料挤出和m次色料挤出，一次辅料挤出过程中辅料筒的耗材原料添加至挤出模块，挤出模块挤出长度为2（L0+W0）+N2（L0+W0）的辅料，其中N2>2，且N2为正整数；

一次辅料挤出完成后，依次进行m次色料挤出，m≥2，且m为正整数，第一色筒的耗材原料添加至挤出模块，进行长度为l1颜色为c1的丝材挤出，第二色筒的耗材原料添加至挤出模块，进行长度为l2颜色为c2的丝材挤出，以此类推，一次闭环记为一次色料挤出，进行m次色料挤出后，再进行一次辅料挤出，直至完成第一单片的耗材挤出，然后以此类推完成第二单片，第三单片、……、第N1单片的耗材挤出作业。

作为本发明进一步方案：在切片作业过程中，包括如下步骤：

S110：包括从下往上的颜色校对，颜色校对通过后进行首次切片和二次切片，以颜色为界限在高度方向上对目标三维模型进行首次切片，将3D打印机的打印线径设为Φ1，根据Φ1进行二次切片，单片的厚度设为d，其中，d=nΦ1，n≥1，且n为正整数。

作为本发明进一步方案：S110还包括如下步骤：

S120：颜色校对不通过后，对目标三维模型进行细化切片，细化切片中n=1，m=2。

作为本发明进一步方案：在S200中包括如下步骤：

S210：路径Ln遍历的过程中，当高度方向上存在两个颜色时，cn的取值为同色面积大于50%的部分。

作为本发明进一步方案：路径Ln遍历的过程中，当高度方向上存在多个颜色时，cn的取值为同色面积最大的部分。

作为本发明进一步方案：第一单片的终点Q处颜色与第二单片的起始点o处的颜色相同时，Mn的取值跳过o点。

作为本发明进一步方案：色筒组还包括有若干个色差过渡筒，色差过渡筒内的耗材原料取色介于cn和cn-1之间，cn的位置有多个颜色时标记为混色部，色差过渡筒用以混色部的挤出成型。

作为本发明进一步方案：色筒组还包括有色差补偿模块，色差补偿模块用以校对目标三维模型的外观颜色。

作为本发明进一步方案：本发明实施例中，丝材的挤出线径设为Φ2，其中Φ2=nΦ1，n≥1，且n为正整数。

一种3D打印用耗材拌色装置，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上述的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过特定的3D打印耗材的拌色组合方法，在生产阶段将目标三维模型的数据加入到3D打印耗材的生产中，使成品的3D打印耗材本身即具备目标手办的多色打印需求，个人用户在进行多色打印的过程中，仅使用单喷头3D打印机，按照预定的数据进行打印，即可完成目标手办的打印成型，从而使个人用户便捷且低成本的实现多色打印，极大的扩展了3D打印机的应用范围，且对现有机型3D打印机改动较小，利于推广，本发明可以满足待打印物品的更多颜色需求。

附图说明

图1是现有技术中FDM 的工艺原理示意图；

图2是一种实施例中的目标手办的结构立体图；

图3是图2中目标手办的切片示意图；

图4是现有技术中FDM 作业过程中喷嘴的走线路径示意图；

图5是本发明中第一单片的便利示意图；

图6是本发明一种实施例中的目标三维模型的结构示意图；

图7是本发明的另一种实施例中的目标三维模型的结构示意图；

图8是图7中R处局部视图；

图9是本发明中丝材打印的结构示意图；

图10是本发明的总体流程图；

图11是本发明的一种实施例中工作流程图；

图12是本发明的另一种实施例中的工作流程图；

图中的附图标记及名称如下：

料架-001，丝材-002，温度控制单元-003，喷嘴-004，打印平台-005，支撑结构-006，内衬结构-007，截面轮廓-008，直线打印-010。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，一种3D打印用耗材拌色方法，包括拌色模组和挤出模组，拌色模组包括中控模块和拌色模块，挤出模组包括与拌色模块连接的挤出模块；

中控模块、拌色模块以及挤出模块的作业包括如下步骤：

S100：目标三维模型导入中控模块，将目标三维模型进行如图3所示的切片处理，将目标三维模型从下往上切割为依次排序的第一单片、第二单片、……、第N1单片，N1个单片的组合包含了目标三维模型完整的尺寸和颜色信息，将N1个单片进行组合即可得到目标三维模型；

S200：如图5所示，将单片置于平面坐标系P1中，第一单片的周缘轮廓线设为L，第一单片的周缘轮廓线L即目标手办的外观展示颜色，所以通过获取周缘轮廓线L的颜色，即可得到目标手办的外观颜色信息，在一种实施例中，L与P1的原点O重合，获取L在O处的颜色信息存储为c1，单方向沿L进行一次遍历，并记录遍历路径长度l1，当L的颜色发生变化时，记录位置坐标信息M1（x1，y1），一次遍历获得长度为l1，颜色为c1的路径，记为路径L1，然后从M1点开始与第一次遍历同向沿L进行二次遍历，记录遍历路径长度l2，当L的颜色发生变化时，记录位置坐标信息M2（x2，y2），二次遍历获得长度为l2，颜色为c2的路径，记为路径L2，以此类推，周缘轮廓线L分解为由路径L1、路径L2、……、路径Ln组成的数据组，将N1个单片，依次进行遍历，从而可以获取所有单片周缘轮廓线L的路径的信息；

获取第一单片的最大长度记为L0，获取第一单片的最大宽度记为W0；

S300：拌色模块包括色筒组，色筒组包含辅料筒、第一色筒、第二色筒、……和第n色筒，其中辅料筒内的耗材原料用以支撑结构006和内衬结构007的打印作业，第一色筒内的耗材颜色与c1颜色对应相同并且第一色筒内的耗材用以L1的挤出成型，第二色筒内的耗材颜色与c2颜色对应相同并且第二色筒内的耗材用以L2的挤出成型，以此类推，色筒组包含目标三维模型所有的颜色种类；

S400：挤出模块将耗材原料挤出成型为如图1中所示的丝材002，在挤出模块的挤出作业中，对不同颜色的3D打印耗材进行顺序和长度设计，如图4所示，首先进行一次辅料挤出，辅料筒的耗材原料加入到挤出模块，挤出长度为2（L0+W0）+N2（L0+W0）的辅料，其中N2>2，且N2为正整数，一次辅料挤出完成后，进行m次色料挤出，m≥2，且m为正整数，一次色料挤出的过程中首先进行长度为l1颜色为c1的丝材挤出，然后依次连续进行长度为l2颜色为c2的丝材挤出，完成一个打印闭环记为一次色料挤出，以此类推，进行m次色料挤出后，再进行一次辅料挤出，循环进行，直至完成第一单片的耗材挤出，然后以此类推完成第二单片，第三单片、……、第N1单片的耗材挤出作业，从而完成目标手办的耗材挤出作业，上述的N2和m设为定值，N2即图4中所示的直线打印的数量，m即截面轮廓008的打印精度，个人用户进行打印过程中按照耗材的出厂预定值进行打印，即可按预定路径打印出目标三维模型;

FDM 技术由于其较低的成本和门槛，成为消费级 3D 打印（针对个人用户的3D 打印）的首选工艺， FDM 通过将各种丝材（如 PLA，ABS 等）加热熔化进而累加成型，具体来讲，通过计算机或嵌入式软硬件的控制，喷头根据产品的截面轮廓信息，在 XOY 平面内运动，与此同时，材料在挤出机的作用下送至喷头加热和熔化成半液态，随后挤压冷却固化，完成一层后，喷头将向上移动一定距离（或打印平台下降一定距离），往复循环运动 最终形成所需的三维零件产品，FDM 的工艺原理如图 1所示；

个人用户通过单喷头3D打印机，进行如图 2所示的目标手办打印作业的过程中包括如下步骤，通过切片软件将目标手办的目标三维模型进行如图3所示的切片，将切片后的目标三维模型数据导入到3D打印机的控制系统中，然后打印机根据切片信息进行逐层打印，在进行单层打印的过程中，喷嘴的走线路径如图4所示，为了保证打印过程中，截面轮廓008在打印平台上能稳定打印，单层打印包括产品打印（即截面轮廓008的打印）和辅料打印，辅料打印包括在截面轮廓008的外圈增设的支撑结构006和在截面轮廓008的内圈增设的内衬结构007，支撑结构006用以对截面轮廓008进行打印支撑，内衬结构007用以对截面轮廓008的内部进行受力支撑；

在单层打印过程中，首先3D打印机进行辅料打印，按图4所示沿a1、b1、c1、d1、a1的路径打印一个框型，然后在框型内依次按a2-b2、b3-a3、a4-b4……的顺序进行间隔且平行的直线打印010，通过横向和纵向的多个直线打印010使支撑结构006和内衬结构007打印成型，支撑结构006和内衬结构007打印完成后，进行产品打印，产品的打印过程中，截面轮廓008的打印需要更加致密，而且为了节省原材料的同时方便目标手办打印完成后支撑结构006的剥离，一般支撑结构006和内衬结构007的打印密度相对于截面轮廓008的密度小，所以截面轮廓008的打印圈数相对于支撑结构006和内衬结构007的打印更频繁，在进行单层的支撑结构006和内衬结构007的打印过程中，进行一次辅料打印时，需要进行多次截面轮廓008的打印，通过支撑结构006和内衬结构007多层的打印堆叠以及截面轮廓008多层的打印堆叠使目标手办成型，打印过程中辅料的打印用以支撑结构006和内衬结构007的成型，

多色的目标手办在打印的过程中涉及到多种色彩的打印耗材的组合，申请人从3D打印耗材的拌色进行创新，在3D打印耗材的生产过程中，通过特定的3D打印耗材的拌色组合方法，使个人用户实现通过单喷头3D打印机可以打印多种色彩的手办3D模型；

首先搭建目标三维模型，搭建目标三维模型采用三维扫描或三维建模的方式，三维扫描采用3D扫描仪对目标手办进行扫描作业（如公告号为CN107547771B的已公开专利所述），三维建模即通过三维建模软件进行模型搭建，生成如图2所示的目标手办的目标三维模型，个人用户搭建目标三维模型后将该目标三维模型数据发送给耗材制造厂商（即申请人）；

S100：目标三维模型导入中控模块，将目标三维模型进行如图3所示的切片处理，将目标三维模型从下往上切割为依次排序的第一单片、第二单片、……、第N1单片，N1个单片的组合包含了目标三维模型完整的尺寸和颜色信息，将N1个单片进行组合即可得到目标三维模型；

S200：如图5所示，将第一单片置于平面坐标系P1中，第一单片的周缘轮廓线设为L，第一单片的周缘轮廓线L即目标手办的外观展示颜色，所以通过获取周缘轮廓线L的颜色，即可得到目标手办的外观颜色信息，在一种实施例中，L与P1的原点O重合，获取L在O处的颜色信息存储为c1，单方向沿L进行一次遍历，并记录遍历路径长度l1，当L的颜色发生变化时，记录位置坐标信息M1（x1，y1），一次遍历获得长度为l1，颜色为c1的路径，记为路径L1，然后从M1点开始与第一次遍历同向沿L进行二次遍历，记录遍历路径长度l2，当L的颜色发生变化时，记录位置坐标信息M2（x2，y2），二次遍历获得长度为l2，颜色为c2的路径，记为路径L2，以此类推，其中l1+l2+……+ln求和即可获得单片的周长，周缘轮廓线L分解为由路径L1、路径L2、……、路径Ln组成的数据组，将N1个单片，依次进行遍历，从而可以获取所有单片周缘轮廓线L的路径的信息；

获取第一单片的最大长度记为L0，获取第一单片的最大宽度记为W0；

S300：拌色模块包括色筒组，色筒组包含辅料筒、第一色筒、第二色筒、……和第n色筒，其中辅料筒内的耗材原料用以支撑结构006和内衬结构007的打印作业，第一色筒内的耗材颜色与c1颜色对应相同并且第一色筒内的耗材用以L1的打印，第二色筒内的耗材颜色与c2颜色对应相同并且第二色筒内的耗材用以L2的打印，以此类推，色筒组包含目标三维模型所有的颜色种类；

S400：挤出模块将耗材原料挤出成型为如图1中所示的丝材002，在挤出模块的挤出作业中，对不同颜色的3D打印耗材进行顺序和长度设计，如图4所示，首先进行一次辅料挤出，辅料筒的耗材原料加入到挤出模块，挤出长度为2（L0+W0）+N2（L0+W0）的辅料，其中N2>2，且N2为正整数，一次辅料挤出完成后，进行m次色料挤出，m≥2，且m为正整数，一次色料挤出的过程中首先进行长度为l1颜色为c1的丝材挤出，然后依次连续进行长度为l2颜色为c2的丝材挤出，完成一个打印闭环记为一次色料挤出，此处的一个打印闭环指的是色料挤出的长度等于单片的周长，即色料打印作业过程中完成一个圈的打印，以此类推，进行m次色料挤出（即色料挤出的长度可以完成m圈的打印作业）后，再进行一次辅料挤出，循环进行，直至完成第一单片的耗材挤出，然后以此类推完成第二单片，第三单片、……、第N1单片的耗材挤出作业，从而完成目标手办的耗材挤出作业，上述的N2和m设为定值，N2即图4中所示的直线打印的数量，取决于目标三维模型的大小和质量，目标三维模型的质量越大，目标三维模型的尺寸越大，则需要更大的支撑力，所以N2的值也会越大，m即截面轮廓008的打印精度，个人用户进行打印过程中按照该出厂预定值进行打印，即可按预定路径打印出目标三维模型；

本发明通过特定的3D打印耗材的拌色组合方法，在生产阶段将目标三维模型的数据加入到3D打印耗材的生产中，使成品的3D打印耗材本身即具备目标手办的多色打印需求，个人用户在进行多色打印的过程中，仅使用单喷头3D打印机，按照预定的数据进行打印，即可完成目标手办的打印成型，从而使个人用户便捷且低成本的实现多色打印，极大的扩展了3D打印机的应用范围，且对现有机型3D打印机改动较小，利于推广，本发明可以满足待打印物品的更多颜色需求。

本发明实施例中，在切片作业过程中，包括如下步骤：

S110：包括从下往上的颜色校对，颜色校对通过后进行首次切片和二次切片，以颜色为界限在高度方向上对目标三维模型进行首次切片，将3D打印机的打印线径设为Φ1，根据Φ1进行二次切片，单片的厚度设为d，其中，d=nΦ1，n≥1，且n为正整数；

为了便于遍历并获取周缘轮廓线L的颜色，需要控制单片在竖向上的颜色一致，即同一单片在高度方向上的颜色一致，以免遍历取色的过程中出现取色混淆的问题，所以如图6所示，颜色校对即在部分目标三维模型中在竖向上检查是否有明显的颜色分层，若能将目标三维模型按照颜色进行明显分层，则表示颜色校对通过，将目标三维模型进行切片的过程中，目标三维模型从h1处上下颜色不一致，则从h1处进行一次切片，然后再对p1进行二次切片，目标三维模型从h2处上下颜色不一致，则从h2处进行一次切片，然后再对p2进行二次切片，以此类推完成整个的切片作业，其中d=nΦ1，这里n即n次辅料挤出，设n等于3时，即进行一次辅料挤出，然后进行m次色料挤出，该动作重复三次，进行了三次辅料挤出，进行了3个m次色料挤出，使打印过程中，可以更好的对目标三维模型进行打印还原，在简化打印数据的同时，保证了打印的精度。

本发明实施例中，S110还包括如下步骤：

S120：颜色校对不通过后，对目标三维模型进行细化切片，细化切片中n=1，m=2；

如图7所示，部分目标三维模型中在竖向上颜色分层不明显，如图7中沿曲线h3上下具有两个不同的颜色，在被切片后，M5处在高度方向上会包含两个颜色，按照S110的步骤，颜色校对模式不通过，在高度方向上不能进行首次切片，则直接对目标三维模型进行细化切片，通过细化切片，使目标三维模型进行类似微分形式的细化分割成多个单片，多个单片可以通过类似于积分的方式向目标三维模型进行趋近，多个单片的外观颜色和轮廓与原目标三维模型有极小部分差别，但是趋近于原目标三维模型；

在实际打印过程中，挤出模块的出料包括n次辅料挤出和m次色料挤出，其中，首先进行一次辅料挤出，一次辅料挤出完成后，进行m次色料挤出，然后再进行一次辅料挤出，再一次进行m次色料挤出，然后再进行一次辅料挤出，再进行m次色料挤出，以此类推，如图9所示，在平面p6上进行打印作业，首先进行支撑结构006和内衬结构007的一次打印，然后再在支撑结构006和内衬结构007上进行截面轮廓008的一次打印，然后在此基础上再进行支撑结构006和内衬结构007的二次打印，然后再在支撑结构006和内衬结构007的二次打印基础上进行截面轮廓008的二次打印，循环往复，完成第一单片打印，以此类推完成第N1单片的打印；

当细化切片中n=1，m=2时，说明单片的厚度只允许进行2次色料挤出，即一次辅料挤出完成后，进行二次色料挤出，即完成了第一单片打印；

使原目标三维模型的微分更加精细，减小打印误差，使多个单片的组合更加趋近于原目标三维模型，同时，保证了截面轮廓008的打印密度大于支撑结构006和内衬结构007的打印密度，便于支撑结构006的脱模；

此处一次色料挤出是指第一色筒、第二色筒、……和第n色筒等的交替出料，完成一次色料挤出即进行一次打印闭环。

本发明实施例中，在S200中包括如下步骤：

S210：路径Ln遍历的过程中，当高度方向上存在两个颜色时，cn的取值为同色面积大于50%的部分；

如图8所示，将目标三维模型进行细化切片后，在进行路径Ln的遍历的过程中，M6处在高度方向上包含两个颜色，cn的取色过程中会存在混淆，所以，在M6的位置向上和向下取色，若M6处某一颜色的面积占比大于50%时候，则该颜色作为cn的取值，使单片对原目标三维模型的还原度更高，如图8所示，是细化切片后的示意图，所以此处M6的大小也应当相应放大，M6应理解为一个区间值，该区间作为路径Ln遍历过程中的最小遍历单元。

本发明实施例中，路径Ln遍历的过程中，当高度方向上存在多个颜色时，cn的取值为同色面积最大的部分；

在个别实施例中，在进行路径Ln的遍历的过程中，某些点位在高度方向上包含多个颜色，cn的取色过程中会存在混淆，所以在cn的位置向上和向下取色，cn的取值为同色面积最大的部分。

本发明实施例中，第一单片的终点Q处颜色与第二单片的起始点o处的颜色相同时，Mn的取值跳过o点；

如图8所示，点Q是第一单片的打印终点，同时也是第二单片的打印起始点，如果第一单片的终点Q处颜色与第二单片的起始点o处的颜色相同时，说明可以接着打印，即挤出模块不需要更换色筒，挤出的颜色相同，说明可以Mn往后遍历，直到颜色改变，以此类推，前一个单片的终点和后一个单片的起点颜色相同时，则可以连续打印，从而简化流程。

本发明实施例中，色筒组还包括有若干个色差过渡筒，色差过渡筒内的耗材原料取色介于cn和cn-1之间，cn的位置有多个颜色时标记为混色部，色差过渡筒用以混色部的挤出成型；

在个别实施例中，在进行路径Ln的遍历的过程中，某些点位在高度方向上包含多个颜色，cn的取色过程中会存在混淆，所以在cn的位置取色标记为混色部，混色部的色料挤出从色差过渡模块取料，色差过渡的取色介于cn和cn-1之间，使cn和cn-1之间的颜色过渡更加自然。

本发明实施例中，色筒组还包括有色差补偿模块，色差补偿模块用以校对目标三维模型的外观颜色。

在实际使用过程中，截面轮廓008与支撑结构006和内衬结构007会有部分交叉，而交叉部分由于支撑结构006和内衬结构007使用的是辅料，会影响截面轮廓008的外观颜色，使截面轮廓008与支撑结构006和内衬结构007重叠部分会有少许色差，所以，设置色差补偿模块，当实际打印出的模型与目标三维模型里所示的颜色外观有出入时，通过色差补偿模块对色筒组的调色进行校对，使目标三维模型与实际模型更趋同。

本发明实施例中，丝材的挤出线径设为Φ2，其中Φ2=nΦ1，n≥1，且n为正整数；

便于挤出长度和打印长度的等比换算，同时将丝材线径等比放大，利于存储，过细的丝材不利于存储和运输。

本发明实施例中，挤出模组包括与3D打印机的打印线径相同的打印头；

使挤出的丝材可以直接用于打印，使用更加方便。

本发明实施例中，辅料筒中所用的耗材原料密度小于第一色筒、第二色筒、……和第n色筒；

便于便于支撑结构006的脱模。

一种3D打印用耗材拌色装置，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上述的拌色方法。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，包括拌色模组和挤出模组，拌色模组包括中控模块和拌色模块，挤出模组包括与拌色模块连接的挤出模块；

中控模块、拌色模块以及挤出模块的作业包括如下步骤：

S100：目标三维模型导入中控模块，将目标三维模型进行切片处理，目标三维模型从下往上切割为依次排序的第一单片、第二单片、……、第N1单片；

S200：将单片置于平面坐标系P1中，第一单片的周缘轮廓线设为L，获取L上起始点o的颜色信息存储为c1，在L上沿单向进行一次遍历，并记录遍历路径长度l1，当L的颜色发生变化时，停止遍历并记录位置坐标信息M1，一次遍历记为路径L1，获取M1上的颜色信息存储为c2，从M1点开始与一次遍历同向沿L进行二次遍历，并记录遍历路径长度l2，当L的颜色发生变化时，停止遍历并记录位置坐标信息M2，二次遍历记为路径L2，以此类推，周缘轮廓线L分解为由路径L1、路径L2、……、路径Ln组成的数据组；

获取第一单片的最大外径长度记为L0，获取第一单片的最大外径宽度记为W0；

S300：拌色模块包括色筒组，色筒组包含辅料筒以及第一色筒、第二色筒、……和第n色筒，其中，辅料筒内的耗材原料用以支撑结构和内衬结构的打印作业，第一色筒内的耗材颜色与c1颜色对应相同，第二色筒内的耗材颜色与c2颜色对应相同，以此类推，第n色筒内的耗材颜色与cn颜色对应相同；

S400：挤出模块将耗材原料挤出成型为丝材，挤出模块的作业包括n次辅料挤出和m次色料挤出，一次辅料挤出过程中辅料筒的耗材原料添加至挤出模块，挤出模块挤出长度为2（L0+W0）+N2（L0+W0）的辅料，其中N2>2，且N2为正整数；

一次辅料挤出完成后，依次进行m次色料挤出，m≥2，且m为正整数，第一色筒的耗材原料添加至挤出模块，进行长度为l1颜色为c1的丝材挤出，第二色筒的耗材原料添加至挤出模块，进行长度为l2颜色为c2的丝材挤出，以此类推，一次闭环记为一次色料挤出，进行m次色料挤出后，再进行一次辅料挤出，直至完成第一单片的耗材挤出，然后以此类推完成第二单片，第三单片、……、第N1单片的耗材挤出作业。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，在切片作业过程中，包括如下步骤：

S110：包括从下往上的颜色校对，颜色校对通过后进行首次切片和二次切片，以颜色为界限在高度方向上对目标三维模型进行首次切片，将3D打印机的打印线径设为Φ1，根据Φ1进行二次切片，单片的厚度设为d，其中，d=nΦ1，n≥1，且n为正整数。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，

S110还包括如下步骤：

S120：颜色校对不通过后，对目标三维模型进行细化切片，细化切片中n=1，m=2。

4.根据权利要求3所述的一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，在S200中包括如下步骤：

S210：路径Ln遍历的过程中，当高度方向上存在两个颜色时，cn的取值为同色面积大于50%的部分。

5.根据权利要求3所述的一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，路径Ln遍历的过程中，当高度方向上存在多个颜色时，cn的取值为同色面积最大的部分。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，第一单片的终点Q处颜色与第二单片的起始点o处的颜色相同时，Mn的取值跳过o点。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，色筒组还包括有若干个色差过渡筒，色差过渡筒内的耗材原料取色介于cn和cn-1之间，cn的位置有多个颜色时标记为混色部，色差过渡筒用以混色部的挤出成型。

8.根据权利要求1所述的一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，色筒组还包括有色差补偿模块，色差补偿模块用以校对目标三维模型的外观颜色。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种3D打印用耗材拌色方法，其特征在于，丝材的挤出线径设为Φ2，其中Φ2=nΦ1，n≥1，且n为正整数。

10.一种3D打印用耗材拌色装置，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述的方法。