ES2849962T3 - Procedimiento de impresión tridimensional en color y equipo de impresión tridimensional - Google Patents

Procedimiento de impresión tridimensional en color y equipo de impresión tridimensional Download PDF

Info

Publication number
ES2849962T3
ES2849962T3 ES18154946T ES18154946T ES2849962T3 ES 2849962 T3 ES2849962 T3 ES 2849962T3 ES 18154946 T ES18154946 T ES 18154946T ES 18154946 T ES18154946 T ES 18154946T ES 2849962 T3 ES2849962 T3 ES 2849962T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
inkjet
img
layer
ink jet
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18154946T
Other languages
English (en)
Inventor
Kwan Ho
Yu-Ting Huang
Hsin-Ta Hsieh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kinpo Electronics Inc
XYZ Printing Inc
Original Assignee
Kinpo Electronics Inc
XYZ Printing Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kinpo Electronics Inc, XYZ Printing Inc filed Critical Kinpo Electronics Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2849962T3 publication Critical patent/ES2849962T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
    • G05B19/4099Surface or curve machining, making 3D objects, e.g. desktop manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/002Coloured

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

Un equipo de impresión tridimensional para la fabricación de un objeto 3D de acuerdo con un modelo 3D (M1, M2), que comprende un dispositivo de almacenamiento (110); un procesador (120) acoplado al dispositivo de almacenamiento (100) y configurado para realizar un procesamiento de corte en el modelo 3D (M1, M2) para obtener un archivo de ruta de impresión (F1) y una pluralidad de imágenes de inyección de tinta (img_1 ∼ img_v), en el que el archivo de ruta de impresión (F1) comprende una pluralidad de datos de control de capas (d_1∼d_u) correspondientes respectivamente a una pluralidad de objetos de capa (80a, 80c), y el procesador (120) se configura además para: determinar si una pluralidad de mallas poligonales (G1, G2) del modelo 3D (M1, M2) están en un plano horizontal; determinar si un vector normal (Ver) de una primera malla poligonal (G1, G2) entre la pluralidad de mallas poligonales (G1, G2) se orienta a una dirección axial positiva o una dirección axial negativa si la primera malla poligonal (G1, G2) está en el plano horizontal; y eliminar un bloque de inyección de tinta (C1, C2) correspondiente a la primera malla poligonal (G1, G2) de una segunda imagen de inyección de tinta (img_i) y agregar el bloque de inyección de tinta (C1, C2) en la primera imagen de inyección de tinta (img_ (i+1)) si el vector normal (Ver) de la primera malla poligonal (G1, G2) se orienta a la dirección axial negativa; y un dispositivo de impresión 3D (130) conectado al procesador (120), que comprende: un mecanismo de impresión (131) que comprende un cabezal de impresión (131a); un mecanismo de inyección de tinta (132) que comprende un cabezal de inyección de tinta (132a); y un controlador (133) acoplado al mecanismo de impresión (131) y al mecanismo de inyección de tinta (132) y configurado para: leer un dato de control de la primera capa (d_1 ∼d_u) entre la pluralidad de datos de control de capas (d_1 ∼d_u), en el que el dato de control de la primera capa (d_1∼d_u) comprende una pluralidad de puntos de posición de impresión registrados y una pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta registrados; controlar el movimiento del cabezal de impresión (131a) de acuerdo con los puntos de posición de impresión y controlar el cabezal de impresión (131a) para extruir un material de formación que establece un primer objeto de capa (80a, 80c) entre la pluralidad de objetos de capa (80a, 80c); leer una primera imagen de inyección de tinta (img_1∼img_v) entre la pluralidad de imágenes de inyección de tinta (img_1∼img_v); y controlar el movimiento del cabezal de inyección de tinta (132a) en un plano de acuerdo con la pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta y controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para pulverizar tinta (I1) sobre el primer objeto de capa (80a, 80c) de acuerdo con la primera imagen de inyección de tinta (img_1∼ img_v).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de impresión tridimensional en color y equipo de impresión tridimensional
Antecedentes
[Campo técnico]
La divulgación se refiere a un procedimiento de impresión y en particular se refiere a un procedimiento de impresión tridimensional en color y a un equipo de impresión tridimensional.
[Descripción de la técnica relacionada]
Con el progreso de la fabricación asistida por computadora (CAM), la industria manufacturera ha desarrollado una tecnología de impresión tridimensional capaz de fabricar rápidamente un concepto original de diseño. La tecnología de impresión 3D es en realidad un término general de una serie de tecnologías de creación rápida de prototipos (RP). Todos sus principios básicos se relacionan con la fabricación de laminado. Una máquina de creación rápida de prototipos forma una forma de sección transversal de una pieza de trabajo mediante escaneo en un plano X-Y, y desplaza intermitentemente en el grosor de una capa en una coordenada Z, y finalmente forma un objeto 3D. La tecnología de impresión 3D no limita una forma geométrica, e incluso, se fabrica una pieza más compleja, se muestra más protagonismo de la tecnología RP. Además, la mano de obra y el tiempo de procesamiento se pueden reducir considerablemente. Dentro del límite de tiempo mínimo, se puede realizar un modelo digital en 3D diseñado por un software de diseño asistido por computadora (CAD).
El documento EP 2985 134 A1 divulga un procedimiento y un dispositivo para colorear una pieza fabricada mediante el uso de un procedimiento de impresión 3D del tipo "Fabricación de filamentos fundidos" (FFF) o "Modelado por deposición fundida" (FDM), que utiliza tinta UV dispensada mediante procedimientos de impresión por inyección de tinta. En concreto, consiste en una actualización para las máquinas de impresión comunes 3D FFF que les permite imprimir piezas en color.
El documento WO2016003277 (A1) se refiere a un dispositivo para formar una pieza de trabajo por medio de extrusión 3D, que comprende una plataforma de trabajo que se extiende horizontalmente y que se mueve en una dirección vertical para la pieza de trabajo, un cabezal de extrusión que se puede desplazar con respecto a la plataforma de trabajo en una dirección horizontal por encima de la plataforma de trabajo, medios de alimentación para alimentar material para extrusión al cabezal de extrusión, y un miembro de control para controlar el desplazamiento de la plataforma de trabajo, el desplazamiento del cabezal de extrusión y el cabezal de extrusión. El dispositivo comprende un cabezal de inyección de tinta que se puede desplazar en dirección horizontal, conectado a un depósito de tinta y controlable por el miembro de control para dirigir la inyección de tinta hacia abajo, y el miembro de control se configura para controlar el cabezal de inyección de tinta, el desplazamiento del cabezal de inyección de tinta, y después de que se haya dispuesto una capa de material de extrusión, la aplicación de al menos una capa de tinta a la misma.
El documento WO2012/058278A2 divulga un procedimiento de fabricación y un aparato para producir objetos tridimensionales mediante el depósito de una primera capa de polímero, que imprime una primera capa de tinta sobre la primera capa de polímero, deposita una segunda capa de polímero sobre la primera capa de tinta e imprime una segunda capa de tinta sobre a la segunda capa de polímero. Las etapas de deposición e impresión pueden repetirse hasta que se forme un objeto tridimensional. Las tintas utilizadas para formar al menos una de la primera y segunda capas de tinta pueden incluir tintes o pigmentos de modo que el objeto tridimensional puede ser un objeto tridimensional coloreado.
Por ejemplo, la tecnología de modelado por deposición fundida (FDM) convierte un material de formación en un alambre y calienta y funde el material de formación para apilar el material capa por capa en una plataforma de formación de acuerdo con la forma/contorno deseado para formar un objeto 3D. Por lo tanto, en el procedimiento de impresión 3D FDM en color convencional, el exterior generalmente se colorea después de que se completa el objeto tridimensional, o el objeto tridimensional se fabrica mediante el uso de un material de formación coloreado. En el primer caso, sin embargo, la tinta de color solo se aplica a la superficie exterior del objeto tridimensional, que puede ser ligeramente inferior en propiedades de color y variabilidad. En el último caso, será necesario cambiar repetidamente a materiales de alambre de diferentes colores para lograr el efecto de múltiples colores, como resultado, la eficiencia de fabricación de un objeto tridimensional coloreado es baja. Por consiguiente, cómo mejorar la situación anterior es un tema que deben considerar las personas en la técnica relacionada.
Sumario
En este sentido, la divulgación proporciona un procedimiento de impresión tridimensional en color y un equipo de impresión tridimensional, capaces de mejorar la diversidad y la estética de la impresión 3D en color. La invención se define en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferentes se establecen en las reivindicaciones dependientes.
La divulgación proporciona un procedimiento de impresión tridimensional en color adaptado para fabricar un objeto 3D de acuerdo con un modelo 3D. El objeto 3D incluye una pluralidad de objetos de capa. El procedimiento incluye los pasos definidos por la reivindicación
Desde otro punto de vista, la divulgación proporciona un equipo de impresión tridimensional como se define en la reivindicación 1.
En base a lo anterior, el procedimiento de impresión tridimensional en color y el equipo de impresión tridimensional de la divulgación usan el cabezal de impresión para formar un objeto de capa en una plataforma y luego usan el cabezal de inyección de tinta para pulverizar tinta sobre el objeto de capa para formar una capa de tinta. De manera que, el objeto de capa de cada capa del objeto 3D coloreado tiene una apariencia coloreada de modo que se mejora la propiedad de color general. Además, las diferentes regiones de cada capa de tinta de color pueden tener diferentes colores para que se mejore la variabilidad del color.
Para hacer más comprensibles las características y ventajas antes mencionadas y otras de la divulgación, a continuación, se describen en detalle varias realizaciones acompañadas con dibujos.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista esquemática de un equipo de impresión tridimensional de acuerdo con una realización ejemplar de la divulgación.
La Figura 2 es una vista esquemática de un dispositivo de impresión 3D de acuerdo con una realización ejemplar de la divulgación.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de un procedimiento de impresión 3D en color de acuerdo con una realización ejemplar de la divulgación.
La Figura 4 es una vista esquemática de un procedimiento de impresión 3D en color de acuerdo con una realización ejemplar de la divulgación.
La Figura 5 es un diagrama de flujo para ajustar una posición de inyección de tinta en un plano horizontal de acuerdo con una realización ejemplar de la divulgación.
La Figura 6 es una vista esquemática del ajuste de una posición de inyección de tinta en un plano horizontal de acuerdo con una realización ejemplar de la divulgación.
Descripción de las realizaciones
Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones preferentes de la divulgación, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible, se utilizan los mismos números de referencia en los dibujos y la descripción para referirse a las mismas partes o a partes similares.
La Figura 1 es una vista esquemática de un equipo de impresión tridimensional de acuerdo con una realización ejemplar. Con referencia a la Figura 1, un equipo de impresión 3D 100 incluye un dispositivo de almacenamiento 110, un procesador 120 y un dispositivo de impresión 3D 130. El procesador 120 se acopla al dispositivo de almacenamiento 110 y al dispositivo de impresión 3D 130. En esta realización, el procesador 120 se configura para modelar un objeto 3D que establece un modelo 3D, en el que el modelo 3D se ajusta a un formato de archivo 3D tal como un formato de archivo poligonal (PLY) o un archivo OBJ. El modelo 3D en el formato de archivo 3D se compone de una pluralidad de mallas poligonales y cada una de las mallas poligonales tiene una pluralidad de vértices, en el que cada uno de estos vértices tiene una coordenada diferente. En esta realización, el procesador 120 se configura para realizar un procesamiento de corte en el modelo 3D en una imagen de modelo 3D para obtener información de corte. La información de corte incluye un archivo de ruta de impresión y una pluralidad de imágenes de inyección de tinta. De acuerdo con la información de corte, el procesador 120 controla el dispositivo de impresión 3D 130 para realizar una operación de impresión 3D de modo que el dispositivo de impresión 3D 130 fabrica una pluralidad de objetos de capa, capa por capa y colorea estos objetos de capa, capa por capa.
En esta realización, el dispositivo de almacenamiento 110 se configura para almacenar datos y ser una memoria intermedia, un medio de almacenamiento interno, un medio de almacenamiento externo, otros tipos de dispositivos de almacenamiento o una combinación de estos dispositivos. Por ejemplo, la memoria intermedia puede incluir una memoria de acceso aleatorio, una memoria de solo lectura u otros dispositivos similares. Por ejemplo, el medio de almacenamiento interno puede incluir una unidad de disco duro (HDD), un disco de estado sólido, un dispositivo de almacenamiento flash u otros dispositivos similares. Por ejemplo, el medio de almacenamiento externo puede incluir un disco duro externo, una unidad USB, una unidad en la nube u otros dispositivos similares. En esta realización, el dispositivo de almacenamiento 110 puede usarse para almacenar la imagen del modelo 3D, una pluralidad de imágenes de corte, un módulo de modelado de imágenes en 3D, un módulo de procesamiento de imágenes o un módulo de análisis de imágenes, etc., para realizar el procesamiento de la imagen de corte de cada una de las realizaciones ejemplares de la divulgación.
En esta realización, el procesador 120 se configura para ejecutar una pluralidad de módulos almacenados en el dispositivo de almacenamiento 110 para realizar el procesamiento y análisis de imágenes de cada una de las realizaciones ejemplares de la divulgación. El procesador 120 puede ser una unidad central de procesamiento (CPU), u otros microprocesadores programables de propósito general/específico, un procesador de señal digital (DSP), un controlador programable, circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), un dispositivo lógico programable (PLD), otro dispositivo de procesamiento similar o una combinación de estos dispositivos.
De acuerdo con la invención, el dispositivo de impresión 3D 130 incluye un controlador 133, un mecanismo de impresión 131 y un mecanismo de inyección de tinta 132. El procesador 120 proporciona, de acuerdo con la información de corte, una señal de control al controlador 133 del dispositivo de impresión 3D 130 para accionar el dispositivo de impresión 3D 130, el controlador 133 del dispositivo de impresión 3D 130 controla el mecanismo de impresión 131 y el mecanismo de inyección de tinta 132 para realizar la operación de impresión 3D y una operación de inyección de tinta. Por ejemplo, la operación de impresión 3D incluye la alimentación de un material de formación y el dispositivo de impresión 3D 130 puede realizar la operación de inyección de tinta sobre el material de formación curado. Además, las personas que tengan conocimientos ordinarios en la técnica comprenderán que el dispositivo de impresión tridimensional 130 también puede incluir otros componentes necesarios para realizar la impresión tridimensional junto con un cabezal de impresión (tal como una plataforma, una línea de alimentación, una línea de inyección de tinta, un mecanismo de enlace del cabezal de impresión y similares).
Además, la Figura 2 es una vista esquemática de un dispositivo de impresión 3D ilustrado de acuerdo con una realización ejemplar de la divulgación. Con referencia a la Figura 2, el dispositivo de impresión 3D 130 incluye una plataforma 134, un cabezal de impresión 131a, un cabezal de inyección de tinta 132a y el controlador 133. Aquí, se proporciona un sistema de coordenadas cartesianas en el dibujo para describir los componentes relevantes y su movimiento. La plataforma 134 incluye una superficie de soporte S1 para transportar un objeto 3D 80 en la impresión, y la plataforma 134 se proporciona debajo del cabezal de impresión 131a y el cabezal de inyección de tinta 132a.
En detalle, en esta realización, el cabezal de impresión 131a se dispone para moverse a lo largo de un plano XY y una dirección normal (dirección del eje Z) del plano XY. Un material de formación 20a se alimenta al cabezal de impresión 131a a través de una línea de alimentación para ser fundido térmicamente, y se extruye a través del cabezal de impresión 131a para ser moldeado capa por capa sobre la superficie de transporte S1 de la plataforma 134 de modo que una pluralidad de objetos de capa (la Figura 2 toma los objetos de capa 80a y 80c como ejemplos) se forman. En este sentido, los objetos de capa 80a y 80c formados capa por capa se apilan entre sí sobre la superficie de transporte S1 para formar un objeto 3D 80. Específicamente, el material de formación 20a puede estar compuesto por un material termofusible adaptado a un procedimiento de fabricación tal como una fabricación de filamentos fundidos (FFF) y un modelado fundido y por extrusión, que los ejemplos ejemplares no pretenden limitar.
En esta realización, el cabezal de inyección de tinta 132a rocía tinta I1 capa por capa sobre cada uno de los objetos de capa para formar una pluralidad de capas de tinta (la Figura 2 toma las capas de tinta 80b y 80d como ejemplos). La formación de las capas de tinta 80b y 80d sobre los objetos de capa 80a y 80c se refiere a superponer y cubrir las superficies superiores de los objetos de capa 80a y 80c con tinta I1 y teñir simultáneamente el interior de los objetos de capa 80a y 80c. Por tanto, el cabezal de inyección de tinta 132a incluye un cartucho de tinta 132b. El cartucho de tinta 132b se configura para contener la tinta I1. El cabezal de inyección de tinta 132a rocía la tinta I1 del cartucho de tinta 142 sobre los objetos de capa 80a y 80c según sea necesario para colorear los objetos de capa 80a y 80c. De ese modo, las capas de tinta 80b y 80d se forman sobre los objetos de capa 80a y 80c. Aunque la Figura 2 simplemente ilustra un cartucho de tinta 132b, los ejemplos ejemplarmente no pretenden limitar la cantidad del cartucho de la tinta y el color de la tinta. En una realización, el cabezal de inyección de tinta 132a es similar a un sistema de inyección de tinta de color para un dispositivo de impresión de color bidimensional capaz de pulverizar una pluralidad de tinta de color correspondiente a diferentes colores sobre los objetos de capa 80a y 80c de acuerdo con una relación de formación de color, para formar las capas de tinta 80b y 80d. Los colores de la tinta de color incluyen cian, magenta, amarillo y negro de acuerdo con los colores primarios de impresión, que no se limitan en la divulgación. Debe indicarse que en una realización, el material de formación 20a puede ser un material transmisible a la luz, por ejemplo, un material de ácido poliláctico transparente (PLA) o un material acrílico transparente. Dado que el material de formación 20a tiene transmitancia de luz, el rendimiento del color de cada capa de tinta puede verse como el rendimiento del color del objeto de capa correspondiente.
Con tal disposición, en esta realización, después de que el cabezal de impresión 131a imprime el objeto de capa 80a sobre la plataforma 134, el cabezal de inyección de tinta 132a puede pulverizar la capa de tinta 80b sobre la superficie superior del objeto de capa 80a para colorear el objeto de capa 80a. Entonces, después de que el cabezal de impresión 131a imprima otro objeto de capa 80c sobre la plataforma 134, el cabezal de inyección de tinta 132a puede pulverizar la capa de tinta 80d sobre la superficie superior del objeto de capa 80c para colorear el objeto de capa 80c. De tal manera que, los objetos de capa 80a y 80c se apilan secuencialmente a través de las capas de tinta 80b y 80d de modo que se forma un objeto de color 3d 80, en el que el rango de inyección de tinta y el patrón de cada capa de tinta se determinan por una pluralidad de imágenes de inyección de tinta en la información de corte.
El controlador 133 acoplado a la plataforma 134, el cabezal de impresión 131a y el cabezal de inyección de tinta 132a se utilizan para recibir la información de corte proporcionada por el procesador 120 y para controlar el funcionamiento general del dispositivo de impresión 3D 130 de acuerdo con la información de corte de modo que se imprima el objeto 3D 80. Por ejemplo, de acuerdo con un archivo de ruta de impresión, el controlador 133 controla una trayectoria de movimiento del cabezal de impresión 131a de acuerdo con el archivo de ruta de impresión, y el archivo de ruta de impresión es, por ejemplo, un archivo de código de control tal como un código G. El controlador 133 es, por ejemplo, un equipo que tiene una función informática tal como una CPU, un chipset, un microprocesador, un controlador integrado y similar, la divulgación no proporciona ninguna limitación al mismo.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de un procedimiento de impresión 3D en color de acuerdo con la invención. Este procedimiento se aplica al equipo de impresión 3D 100 de la Figura 1 y el dispositivo de impresión 3D 130 de la Figura 2. A continuación, se describen los pasos detallados del procedimiento de impresión 3D de esta realización con los componentes en el equipo de impresión 3D 100 y el dispositivo de impresión 3D 130.
Primero, en el paso S301, el procesador 120 realiza el procesamiento de corte en el modelo 3D para obtener el archivo de ruta de impresión y una pluralidad de imágenes de inyección de tinta, en el que el archivo de ruta de impresión incluye una pluralidad de datos de control de capas correspondientes a una pluralidad de objetos de capa respectivamente. El procesador 120, de acuerdo con un espesor de corte anticipado por el usuario, genera una pluralidad de planos de corte paralelos entre sí y realiza el procesamiento de corte en el modelo 3D a través de la pluralidad de planos de corte para obtener el archivo de ruta de impresión y la pluralidad de las imágenes de inyección de tinta. Cada uno de los datos de control de capas en el archivo de ruta de impresión corresponde respectivamente a un objeto de capa diferente de modo que el controlador 133 puede controlar el dispositivo de impresión 3D 130 de acuerdo con cada uno de los datos de control de capas para establecer cada uno de los objetos de capa, capa por capa. En esta realización, el archivo de ruta de impresión es un formato de archivo legible por el controlador 133. El controlador 133 puede, de acuerdo con el archivo de ruta de impresión, controlar la trayectoria de movimiento y la posición del cabezal de impresión 131a y el cabezal de inyección de tinta 132a. Además, cuando el procesador 120 realiza el procesamiento de corte en el modelo 3D coloreado, se generarán las imágenes de inyección de tinta correspondientes a la totalidad o una parte de los objetos de capa.
En el paso S302, el controlador 133 lee una primera capa que controla los datos en la capa que controla los datos, en el que la primera capa que controla los datos registra una pluralidad de puntos de posición de impresión y una pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta. El archivo de ruta de impresión es de código G, por ejemplo, que incluye segmentos de código de control correspondientes respectivamente a diferentes objetos de capa y los segmentos de código de control se denominan datos de control de capas. Los datos de control de la primera capa correspondientes a un objeto de la primera capa entre la pluralidad de datos de control de capa incluyen coordenadas de la pluralidad de puntos de posición de impresión y la pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta. Luego, en el paso S303, el controlador 133, de acuerdo con los puntos de posición de impresión, controla el movimiento del cabezal de impresión 131a para extruir el material de formación 20a para establecer el primer objeto de capa en los objetos de capa.
Luego, en el paso S304, el controlador 133 lee una primera imagen de inyección de tinta entre las imágenes de inyección de tinta. Además, de acuerdo con una instrucción en los datos de control de la primera capa del objeto de la primera capa, el controlador 133 lee la primera imagen de inyección de tinta correspondiente al objeto de la primera capa. En el paso S305, el controlador 133, de acuerdo con los puntos de posición de inyección de tinta, controla el movimiento del cabezal de inyección de tinta 132a en el plano XY y controla el cabezal de inyección de tinta 132a de acuerdo con la primera imagen de inyección de tinta para pulverizar la tinta I1 sobre el objeto de la primera capa. Sin embargo, aunque sólo el objeto de la primera capa se sirve como ejemplo de lo anterior, los expertos en la técnica de los ejemplos ejemplares pueden deducir las operaciones de los pasos S302 a S305 anteriores para cada objeto de capa.
La Figura 4 es una vista esquemática de un procedimiento de impresión 3D en color de acuerdo con la invención. Con referencia a la Figura 4, un modelo 3D M1 se realiza el procesamiento de corte para generar un archivo de ruta de impresión F1 y v imágenes de inyección de tinta img_1 a img v, en el que v es un número entero positivo. El archivo de ruta de impresión F1 incluye datos de control de capas u d_1 a d_u, en el que u es un número entero positivo. Las imágenes de inyección de tinta img_1 a img_v, respectivamente, se refieren a una de las diferentes capas que controlan los datos d_1 a d_u. Por ejemplo, la imagen de inyección de tinta img_1 se refiere a la capa que controla los datos d_1, y la imagen de inyección de tinta img_v se refiere a la capa que controla los datos d_u. Debe indicarse que cada uno de los datos de control de capas d_1 a d_u incluye información de posicionamiento del cabezal de inyección de tinta e información de posicionamiento del cabezal de impresión. La información de posicionamiento del cabezal de inyección de tinta incluye una pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta para controlar el movimiento del cabezal de inyección de tinta 132a. La información de posicionamiento del cabezal de impresión incluye una pluralidad de puntos de posición de impresión para controlar el movimiento del cabezal de impresión 131a.
La Figura 4 toma la primera imagen de inyección de tinta img_1 y la primera capa que controla los datos d_1 como ejemplo. Después de imprimir un objeto de capa de acuerdo con los puntos de posición de impresión en los datos de control de capas d_1, el controlador 133 lee las coordenadas de los puntos de posición de la inyección de tinta en los datos de control de la primera capa d_1. Los puntos de posición de la inyección de tinta registrados en los datos de control de la primera capa d_1 incluyen m puntos de partida de inyección de tinta S_1, S_2, S_3, ..., S_m y m puntos finales de inyección de tinta E_1, E_2, E_3, ..., E_m. Los puntos de partida de inyección de tinta S_1, S_2, S_3, ..., S_m uno a uno corresponden a la pluralidad de los puntos finales de inyección de tinta E_1, E_2, E_3, ..., E_m.
Además, los puntos de posición de inyección de tinta registrados en los datos de control de la primera capa d_1 también incluyen un punto de partida de rango de inyección de tinta y un punto final de rango de inyección de tinta que define un tamaño y una posición de un rango de inyección de tinta Z1. En este ejemplo, el punto de partida de inyección de tinta S_1 es el punto de partida del rango de la inyección de tinta, el punto final de la inyección de tinta E_m es el punto final del rango de la inyección de tinta, y el punto de partida de inyección de tinta y el punto final de inyección de tinta son vértices diagonales del rango de inyección de tinta Z1. La trayectoria de movimiento del cabezal de inyección de tinta 132a se determina de acuerdo con estos puntos de partida de inyección de tinta S_1, S_2, S_3, ..., S_my los puntos finales de inyección de tinta E_1, E_2, E_3, ..., E_m.
En base a lo anterior, el controlador 133 puede asociar el punto de partida del rango de inyección de tinta (es decir, el punto de partida de inyección de tinta S_1) con un píxel de punto de partida B_1 de la primera imagen de inyección de tinta img_1, y asociar el punto final del rango de inyección de tinta (es decir, el punto final de inyección de tinta E_m) con un píxel de punto final B_e de la primera imagen de inyección de tinta img_1 de modo que se determina un orden de inyección de tinta correspondiente a cada píxel de la primera imagen de inyección de tinta img_1. En detalle, la primera imagen de inyección de tinta img_1 se compone por una pluralidad de píxeles. Por ejemplo, los píxeles de la primera fila de la primera imagen de inyección de tinta img_1 incluyen n-ésimo píxeles B_1 a B_n. Cada uno de la pluralidad de píxeles B_1 a B_n tiene datos de color de píxel correspondientes. Después de que el controlador 133 asocia el punto de partida del rango de inyección de tinta con el píxel de punto de partida B_1 y asocia el punto final de inyección de tinta con el primer píxel de punto final de inyección de tinta B_e, se determina un orden de inyección de tinta de cada píxel de la primera imagen de inyección de tinta img_1. Tome los píxeles de la primera fila B_1 a B_n como ejemplo, los datos de color de píxeles de los píxeles de la primera fila B_1 a B_n se leen secuencialmente de izquierda a derecha y se imprimen en consecuencia.
Además, el controlador 133 puede controlar el cabezal de inyección de tinta 132a para que se mueva a lo largo de una trayectoria de inyección de tinta P_1 entre el punto de partida de inyección de inyección de tinta S_1 entre los puntos de partida de inyección de tinta S_1 a S_m y el punto final de inyección de tinta E_1 entre los puntos finales de inyección de tinta E_1 a E_m. Mientras tanto, el controlador 133 controla el cabezal de inyección de tinta 132a de acuerdo con los píxeles B_1 a B_n correspondientes a la primera trayectoria de inyección de tinta P_1 en la primera imagen de inyección de tinta img_1 para pulverizar la tinta sobre el objeto de capa. Entonces, el controlador 133 controla el cabezal de inyección de tinta 132a para que se mueva desde el primer punto final de inyección de tinta E_1 al punto de partida de inyección de tinta S_2 entre los puntos de partida de inyección de tinta S_1 a S_m, mientras tanto, el cabezal de inyección de tinta 132a deja de pulverizar tinta. Entonces, el controlador 133 controla el cabezal de inyección de tinta 132a para que se mueva a lo largo de una segunda trayectoria de inyección de tinta P_2 entre el punto de partida de inyección de tinta S_2 y el punto final de inyección de tinta E_2 entre los puntos finales de inyección de tinta E_1 a E_m. Mientras tanto, el controlador 133 controla el cabezal de inyección de tinta 132a de acuerdo con los píxeles correspondientes a la segunda trayectoria de inyección de tinta P_2 en la primera imagen de inyección de tinta img_1 para pulverizar la tinta sobre el objeto de capa. Repita las operaciones anteriores. Finalmente, el controlador 133 controla el cabezal de inyección de tinta 132a para que se mueva a lo largo de la segunda trayectoria de inyección de tinta P_m entre el punto de partida de inyección de tinta S_m y el punto final de inyección de tinta E_m. Mientras tanto, el controlador 133 controla el cabezal de inyección de tinta 132a de acuerdo con los píxeles de la última fila correspondientes a la segunda trayectoria de inyección de tinta P_m en la primera imagen de inyección de tinta img_1 para pulverizar la tinta sobre el objeto de capa. De tal manera que, el controlador 133 controla el cabezal de inyección de tinta 132a para que se mueva por fila y de acuerdo con los datos de color de píxel de cada píxel en la primera imagen de inyección de tinta img_1 determina si se debe pulverizar la tinta y el color de la tinta para que una capa de tinta de un patrón de inyección de tinta Pat_1 sea recubierto en el objeto de capa correspondiente.
Sin embargo, debe indicarse que, en el caso de que una superficie inferior (unida a una superficie de una plataforma, tal como la plataforma 134 en la Figura 2) o una superficie inferior suspendida del modelo de impresión 3D tenga apariencia de color, si la impresión y la inyección de tinta se realizan a la altura real en el modelo 3D, el dispositivo de impresión 3D pulverizará la tinta antes de imprimir el objeto de capa, lo que provoca que la tinta se esparza en el aire y manche el objeto de capa debajo, y el objeto 3D tenga falta color. Por consiguiente, la presente invención describe un procedimiento para ajustar la posición de inyección de tinta de la divulgación.
La Figura 5 es un diagrama de flujo de ajuste de una posición de inyección de tinta en un plano horizontal de acuerdo con la invención. El procedimiento de la realización se aplica al equipo de impresión 3D 100 de la Figura 1 y el dispositivo de impresión 3D 130 de la Figura 2. A continuación, se describen los pasos detallados del procedimiento de impresión 3D de la invención con los componentes en el equipo de impresión 3d 100 y el dispositivo de impresión 3D 130.
En el paso S501, el procesador 120 corta el modelo 3D mediante el uso de una pluralidad de planos de corte. En el paso S502, el procesador 120 obtiene el archivo de ruta de impresión y una pluralidad de imágenes de inyección de tinta. Debe indicarse que las imágenes de inyección de tinta incluyen la primera imagen de inyección de tinta correspondiente al objeto de la primera capa y la segunda imagen de inyección de tinta correspondiente al objeto de la segunda capa, y un orden de impresión del objeto de la primera capa es posterior a un orden de impresión del objeto de la segunda capa. En otras palabras, el objeto de la primera capa se apila sobre el objeto de la segunda capa. En el paso S503, el procesador 120 determina si una pluralidad de mallas poligonales del modelo 3D están en un plano horizontal. El modelo 3D se compone por la pluralidad de mallas poligonales, que pueden ser mallas triangulares, mallas cuadriláteras, otras mallas poligonales geométricas cóncavas u otras mallas poligonales geométricas convexas, y la divulgación no se limita a las mismas. Una malla poligonal incluye varios vértices, varios bordes y una cara. En esta realización, el procesador 120 determina si las caras de la pluralidad de mallas poligonales están en planos horizontales. Aquí, el plano horizontal de esta realización es paralelo al plano XY.
En una realización, los planos de corte para el procesamiento de corte del procesador 120 incluyen un primer plano de corte y un segundo plano de corte adyacentes entre sí. El procesador 120 determina si una pluralidad de vértices de una primera malla poligonal en las mallas poligonales se ubica en un espacio entre el primer plano de corte y el segundo plano de corte. Por ejemplo, la expresión matemática del primer plano de corte es Z=a, y la expresión matemática del segundo plano de corte es Z=b. El procesador 120 determina si las coordenadas del eje Z de tres vértices de una malla triangular están entre a y b para determinar si los tres vértices de la malla triangular están en el espacio entre el primer plano de corte y el segundo plano de corte. Cabe señalar que cuando los tres vértices de la malla triangular simplemente caen en el primer plano de corte o en el segundo plano de corte, se determina que los tres vértices de la malla triangular se ubican en el espacio entre el primer plano de corte y el segundo plano de corte. En una realización, si el espesor de una capa es h, cuando los tres vértices de la primera malla poligonal se encuentran en el espacio entre el primer plano de corte (la expresión matemática es Z=a-0,5h) y el segundo plano de corte (la expresión matemática es Z=a+0,5h), el procesador 120 determina que la primera malla poligonal pertenece a la capa a-ésima del objeto de capa y es un plano horizontal. Entonces, si cada uno de los vértices de la primera malla poligonal se ubica en el espacio entre el primer plano de corte y el segundo plano de corte, el procesador 120 determina que la primera malla poligonal es un plano horizontal. Si los vértices de la primera célula poligonal no todos se ubican en el espacio entre el primer plano de corte y el segundo plano de corte, el procesador 120 determina que la primera malla poligonal no es un plano horizontal.
Entonces, si el procesador 120 determina que la pluralidad de mallas poligonales no está en el plano horizontal (determinado como No en el paso S503), en el paso S504, el procesador 120 no ajusta una imagen de inyección de tinta primaria. En el paso S505, si la primera malla poligonal entre las mallas poligonales es el plano horizontal, el procesador 120 determina que un vector normal de la primera malla poligonal se orienta a una dirección axial positiva o una dirección axial negativa, y el vector normal de la primera malla poligonal es un vector normal de la cara, cuya dirección del vector apunta hacia afuera del modelo 3D. Dado que la definición del plano horizontal de esta realización es el plano XY, la dirección axial positiva es una dirección del eje Z positiva y la dirección axial negativa es una dirección del eje Z negativa. Al determinar si el vector normal de la primera malla poligonal se orienta a la dirección axial positiva o la dirección negativa, el procesador 120 puede saber que la primera malla poligonal que es el plano horizontal corresponde a una superficie superior de sellado o una superficie inferior de sellado del objeto 3D. La superficie inferior de sellado incluye una superficie inferior más baja y la superficie inferior suspendida del objeto 3D.
En el paso S506, si el vector normal de la primera malla poligonal se orienta a la dirección axial positiva, el procesador 120 retiene un bloque de inyección de tinta correspondiente a la primera malla poligonal en la segunda imagen de inyección de tinta correspondiente al segundo objeto de capa. En otras palabras, si el vector normal de la primera malla poligonal se orienta a la dirección axial positiva, representa que la primera malla poligonal corresponde a la superficie superior de sellado del objeto 3D. En este sentido, el procesador 120 no cambia el bloque de inyección de tinta correspondiente a la primera malla poligonal y retiene el bloque de inyección de tinta correspondiente a la primera malla poligonal en la segunda imagen de inyección de tinta correspondiente al segundo objeto de capa. En el paso S507, si el vector normal de la primera malla poligonal se orienta a la dirección axial negativa, el procesador 120 elimina el bloque de inyección de tinta correspondiente a la primera malla poligonal de la segunda imagen de inyección de tinta y añade un bloque de inyección de tinta en la primera imagen de inyección de tinta. En otras palabras, si el vector normal de la primera malla poligonal se orienta a la dirección axial negativa, representa que la primera malla poligonal corresponde a la superficie inferior de sellado del objeto 3D. En este sentido, el procesador 120 elimina el bloque de inyección de tinta correspondiente a la primera malla poligonal de la segunda imagen de inyección de tinta correspondiente originalmente al segundo objeto de capa y agrega el bloque de inyección de tinta correspondiente a la primera malla poligonal a la primera imagen de inyección de tinta correspondiente al objeto de capa anterior (es decir, el primer objeto de capa apilado en el segundo objeto de capa).
Por ejemplo, la Figura 6 es una vista esquemática del ajuste de una posición de inyección de tinta en un plano horizontal de acuerdo con una realización de la divulgación. Con referencia a la Figura 6, después de realizar el procesamiento de corte en un modelo 3D M2, el procesador 120 descubre que se proporcionan tres vértices V1, V2 y V3 de una malla triangular G1 entre dos planos de corte adyacentes. Por tanto, el procesador 120 determina que la malla triangular G1 es el plano horizontal. Cabe señalar que un orden de los vértices V1, V2 y V3 de la malla triangular G1 se define de antemano de acuerdo con el espacio interior y exterior del modelo 3D. Generalmente, el vector normal de la cara de cada malla triangular del modelo 3D se orienta al espacio eterno del modelo 3D. Por consiguiente, el procesador 120 puede obtener un vector d12 y un vector d13 y realizar un producto cruzado sobre el vector d12 y un vector d13 para obtener un vector normal Ver. Dado que el procesador 120 determina que el vector normal Ver se orienta hacia la dirección negativa del eje Z, el procesador 120 ajusta la posición de inyección de tinta del bloque de inyección de tinta de la malla triangular G1. De manera similar, el procesador 120 puede determinar de acuerdo con un procedimiento similar que la malla triangular G2 es un plano horizontal que tiene el vector normal hacia abajo y ajusta la posición de inyección de tinta del bloque de inyección de tinta de la malla triangular G2 como se describió anteriormente.
Como se muestra en la Figura 6, antes de que se ajuste la posición de inyección de tinta del bloque de inyección de tinta del plano horizontal, una imagen de inyección de tinta primaria img_i correspondiente a un objeto de capa L (i) de la i-ésima capa incluye un bloque de inyección de tinta C1 correspondiente a la malla triangular G1 y un bloque de inyección de tinta C2 correspondiente a la malla triangular G2. El bloque de inyección de tinta C1 correspondiente a la malla triangular G1 y el bloque de inyección de tinta C2 correspondiente a la malla triangular G2 no se incluyen en la imagen de inyección de tinta primaria img_ (i+1) correspondiente a un objeto de capa L (i+1) de la (i+1) -ésima capa. Después de ajustar la posición de inyección de tinta del bloque de inyección de tinta del plano horizontal de acuerdo con los pasos S503 a S507 mostrados en la Figura 5, el bloque de inyección de tinta C1 correspondiente a la malla triangular G1 y el bloque de inyección de tinta C2 correspondiente a la malla triangular G2 no se incluyen en una imagen de inyección de tinta img_i' correspondiente al objeto de capa L(i) de la i-ésima capa. El bloque de inyección de tinta C1 correspondiente a la malla triangular G1 y el bloque de inyección de tinta C2 correspondiente a la malla triangular G2 se incluyen en una imagen de inyección de tinta img_ (i+1)' correspondiente al objeto de capa L(i+1) de la (i+1)-ésima capa. Debe indicarse que el ejemplo mostrado por la Figura 6 ilustra el caso de que los píxeles en el bloque de inyección de tinta C1 y el bloque de inyección de tinta C2 reemplazan completamente los píxeles originales ubicados en la posición de píxel correspondiente en la imagen de inyección de tinta original img_(i+1) para generar la imagen de inyección de tinta img_ (i+1)' ilustrado por la Figura 6, pero la divulgación no se limita a los mismos. En otra realización, los píxeles en el bloque de inyección de tinta C1 y el bloque de inyección de tinta C2 pueden reemplazar parcialmente los píxeles originales ubicados en la posición de píxel correspondiente en la imagen de inyección de tinta original img_(i+1) para retener los píxeles parciales en la imagen de inyección de tinta original img_ (i+1) para generar una nueva imagen de inyección de tinta.
De modo que, durante el período en el que el dispositivo de impresión 3D 130 establece un objeto 3D coloreado Obj1 de acuerdo con el modelo 3D M2, el controlador 133 controla el cabezal de impresión 131a de acuerdo con los datos de control de capas para imprimir el objeto de capa L (i) y lee además la imagen de inyección de tinta img_i' correspondiente al objeto de capa L (i) entre la pluralidad de imágenes de inyección de tinta. De modo que, el controlador 133 controla el cabezal de inyección de tinta 132a de acuerdo con la imagen de inyección de tinta img_i' para pulverizar la tinta sobre el objeto de capa L (i). Brevemente, después de que el cabezal de impresión 131a imprime el objeto de capa L (i), el cabezal de inyección de tinta 132a pulveriza la tinta sobre el objeto de capa L (i) de acuerdo con la imagen de inyección de tinta img_i'. Luego, después de que el cabezal de impresión 131a imprime el objeto de capa L (i+1) apilado sobre el objeto de capa L (i), el cabezal de inyección de tinta 132a pulveriza la tinta sobre el objeto de capa L (i+1) de acuerdo con la imagen de inyección de tinta img_(i+1)'. La posición de inyección de tinta de los bloques de inyección de tinta C1 y C2 se elevará desde la parte inferior del objeto de capa L (i+1) hasta la parte superior del objeto de capa L (i+1). La capa de tinta ink_1 pulverizada por el cabezal de inyección de tinta 132a de acuerdo con cada uno de los píxeles de los bloques de inyección de tinta C1 y C2 se une al objeto de capa L (i+1) en lugar de pulverizar en el aire.
En resumen, el procedimiento de impresión 3D en color y el equipo de impresión 3D de la invención usan el cabezal de impresión para formar el objeto de capa en la etapa de formación y luego usan el cabezal de inyección de tinta para formar la capa de tinta sobre el objeto de capa para teñir directamente. En repetidas ocasiones, el objeto de capa y la capa de tinta se apilan secuencialmente entre sí para que se forme el objeto 3D coloreado. En este sentido, la estructura de cada capa del objeto 3D coloreado tiene una apariencia coloreada de modo que se mejora la propiedad de color general. Además, las diferentes regiones de cada capa de tinta de color pueden tener diferentes colores para mejorar la variabilidad del color. Además, el ajuste de la posición de inyección de tinta del bloque de inyección de tinta del plano horizontal puede evitar que el cabezal de inyección de tinta pulverice la tinta en el aire antes de que la superficie inferior de sellado establezca el objeto de capa para sujetar la tinta que cause una diferencia de nivel entre la propiedad de color del objeto 3D y el modelo 3D.
Descripción del símbolo
100:3D equipo de impresión 131 : mecanismo de impresión
110 : dispositivo de 132 : mecanismo de inyección almacenamiento de tinta
120 : procesador 20a : material de formación
130:3D dispositivo de impresión 80, Obj1: Objeto 3D
133 : controlador 131a: cabezal de impresión
132a: cabezal de inyección de 132b cartucho de tinta
tinta
I1: tinta 134 : plataforma
S1: superficie de carga 80a, 80c: objeto de capa
80b80d: capa de tinta M1 ,M2: Modelo 3D
F1: archivo de ruta de d_1~d_u: capa de control de datos
impresión
img_1~ img_v: imagen de inyección de S_1~S_m: punto de partida de tinta inyección de tinta E_1~E_m: punto final de inyección B 1~B n, pixel
de tinta B_e:
P_1~Pm: trayectoria de inyección Pat_1: patrón de inyección de de tinta tinta
G1, G2: malla triangular VI, V2, V3, vértice
V4:
d12, d13: vector Ver: vector normal bloque de inyección de ink_1 capa de tinta tinta
img_iimg_i', img_(i+1), imagen de inyección de
img_(i+1)': tinta
~S301, S305, paso
S501~S507:

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un equipo de impresión tridimensional para la fabricación de un objeto 3D de acuerdo con un modelo 3D (M1, M2), que comprende
un dispositivo de almacenamiento (110);
un procesador (120) acoplado al dispositivo de almacenamiento (100) y configurado para realizar un procesamiento de corte en el modelo 3D (M1, M2) para obtener un archivo de ruta de impresión (F1) y una pluralidad de imágenes de inyección de tinta (img_1 ~ img_v), en el que el archivo de ruta de impresión (F1) comprende una pluralidad de datos de control de capas (d_1~d_u) correspondientes respectivamente a una pluralidad de objetos de capa (80a, 80c),
y el procesador (120) se configura además para:
determinar si una pluralidad de mallas poligonales (G1, G2) del modelo 3D (M1, M2) están en un plano horizontal;
determinar si un vector normal (Ver) de una primera malla poligonal (G1, G2) entre la pluralidad de mallas poligonales (G1, G2) se orienta a una dirección axial positiva o una dirección axial negativa si la primera malla poligonal (G1, G2) está en el plano horizontal; y
eliminar un bloque de inyección de tinta (C1, C2) correspondiente a la primera malla poligonal (G1, G2) de una segunda imagen de inyección de tinta (img_i) y agregar el bloque de inyección de tinta (C1, C2) en la primera imagen de inyección de tinta (img_ (i+1)) si el vector normal (Ver) de la primera malla poligonal (G1, G2) se orienta a la dirección axial negativa; y
un dispositivo de impresión 3D (130) conectado al procesador (120), que comprende:
un mecanismo de impresión (131) que comprende un cabezal de impresión (131a);
un mecanismo de inyección de tinta (132) que comprende un cabezal de inyección de tinta (132a); y un controlador (133) acoplado al mecanismo de impresión (131) y al mecanismo de inyección de tinta (132) y configurado para:
leer un dato de control de la primera capa (d_1 ~d_u) entre la pluralidad de datos de control de capas (d_1 ~d_u), en el que el dato de control de la primera capa (d_1~d_u) comprende una pluralidad de puntos de posición de impresión registrados y una pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta registrados;
controlar el movimiento del cabezal de impresión (131a) de acuerdo con los puntos de posición de impresión y controlar el cabezal de impresión (131a) para extruir un material de formación que establece un primer objeto de capa (80a, 80c) entre la pluralidad de objetos de capa (80a, 80c); leer una primera imagen de inyección de tinta (img_1~img_v) entre la pluralidad de imágenes de inyección de tinta (img_1~img_v); y
controlar el movimiento del cabezal de inyección de tinta (132a) en un plano de acuerdo con la pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta y controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para pulverizar tinta (I1) sobre el primer objeto de capa (80a, 80c) de acuerdo con la primera imagen de inyección de tinta (img_1~ img_v).
2. El equipo de impresión tridimensional de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta comprende un punto de partida de rango de inyección de tinta y un punto final de rango de inyección de tinta, y el punto de partida de rango de inyección de tinta y el punto final de rango de inyección de tinta sirven como vértices diagonales de un rango de inyección de tinta (Z1),
en el que el controlador (133) se configura para asociar el punto de partida del rango de inyección de tinta entre la pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta con un píxel de punto de partida (B_1) de la primera imagen de inyección de tinta (img_1~img_v), y asociar el punto final del rango de inyección de tinta entre la pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta con un píxel de punto final (B_e) de la primera imagen de inyección de tinta (img_1~img_v) de modo que se determina una orden de inyección de tinta correspondiente a cada píxel (B_1~B_n, B_e) de la primera imagen de inyección de tinta (img_1~img_v).
3. El equipo de impresión tridimensional de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta comprende una pluralidad de puntos de partida de inyección de tinta (S_1 ~S_m) y una pluralidad de puntos finales de inyección de tinta (E_1~E_m), la pluralidad de puntos de partida de inyección de tinta (S_1~S_m) corresponden uno a uno a la pluralidad de puntos finales de inyección de tinta (E_1~E_m), el punto de partida del rango de inyección de tinta es uno de la pluralidad de puntos de partida de inyección de tinta (S_1~S_m) y el punto final del rango de inyección de tinta es uno de la pluralidad de puntos finales de inyección de tinta (E_1~E_m).
4. El equipo de impresión tridimensional de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el controlador se configura para controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para que se mueva a lo largo de una primera trayectoria de inyección de tinta (P_1 ~P_m) entre un primer punto de partida de inyección de tinta (S_1 ~S_m) entre la pluralidad de puntos de partida de inyección de tinta (S_1~S_m) y un primer punto final de inyección de tinta (E_1~E_m) entre la pluralidad de puntos finales de inyección de tinta (E_1~E_m) y, mientras tanto, controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para pulverizar la tinta (I1) en el primer objeto de capa (80a, 80c) de acuerdo con los píxeles correspondientes a la primera trayectoria de inyección de tinta (P_1~P_m) en la primera imagen de inyección de tinta (img_1~img_v),
en el que el controlador (133) se configura para controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para que se mueva desde el primer punto final de inyección de tinta (E_1~E_m) a un segundo punto de partida de inyección de tinta (S_1 ~S_m) entre la pluralidad de puntos de partida de inyección de tinta (S_1~S_m);
en el que el controlador (133) se configura además para controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para que se mueva a lo largo de una segunda trayectoria de inyección de tinta (P_1~P_m) entre el segundo punto de partida de la inyección de tinta (S_1~S_m) y un segundo punto final de inyección de tinta (E_1~E_m) entre la pluralidad de puntos finales de inyección de tinta (E_1~E_m) y, mientras tanto, controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para pulverizar la tinta (I1) sobre el objeto de la primera capa (80a, 80c) de acuerdo con los píxeles correspondientes a la segunda trayectoria de inyección de tinta (P_1~P_m) en la primera imagen de inyección de tinta (img_1~img_v).
5. El equipo de impresión tridimensional de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el procesador (120) se configura para usar una pluralidad de planos de corte para cortar el modelo 3D (M1, M2), la pluralidad de planos de corte comprende un primer plano de corte y un segundo plano de corte adyacentes entre sí, y la pluralidad de planos de corte son perpendiculares a la dirección axial positiva y la dirección axial negativa,
en el que el procesador (120) se configura para determinar si una pluralidad de vértices (V1, V2, V3, V4) de la primera malla poligonal (G1, G2) se encuentran en un espacio entre el primer plano de corte y el segundo plano de corte y para determinar que la primera malla poligonal (G1, G2) es el plano horizontal si cada uno de la pluralidad de vértices (V1, V2, V3, V4) de la primera malla poligonal (G1, G2) se encuentra en el espacio entre el primer plano de corte y el segundo plano de corte.
6. El equipo de impresión tridimensional de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el procesador (120) se configura para retener el bloque de inyección de tinta correspondiente a la primera malla poligonal en una segunda imagen de inyección de tinta si el vector normal de la primera malla poligonal se orienta a la dirección axial positiva.
7. El equipo de impresión tridimensional de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el controlador (133) se configura además para: controlar el cabezal de impresión (131a) de acuerdo con una segunda capa que controla los datos (d_1~d_u) para imprimir un segundo objeto de capa (80a, 80c) entre la pluralidad de objetos de capa (80a, 80c); leer una segunda imagen de inyección de tinta (img_i') entre la pluralidad de imágenes de inyección de tinta (img_1~img_v); y controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para pulverizar la tinta (I1) sobre el segundo objeto de capa (80a, 80c) de acuerdo con la segunda imagen de inyección de tinta (img_i'), en el que el primer objeto de capa (80a, 80c) se apila en el segundo objeto de capa (80a, 80c).
8. Un procedimiento de impresión tridimensional en color adaptado a un equipo de impresión tridimensional, comprendiendo el equipo de impresión tridimensional un cabezal de impresión (131a) y un cabezal de inyección de tinta (132a) y capaz de fabricar un objeto 3D de acuerdo con un modelo 3D (M1, M2), en el que el objeto 3D comprende una pluralidad de objetos de capa (80a, 80c) y el modelo 3D (M1, M2) comprende una pluralidad de mallas poligonales (G1, G2) para definir el objeto 3D, comprendiendo el procedimiento:
realizar (S301) un procesamiento de corte en el modelo 3D (M1, M2) para obtener un archivo de ruta de impresión (F1) y una pluralidad de imágenes de inyección de tinta (img_1~img_v); en el que la obtención de la pluralidad de imágenes de inyección de tinta (img_1~img_v) comprende:
determinar (S503) si la pluralidad de mallas poligonales (G1, G2) están en un plano horizontal, y,
si una primera malla poligonal (G1, G2) entre la pluralidad de mallas poligonales (G1, G2) es el plano horizontal, determinar (S505) si la primera malla poligonal (G1, G2) es una superficie inferior de sellado y,
si la primera malla poligonal (G1, G2) es la superficie inferior de sellado, eliminar (S507) un bloque de inyección de tinta (C1, C2) correspondiente a la primera malla poligonal (G1, G2) de una segunda imagen de inyección de tinta (img_i) correspondiente a la primera malla poligonal (Gl, G2) después del procesamiento de corte y adición del bloque de inyección de tinta (C1, C2) en una primera imagen de inyección de tinta (img_ (i 1)); controlar (S303) el movimiento del cabezal de impresión (131a) de acuerdo con el archivo de ruta de impresión (F1) y controlar el cabezal de impresión (131a) para extruir un material de formación para establecer un primer objeto de capa (80a, 80c) entre la pluralidad de objetos de capa (80a, 80c); y
controlar (S305) el movimiento del cabezal de inyección de tinta (132a) de acuerdo con el archivo de ruta de impresión (F1) y controlar el cabezal de inyección de tinta (132a) para pulverizar tinta (I1) sobre el primer objeto de capa (80a, 80c) de acuerdo con la primera imagen inyección de tinta (img_1~img_v) entre la pluralidad de imágenes de inyección de tinta (img_1~img_v).
9. El procedimiento de impresión tridimensional en color de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el archivo de ruta de impresión (F1) comprende una pluralidad de datos de control de capas (d_1 ~d_u) correspondiente respectivamente a la pluralidad de objetos de capa (80a, 80c), y cada uno de los datos de control de capas (d_1 ~d_u) comprende una pluralidad de puntos de posición de impresión para controlar el cabezal de impresión (131a) y una pluralidad de puntos de posición de inyección de tinta para controlar el cabezal de inyección de tinta (132a).
10. El procedimiento de impresión tridimensional en color de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el paso de determinar si la primera malla poligonal (G1, G2) es la superficie inferior de sellado comprende: determinar (S505) de acuerdo con un vector normal (Ver) de la primera malla poligonal (G1, G2).
11. El procedimiento de impresión tridimensional en color de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el cabezal de inyección de tinta (132a) pulveriza la tinta (I1) sobre un segundo objeto de capa (80a, 80c) de acuerdo con la segunda imagen de inyección de tinta (img_i'), y el segundo objeto de capa (80a, 80c) se apila debajo del objeto de la primera capa (80a, 80c).
ES18154946T 2017-04-28 2018-02-02 Procedimiento de impresión tridimensional en color y equipo de impresión tridimensional Active ES2849962T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106114349A TWI674978B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 彩色立體列印方法與立體列印設備

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2849962T3 true ES2849962T3 (es) 2021-08-24

Family

ID=61157115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18154946T Active ES2849962T3 (es) 2017-04-28 2018-02-02 Procedimiento de impresión tridimensional en color y equipo de impresión tridimensional

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180311902A1 (es)
EP (1) EP3395539B1 (es)
JP (1) JP6859288B2 (es)
KR (1) KR102023037B1 (es)
CN (1) CN108790146B (es)
ES (1) ES2849962T3 (es)
TW (1) TWI674978B (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106273441B (zh) * 2015-05-22 2018-09-14 三纬国际立体列印科技股份有限公司 打印温度的控制方法及其装置
US11126160B1 (en) * 2018-04-29 2021-09-21 Dustin Kyle Nolen Method for producing a scaled-up solid model of microscopic features of a surface
US10769851B1 (en) * 2018-04-29 2020-09-08 Dustin Kyle Nolen Method for producing a scaled-up solid model of microscopic features of a surface
CN110126274A (zh) * 2019-05-29 2019-08-16 吴振行 一种多彩喷墨3d打印方法
CN110126275A (zh) * 2019-05-29 2019-08-16 吴振行 一种多彩3d打印方法
CN112743040B (zh) * 2019-10-29 2023-09-08 共享智能装备有限公司 3d打印方法、打印机及储存介质
KR102288177B1 (ko) * 2019-11-29 2021-08-10 한국전자기술연구원 샌드 바인더 젯팅 방식 바인더 사용량 감소를 위한 슬라이싱 2d 데이터 기반 패턴 적용 방법
JP2023056212A (ja) * 2021-10-07 2023-04-19 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置、補正方法および補正プログラム
CN115195127B (zh) * 2022-06-06 2024-01-05 深圳市纵维立方科技有限公司 彩色3d打印设备及其控制方法、系统、可读存储介质
KR20240025737A (ko) * 2022-08-19 2024-02-27 한국전자기술연구원 열 쏠림 현상 최소화를 위한 공구 경로 패턴 면적에 따른 공구 경로 생성 방법
CN116175976B (zh) * 2023-04-25 2023-07-18 冀凯河北机电科技有限公司 3d打印数据处理方法、系统、电子设备及存储介质

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012058278A2 (en) * 2010-10-27 2012-05-03 Eugene Giller Process and apparatus for fabrication of three-dimensional objects
PL407996A1 (pl) * 2014-04-24 2015-10-26 Tomasz Płuciennik Sposób drukowania przestrzennego obiektu 3D i urządzenie do drukowania przestrzennego obiektu 3D
CN103963303B (zh) * 2014-04-30 2016-05-25 杭州先临三维科技股份有限公司 一种3d打印方法及其系统
NL2013096B1 (nl) * 2014-06-30 2016-07-11 Leapfrog B V Inrichting en werkwijze voor het door middel van 3D-extrusie vormen van een gekleurd werkstuk.
EP2985134A1 (en) * 2014-08-16 2016-02-17 BEEVC - Electronic Systems Lda. Process and apparatus to colour a part manufactured by 3d printing
CN104191616A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 马驰 一种喷墨3d打印设备及打印方法
US20160101617A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 Charles J. Kulas Fused deposition modeling including color applied to a deposited bead
CN104626593B (zh) * 2015-03-13 2017-01-25 江俊逢 3d打印的cnc系统与打印文件的生成方法、打印方法
JP6558751B2 (ja) * 2015-03-26 2019-08-14 学校法人慶應義塾 立体物製造装置、立体物製造方法及びプログラム
JP6514013B2 (ja) * 2015-04-13 2019-05-15 ローランドディー.ジー.株式会社 スライスモデル生成装置および3次元造形システム
CN105710370B (zh) * 2016-03-03 2018-04-20 西安铂力特增材技术股份有限公司 一种用于逐层制造三维物体的扫描方法
CN105710368B (zh) * 2016-03-03 2018-11-23 西安铂力特增材技术股份有限公司 用于逐层制造三维物体的扫描路径规划方法及扫描方法
CN106393662B (zh) * 2016-11-30 2019-11-26 深圳市七号科技有限公司 一种全彩色3d打印的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108790146A (zh) 2018-11-13
CN108790146B (zh) 2020-08-25
JP6859288B2 (ja) 2021-04-14
TWI674978B (zh) 2019-10-21
US20180311902A1 (en) 2018-11-01
KR102023037B1 (ko) 2019-09-19
JP2018187923A (ja) 2018-11-29
EP3395539A1 (en) 2018-10-31
EP3395539B1 (en) 2020-11-04
TW201838831A (zh) 2018-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2849962T3 (es) Procedimiento de impresión tridimensional en color y equipo de impresión tridimensional
US10429820B2 (en) Sliced model generating apparatus and three-dimensional printing system
US10710376B2 (en) Inkjet position adjustment method and three-dimensional printing equipment
US11214009B2 (en) Shaping system, shaping method, and shaped object
JP5116289B2 (ja) 凹凸を有する印刷表面への印刷方法および印刷装置
CN108688145A (zh) 彩色立体打印方法与立体打印设备
JP2018176710A (ja) カラー3d物体の着色輪郭セットバック方法
TWI668124B (zh) 立體列印上色方法與立體列印系統
JP2021017047A (ja) カラー3d物体の水平面スライス法
US10611142B2 (en) Inkjet width adjustment method and three-dimensional printing equipment
JP7474946B2 (ja) 印刷装置
US10101728B2 (en) Three-dimensional printing system and method of printing a three-dimensional object
JP2008105435A (ja) 三次元レリーフの作成方法および装置
TWI716703B (zh) 噴墨位置調整方法以及立體列印設備
EP3737548A1 (en) Full color gamut, high resolution three-dimensional object
TWI716633B (zh) 彩色3d物件的著色區域內縮方法
TW202005784A (zh) 噴墨寬度調整方法以及立體列印設備
TW201912380A (zh) 具有保護層的彩色3d實體模型的切層與列印方法
JP2021088108A (ja) 印刷装置
JP2016204905A (ja) 出隅部材
JP2009157744A (ja) 文字類作成方法とその方法で作成された文字類とその文字類の作成に使用される文字類作成用紙