ES2899960T3 - Fabricación de objetos tridimensionales - Google Patents

Fabricación de objetos tridimensionales Download PDF

Info

Publication number
ES2899960T3
ES2899960T3 ES14900910T ES14900910T ES2899960T3 ES 2899960 T3 ES2899960 T3 ES 2899960T3 ES 14900910 T ES14900910 T ES 14900910T ES 14900910 T ES14900910 T ES 14900910T ES 2899960 T3 ES2899960 T3 ES 2899960T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
model
print
layer
support region
code
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
ES14900910T
Other languages
English (en)
Inventor
Emmett Lalish
Yulin Jin
Kristofer Iverson
Gheorghe Marius Gheorghescu
Xin Tong
Yang Liu
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.)
Microsoft Technology Licensing LLC
Original Assignee
Microsoft Technology Licensing LLC
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 Microsoft Technology Licensing LLC filed Critical Microsoft Technology Licensing LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2899960T3 publication Critical patent/ES2899960T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B29C64/40Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
    • 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
    • B33Y50/00Data 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
    • 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
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/35Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/351343-D cad-cam
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49007Making, forming 3-D object, model, surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Software Systems (AREA)

Abstract

Un sistema para fabricar un objeto tridimensional, 3D, que comprende: un procesador; una memoria de sistema que comprende un código para dirigir al procesador a: obtener un modelo 3D del objeto 3D; calcular, para una pluralidad de orientaciones del modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión; identificar una orientación de entre la pluralidad de orientaciones del modelo 3D como la orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte; orientar el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada; imprimir el objeto 3D; procesar el modelo 3D y su región de soporte en capas; aumentar una altura de impresión y un tiempo de retardo de impresión para una capa del modelo 3D impreso directamente adyacente a una región de soporte, donde la altura de impresión aumenta entre 2 o 3 veces la altura de la capa original, lo que implica imprimir directamente en la capa inferior del objeto.

Description

DESCRIPCIÓN
Fabricación de objetos tridimensionales
Antecedentes
Los objetos tridimensionales (3D) se pueden fabricar de diversas maneras, incluyendo procesos de impresión y fabricación aditiva, tal como el modelado por deposición fundida. Una impresora 3D, por ejemplo, puede crear diversos objetos 3D en base a una representación digital del objeto, denominado modelo 3D en el presente documento. El modelo 3D se puede generar utilizando un sistema de diseño asistido por ordenador (CAD) o un escáner 3D, por ejemplo. La calidad de la salida de las impresoras 3D de consumo depende en gran medida de la calidad del equipo lógico informático (software) que prepara el contenido 3D para la impresora. Las impresoras 3D suelen emplear un proceso conocido como deposición de filamentos fundidos para extruir plástico térmico a través de una boquilla caliente. El software que acciona estas impresoras a menudo se denomina "cortadora", porque descompone un modelo 3D en capas 2D de información de trayectoria de la herramienta específica del dispositivo de impresión. Hay una cantidad relativamente pequeña de cortadoras 3D disponibles para consumidores. Las cortadoras que están disponibles generalmente no proporcionan una calidad suficiente de impresión.
Los documentos "A review of process planning techniques in layered manufacturing", XP055160953 y US 2014/175706 A1, representan la técnica anterior relevante en el campo.
Sumario
A continuación se presenta un sumario simplificado de la innovación con el fin de proporcionar una comprensión básica de algunos aspectos descritos en el presente documento. Este sumario no es una vista general extensiva del asunto reivindicado. No está dirigido a identificar elementos clave del asunto reivindicado ni a delinear el alcance del asunto reivindicado. Su único propósito es presentar algunos conceptos del asunto reivindicado de una forma simplificada, como preludio a la descripción más detallada que se presenta más adelante.
Una implantación proporciona un sistema para fabricar un objeto tridimensional (3D) de acuerdo con la reivindicación 1 independiente adjunta. El sistema incluye un procesador y una memoria de sistema que comprende código para dirigir el procesador. Cuando se ejecuta, este código puede hacer que el procesador obtenga un modelo 3D del objeto 3D. Este código también puede hacer que el procesador calcule, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizado para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Este código también puede hacer que el procesador identifique uno de los números de las orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Además, el código puede hacer que el procesador oriente el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada e imprima el objeto 3D.
Otra implantación proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 2 independiente adjunta para fabricar un objeto tridimensional (3D). El método puede incluir obtener un modelo 3D del objeto 3D. El método también puede incluir calcular, para varias orientaciones del modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizado para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Adicionalmente, el método puede incluir identificar una orientación de entre la pluralidad de orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. El método puede también incluir el orientar el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada e imprimir el objeto 3D.
Otra implantación proporciona uno o más medios de almacenamiento legibles por ordenador de acuerdo con la reivindicación 3 independiente adjunta para almacenar instrucciones legibles por ordenador que, cuando son ejecutadas por uno o más dispositivos de procesamiento, instruyen la fabricación de un objeto 3D. El medio legible por ordenador incluye instrucciones para obtener un modelo 3D del objeto 3D. El medio legible por ordenador también incluye instrucciones para calcular, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte que soporta porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. El medio legible por ordenador incluye instrucciones para identificar una de las orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Adicionalmente, el medio legible por ordenador incluye instrucciones para orientar el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada e imprimir el objeto 3D.
La siguiente descripción y los dibujos anexos exponen en detalle ciertos aspectos ilustrativos del asunto reivindicado. Sin embargo, estos aspectos son indicativos de algunas de las diversas maneras en que pueden emplearse los principios de la innovación, y se pretende que el asunto reivindicado incluya todos esos aspectos y sus equivalentes. Otras ventajas y características novedosas del asunto reivindicado resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la innovación cuando se considere junto con los dibujos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques de un entorno operativo de ejemplo configurado para implantar diversos aspectos de las técnicas descritas en el presente documento;
la figura 2 es un diagrama de bloques de un fabricante de ejemplo para fabricar un objeto 3D a partir de un modelo 3D;
la figura 3 muestra un diagrama de flujo de proceso de un método para fabricar un objeto 3D;
las figuras 4a-b son una ilustración de una técnica para mejorar la orientación de los modelos 3D para reducir el volumen de una región de material de soporte;
las figuras 5a-b muestran diagramas en corte transversal que ilustran una técnica para reducir la cantidad de relleno utilizado para proporcionar soporte interno al imprimir;
las figuras 6a-b muestran una técnica para mejorar el patrón de relleno para objetos sólidos con trayectorias de impresión casi paralelas;
la figura 7 es una ilustración de una trayectoria de medio borde de relleno sólido en una porción seleccionada de un modelo 3D;
las figuras 8a-b muestran un diagrama en el que se genera un patrón de relleno disperso en zigzag y se conecta con el relleno sólido;
las figuras 9a-c muestran diagramas contrastantes de capas vistas desde arriba para ilustrar una cubierta interna cerrada y abierta de un objeto 3D;
la figura 10 es un diagrama que muestra una técnica para elegir un punto de inicio de impresión para mejorar la calidad de la superficie; y
las figuras 11a-c muestran una posible progresión de fase que permite separar fácilmente el material de soporte de un objeto 3D impreso.
Descripción detallada
El software de corte se puede mejorar con nuevos algoritmos diseñados específicamente para corregir problemas que reducen la calidad de salida independientemente de las características físicas específicas del dispositivo de impresión. Esta divulgación describe técnicas para mejorar la calidad de impresión 3D, incluida la generación de soporte, el relleno y la optimización de los puntos de inicio. En algunos ejemplos, las técnicas descritas en el presente documento mejoran la calidad de impresión de la técnica de fabricación de filamentos fundidos (FFM). Las presentes técnicas proporcionan la capacidad de mejorar la orientación de los modelos 3D con el fin de reducir el material de soporte, la capacidad de separar el material de soporte de los modelos 3D fácilmente, y la capacidad de generar soporte interno al imprimir sin relleno. Las presentes técnicas también proporcionan la capacidad de mejorar el patrón de relleno para objetos sólidos, de generar un patrón de relleno disperso en zigzag, que se conecta con el relleno sólido, y de abrir la cubierta interna para un relleno sólido. Las presentes técnicas también proporcionan la capacidad de mejorar la posición del punto de inicio de la impresión para mejorar la calidad de la superficie. Estas técnicas se describen con más detalle a continuación.
Como cuestión preliminar, algunas de las figuras describen conceptos en el contexto de uno o más componentes estructurales, con referencias variadas, como funcionalidad, módulos, características, elementos o similares. Los diversos componentes mostrados en las figuras se pueden implantar de cualquier manera, tal como con equipo lógico informático (software), con equipo físico informático (hardware), con soporte lógico inalterable (firmware) o con combinaciones de los mismos. En algunos casos, diversos componentes que se muestran en las figuras pueden reflejar el uso de los componentes correspondientes en una implantación real. En otros casos, cualquier componente individual ilustrado en las figuras puede implantarse mediante varios componentes reales. La descripción de cualesquiera dos o más componentes separados en las figuras puede reflejar diferentes funciones realizadas por un componente individual real. La figura 1, que se analiza a continuación, proporciona detalles con respecto a un sistema que puede usarse para implantar las funciones mostradas en las figuras.
Otras figuras describen los conceptos en forma de diagrama de flujo. De esta forma, ciertas funciones se describen como constituyendo bloques distintos realizados en un cierto orden. Tales implantaciones son ejemplares y no limitantes. Ciertos bloques descritos en el presente documento se pueden agrupar y realizar en una única función, ciertos bloques se pueden dividir en múltiples bloques de componentes, y ciertos bloques se pueden realizar en un orden que difiera del que se ilustra en el presente documento, incluyendo en una manera paralela de realizar los bloques. Los bloques que se muestran en los diagramas de flujo se pueden implantar mediante software, hardware, firmware, procesamiento manual, o similares. Como se usa en el presente documento, el hardware puede incluir sistemas informáticos, componentes lógicos discretos, tales como circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC), o similares.
En cuanto a la terminología, la frase "configurado para" abarca cualquier manera en la que se pueda construir cualquier tipo de funcionalidad para realizar una función identificada. La funcionalidad se puede configurar para realizar una función utilizando, por ejemplo, software, hardware, firmware, o similares. El término "lógica" abarca cualquier funcionalidad para realizar una tarea. Por ejemplo, cada función ilustrada en los diagramas de flujo corresponde a la lógica para realizar esa función. Se puede realizar una función utilizando software, hardware, firmware o similares. Los términos "componente", "sistema" y similares pueden referirse a entidades relacionadas con ordenador, a hardware, y a software en ejecución, a firmware, o una combinación de los mismos. Un componente puede ser un proceso que se ejecuta en un procesador, un objeto, un ejecutable, un programa, una función, una subrutina, un ordenador o una combinación de software y hardware. El término "procesador" puede referirse a un componente de hardware, tal como a una unidad de procesamiento de un sistema informático.
Además, la materia reivindicada puede implantarse como un método, aparato o artículo de fabricación utilizando técnicas estándar de programación e ingeniería para producir software, firmware, hardware o cualquier combinación de los mismos para controlar un dispositivo informáti
"artículo de fabricación", como se usa en el presente documento, pretende abarcar un programa informático accesible desde cualquier dispositivo o medio de almacenamiento legible por ordenador. Los medios de almacenamiento legibles por ordenador pueden incluir, sin limitarse a, dispositivos de almacenamiento magnético, por ejemplo, disco duro, disquete, tiras magnéticas, disco óptico, disco compacto (CD), disco versátil digital (DVD), tarjetas inteligentes, o dispositivos de memoria flash, entre otros. Por el contrario, los medios legibles por ordenador, es decir, no los medios de almacenamiento, pueden incluir medios de comunicación tales como medios de transmisión para señales inalámbricas y similares.
La figura 1 está destinada a proporcionar una breve descripción general de un entorno informático en el que se pueden implantar las diversas técnicas descritas en el presente documento. Por ejemplo, se pueden implantar un método y un sistema, para generar un modelo 3D que se utilizará para fabricar objetos 3D, en tal entorno informático. Si bien el asunto reivindicado se ha descrito anteriormente en el contexto general de instrucciones ejecutables por ordenador de un programa informático que se ejecuta en un ordenador local o en un ordenador remoto, el asunto reivindicado puede también implantarse en combinación con otros módulos de programa. Generalmente, los módulos de programa incluyen rutinas, programas, componentes, estructuras de datos o similares, que realizan tareas particulares o implantan tipos de datos abstractos particulares.
La figura 1 es un diagrama de bloques de un entorno operativo de ejemplo configurado para implantar diversos aspectos de las técnicas descritas en el presente documento. El entorno operativo 100 de ejemplo incluye un ordenador 102. El ordenador 102 incluye una unidad 104 de procesamiento, una memoria 106 de sistema y un bus 108 de sistema.
El bus 108 de sistema acopla componentes del sistema que incluyen, pero no se limitan a, la memoria 106 de sistema para la unidad 104 de procesamiento. La unidad 104 de procesamiento puede ser cualquiera de los diversos procesadores disponibles. También pueden emplearse microprocesadores duales y otras arquitecturas de multiprocesador como unidad 104 de procesamiento.
El bus 108 de sistema puede ser cualquiera de varios tipos de estructura de bus, incluido el bus de memoria o el controlador de memoria, un bus periférico o un bus externo, y un bus local que use cualquier variedad de las arquitecturas disponibles de bus conocidas por el experto en la técnica. La memoria 106 de sistema incluye un medio de almacenamiento legible por ordenador que incluye la memoria volátil 110 y la memoria no volátil 112. El sistema básico de entrada/salida (BIOS), que contiene las rutinas básicas para transferir información entre elementos dentro del ordenador 102, tales como durante el inicio, se almacena en la memoria no volátil 112. A modo de ilustración, y no de limitación, La memoria no volátil 112 puede incluir memoria de sólo lectura (ROM), ROM programable (PROM), ROM programable eléctricamente (EPROM), ROM programable eléctricamente borrable (EEPROM) o memoria flash.
La memoria volátil 110 incluye una memoria de acceso aleatorio (RAM), que actúa como memoria caché externa. A modo de ilustración y no de limitación, la RAM está disponible en muchas formas, como RAM estática (SRAM), RAM dinámica (DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDrAm de doble velocidad de datos (DDR SDRAM), SDRAM perfeccionada (eSd RAM), DRAM SynchLink™ (SLDRAM), RAM directa Rambus® (RDRa M), RAM directa dinámica Rambus® (Dr DrAM) y Ra M dinámica Rambus® (RDRa M).
El ordenador 102 también incluye otros medios legibles por ordenador, tales como medios de almacenamiento informáticos extraíbles/no extraíbles, volátiles/no volátiles. La figura 1 muestra, por ejemplo, un almacenamiento 114 en disco. El almacenamiento 114 en disco incluye, sin limitarse a, dispositivos como una unidad de disco magnético, una unidad de disquete, una unidad de cinta, una unidad Jaz, una unidad Zip, una unidad LS-210, una tarjeta de memoria flash, o una memoria extraíble.
Además, el almacenamiento 114 en disco puede incluir medios de almacenamiento por separado o en combinación con otros medios de almacenamiento que incluyen, sin limitarse a, una unidad de disco óptico tal como un dispositivo ROM de disco compacto (CD-ROM), una unidad de CD grabable (unidad de CD-R), una unidad de CD regrabable (unidad de CD-RW) o una unidad ROM de disco versátil digital (DVD-ROM). Para facilitar la conexión de los dispositivos 114 de almacenamiento en disco al bus 108 de sistema, se usa típicamente una interfaz extraíble o no extraíble, tal como la interfaz 116.
Obsérvese que la figura 1 describe software que actúa como intermediario entre los usuarios y los recursos informáticos básicos descritos en el entorno operativo adecuado 100. Tal software incluye un sistema operativo 118. El sistema operativo 118, que puede almacenarse en el almacenamiento 114 en disco, actúa para controlar y asignar recursos del ordenador 102.
Las aplicaciones 120 de sistema aprovechan la gestión de recursos por el sistema operativo 118 a través de los módulos 122 de programa y de los datos 124 de programa almacenados o bien en la memoria 106 de sistema o bien en el almacenamiento 114 en disco. Se observará que el asunto reivindicado se puede implantar con diversos sistemas operativos o con combinaciones de sistemas operativos.
Un usuario introduce órdenes o información en el ordenador 102 a través de los dispositivos 126 de entrada. Los dispositivos 126 de entrada incluyen, pero no se limitan a, un dispositivo señalador, tal como un ratón, una rueda de desplazamiento, un lápiz óptico y similares, un teclado, un micrófono, una palanca de mando, una antena parabólica, un escáner, una tarjeta sintonizadora de TV, una cámara digital, una cámara de video digital, una cámara web y similares. Los dispositivos 126 de entrada se conectan a la unidad 104 de procesamiento a través del bus 108 de sistema mediante puertos 128 de interfaz. Los puertos 128 de interfaz incluyen, por ejemplo, un puerto en serie, un puerto paralelo, un puerto de juego y un bus en serie universal (USB).
Los dispositivos 130 de salida usan algunos puertos del mismo tipo de puertos que usan los dispositivos 126 de entrada. Así, por ejemplo, se puede usar un puerto USB para proporcionar entrada al ordenador 102 y para emitir información desde el ordenador 102 a un dispositivo 130 de salida.
El adaptador 132 de salida se proporciona para ilustrar que hay algunos dispositivos 130 de salida como monitores, altavoces e impresoras, entre otros dispositivos 130 de salida, a los que se puede acceder mediante adaptadores. Los adaptadores 132 de salida incluyen, a modo de ilustración y no de limitación, tarjetas de vídeo y sonido que proporcionan un medio de conexión entre el dispositivo 130 de salida y el bus 108 de sistema. Se puede observar que otros dispositivos y sistemas de dispositivos pueden proporcionar capacidades tanto de entrada como de salida, tales como ordenadores remotos 134.
El ordenador 102 puede ser un servidor que aloje diversas aplicaciones de software en un entorno de red utilizando conexiones lógicas a uno o más ordenadores remotos, tales como los ordenadores remotos 134. Los ordenadores remotos 134 pueden ser sistemas cliente configurados con navegadores web, aplicaciones de PC, aplicaciones de teléfonos móviles, y similares. Los ordenadores remotos 134 pueden ser un ordenador personal, un servidor, un enrutador, un PC de red, una estación de trabajo, un aparato basado en microprocesador, un teléfono móvil, un dispositivo par u otro nodo de red común, y similares, e incluye típicamente muchos o todos los elementos descritos con relación al ordenador 102.
Los ordenadores remotos 134 pueden conectarse lógicamente al ordenador 102 a través de una interfaz 136 de red y conectarse después mediante una conexión 138 de comunicación, que puede ser inalámbrica. La interfaz 136 de red abarca redes de comunicación inalámbrica tales como redes de área local (LAN) y redes de área amplia (WAN). Las tecnologías LAN incluyen interfaz de datos distribuidos por fibra (FDDI), interfaz de datos distribuidos por cobre (CDDI), Ethernet, Token Ring, y similares. Las tecnologías WAN incluyen, pero no se limitan a, enlaces punto a punto, redes de conmutación de circuitos como las redes digitales de servicios integrados (ISDN) y variaciones de las mismas, redes de conmutación de paquetes y líneas de abonado digital (DSL).
La conexión 138 de comunicación se refiere al hardware/software empleado para conectar la interfaz 136 de red al bus 108. Si bien la conexión 138 de comunicación se muestra, para claridad ilustrativa, dentro del ordenador 102, también puede ser externa al ordenador 102. El hardware/software para la conexión a la interfaz 136 de red puede incluir, a modo de ejemplo, tecnologías internas y externas tales como conmutadores de teléfonos móviles, módems que incluyen módems de grado telefónico normal, módems de cable y módems DSL, adaptadores ISDN y tarjetas Ethernet.
Una unidad 104 de procesamiento de ejemplo para el servidor puede ser un grupo informático. El almacenamiento 114 en disco puede comprender un sistema de almacenamiento de datos empresariales, por ejemplo, que contenga miles de impresiones. El ordenador 102 puede configurarse para instruir a una impresora para que fabrique un objeto 3D. Los datos 124 pueden incluir uno o más modelos 3D iniciales, que pueden obtenerse de un dispositivo de almacenamiento portátil o descargarse de un ordenador remoto o de Internet, por ejemplo. En algunos ejemplos, el modelo 3D es un modelo de malla.
Una o más de las aplicaciones 120 pueden configurarse para permitir que un usuario genere y personalice un modelo 3D para su posterior fabricación como un objeto. El usuario no necesita generar el modelo 3D ya que la aplicación 120 puede automatizar este proceso o adaptar un modelo 3D obtenido en última instancia de un dispositivo 126 de entrada o de un dispositivo 134 informático remoto mediante una interfaz 136 de red.
El usuario puede instruir al ordenador 102 para que genere el modelo 3D usando software tal como software de diseño asistido por ordenador (CAD) 3D tal como constructor 3D. El usuario puede entonces almacenar el modelo 3D, por ejemplo en el almacenamiento 114 en disco, o enviar el modelo 3D a un fabricante, tal como el fabricante 200 describe más adelante en relación con la figura 2. Los cálculos ejecutados por el ordenador 102 para generar el modelo 3D se describen más adelante adicionalmente en relación con la figura 3.
En algunos ejemplos, algunos o todos los procesos realizados para generar la malla pueden realizarse en un servicio en la nube y recargarse en el ordenador cliente del usuario. Por ejemplo, algunas o todas las aplicaciones descritas para el modelo 3D podrían ejecutarse en un servicio en la nube y recibir información de un usuario a través de un ordenador cliente. De este modo, los cálculos involucrados en la computación del modelo 3D podrían realizarse en un sistema de computación en la nube. Estos cálculos podrían incluir ajustar la orientación del modelo 3D, variar la altura de la impresora y los tiempos de retardo de impresión, reducir el soporte interno innecesario, generar medios bordes para patrones de relleno casi paralelos, alinear el relleno disperso en una configuración de cuadrícula, mejorar la unión del relleno para la cubierta exterior, o elegir un punto de inicio y un punto final para un trabajo de impresión. En otros ejemplos, un usuario podría solicitar la impresión de un objeto 3D desde un ordenador realizando una solicitud a un servicio en la nube. El servicio en la nube podría recuperar el modelo 3D de un ordenador remoto, modificar y generar instrucciones de impresión basadas en las técnicas descritas en el presente documento y devolver las instrucciones de impresión a una impresora. La impresora puede ser local, para el usuario, o remota, y ser luego recuperada por el usuario. En otros ejemplos, el usuario puede generar el modelo 3D localmente, enviar el modelo generado a un servicio en la nube, que calcula las instrucciones de impresión en base a las técnicas descritas en el presente documento, y devolver las instrucciones de impresión a una impresora.
La figura 2 es un diagrama de bloques de un fabricante de ejemplo para fabricar un objeto 3D usando un modelo 3D. El fabricante 200 puede incluir una unidad de control o un controlador 202 acoplada/o a un primer mecanismo 204 y configurada/o para ejecutar instrucciones para el primer mecanismo 204 y para un segundo mecanismo 206. Una cámara 208 construida dentro del segundo mecanismo 206 permite que se preparen materiales, por ejemplo, calentados y mezclados, cuando se fabrique un objeto 210. Por ejemplo, la cámara 208 se usa para fundir y extruir filamentos u otros materiales compatibles.
El primer mecanismo 204 puede denominarse mecanismo robótico, por ejemplo, un robot de pórtico, que incluye diversos componentes mecánicos o electromecánicos. Ejecutando al menos algunas instrucciones dentro de un conjunto de instrucciones 212, el primer mecanismo 204 puede accionar estos componentes para realizar al menos algún movimiento físico. El gestor 214 de fabricación puede generar el conjunto 212 de instrucciones dividiendo un modelo 3D, incluyendo un modelo 3D, en capas, y proporcionando instrucciones de fabricación específicas para cada capa. Cuando actúan, estos componentes pueden moverse horizontalmente, verticalmente, diagonalmente, rotacionalmente, etc. Una implantación de ejemplo del primer mecanismo 204 mueve un mecanismo o herramienta de impresión a través de un eje x, y, o z, con el fin de depositar material en una posición específica dentro del objeto 210 que se está fabricando.
El segundo mecanismo 206 puede denominarse mecanismo de impresión, e incluye uno o más cabezales de herramientas de impresión. El material se puede empujar o tirar hacia el cabezal de una herramienta de impresión, y los motores se pueden montar más lejos para empujar el material a través de un tubo guía delgado hacia la cámara 208. Aunque el segundo mecanismo 206 puede parecerse a una configuración de extrusor, por ejemplo, en una configuración de cabezal de extrusor único, se aprecia que el segundo mecanismo 206 representa cualquier tecnología compatible, incluidos los cabezales de herramientas de impresión heredados configurados para depositar diversos tipos de materiales.
Las instrucciones mencionadas anteriormente, que se almacenan en un conjunto de instrucciones 212, pueden denominarse colectivamente instrucciones coordinadas porque tales instrucciones se ejecutan, en coordinación con múltiples componentes. Por ejemplo, las instrucciones para diferentes motores paso a paso en una configuración de extrusora pueden coordinarse de modo que se alimente un material extruible apropiado a la cámara 208. En consecuencia, una instrucción para un motor paso a paso se puede sincronizar en el tiempo con una instrucción para otro motor paso a paso, tal que ambos motores paso a paso puedan funcionar con coordinación entre sí.
El gestor 214 de fabricación puede incluir componentes de hardware y software que funcionan en diversas implantaciones de dispositivos informáticos, tales como un dispositivo informático remoto y un dispositivo informático adjunto. Una implantación de ejemplo del gestor 214 de fabricación procesa un modelo 3D correspondiente a un objeto que se está fabricando, y divide esa información en capas en las que cada capa incluye al menos alguna geometría, la cual puede incluir elementos geométricos correspondientes a una malla de superficie. La presente divulgación puede usar "división", "rebanada" u otro término similar en lugar de "capa", y se ha de observar que estos términos se definen como intercambiables.
Dentro de la información 216 de división, el gestor 214 de fabricación almacena una estructura de datos correspondiente al modelo 3D. La geometría se refiere en general a un conjunto de elementos geométricos, como un poliedro 3D u otra forma, que puede representar una cantidad de material extruible a depositar. Una medida de ejemplo representa al menos una porción de la geometría -y, por lo tanto, la cantidad de material extruiblevolumétricamente. La medida de ejemplo puede definir una porción de la geometría utilizando unidades estandarizadas en las que cada unidad representa una cantidad mínima, por ejemplo, un volumen, de material coloreado en un caso de tiempo dado, tal como por una anchura de extrusión. Cada elemento geográfico puede incluir una o más unidades estandarizadas.
El gestor 214 de fabricación está configurado para generar instrucciones que, cuando son ejecutadas por el controlador 202, actúan componentes del primer mecanismo 204, lo que puede dar como resultado movimientos del segundo mecanismo 206 siguiendo una geometría de superficie, por ejemplo, una cubierta exterior del objeto 210. Opcionalmente, una plataforma móvil, tal como una plataforma 220, funciona como un mecanismo para imprimir el objeto 210. El primer mecanismo 204 puede hacer funcionar la plataforma 220 para guiar el objeto 210 y la boquilla 218 entre sí. El conjunto 212 de instrucciones puede incluir instrucciones para calibrar automáticamente la plataforma 220, tal que, a través de una serie de movimientos en una dirección x, y, z o en rotación a través de un plano xy, el objeto 3D 210 se mueva a una posición correcta para que la boquilla 218 deposite material.
Algunas implantaciones de ejemplo del fabricante 200 incluyen dispositivos heredados cuya presencia se recupera con al menos algunos de los componentes descritos en el presente documento, incluyendo el controlador 202, el gestor 214 de fabricación y un cabezal de herramienta de impresión, tal como el segundo mecanismo 206. Como una opción, el fabricante 200 puede incluir un microprocesador adicional para gestionar el conjunto de motores y recibir una señal de un microprocesador original cuando se procese una orden.
Para ilustrar un ejemplo, un objeto múltiple verificado, representado en un modelo de malla 3D, puede dividirse en capas al procesar cada polígono que representa el objeto, y al proyectar cada polígono a través de un plano de corte. Esta proyección genera un punto y conexiones con otros puntos de una cierta manera que al final crea una trayectoria. Desde este punto, la trayectoria se reduce a unidades, por ejemplo, a medidas volumétricas de elementos geométricos, que representan unidades direccionables para una característica específica de hardware de un fabricante correspondiente. Es posible que las unidades no tengan el mismo tamaño, el eje alineado y el mismo tamaño en cada dimensión. Una implantación de ejemplo puede utilizar unidades no cúbicas de diferentes tamaños a lo largo de un eje x, y o z, lo que permite diferentes resoluciones efectivas por dimensión. De acuerdo con una implantación de ejemplo, la información 216 de división puede incluir datos voxelizados, de tal manera que cada unidad direccionable (vóxel) incluya una variedad de información, tal como color, textura y valores de iluminación, para la geometría dentro de esa unidad vóxel direccionable.
Un fabricante 200 de ejemplo incluye una disposición de motores y un cabezal de herramienta que tiene una cámara de mezcla y una boquilla. El cabezal de herramienta puede también incluir un elemento calefactor para fundir material extruible a una temperatura prescrita. Al fabricar el objeto 3D, el gestor 214 de fabricación determina una cantidad aproximada de material extruible capaz de depositarse en una ubicación dada (x, y, z). El gestor 214 de fabricación usa la cantidad determinada para definir unidades direccionables en la cubierta del objeto. Cada unidad representa un elemento geométrico específico o una porción del objeto 3D. Las unidades direccionables se pueden representar aquí como datos voxelizados, por ejemplo, en una estructura de datos voxelizados. En una implantación de ejemplo, el gestor 214 de fabricación determina el volumen en unidades vóxel, como, por ejemplo, en píxeles volumétricos. El espacio 3D del fabricante está factorizado por un volumen mínimo de material extruible. Otra información puede incluir valores implícitos, tal como la distancia a la malla de superficie de un objeto, las probabilidades que indican si una unidad vóxel del objeto ocupa el volumen representado. Esta técnica se puede aplicar a todo el volumen del objeto, incluida la cubierta exterior.
La figura 3 muestra un diagrama de flujo de proceso de un método para fabricar un objeto 3D. En el bloque 300, se obtiene un modelo 3D para un objeto 3D. En el bloque 302, se calcula un volumen de región de soporte. En un ejemplo, este cálculo del volumen de región de soporte se realiza para una pluralidad de orientaciones del modelo 3D. En el bloque 304, una orientación de modelo 3D se identifica como una orientación seleccionada. Esta identificación de una orientación seleccionada puede ser la orientación del modelo 3D con el volumen de región de soporte calculado más pequeño. En el bloque 306, el modelo 3D está orientado de acuerdo con la orientación seleccionada. En el bloque 308, se imprime un objeto 3D.
Las figuras 4a-b son una ilustración de una técnica para mejorar la orientación de los modelos 3D para reducir el volumen de una región de material de soporte. La figura 4a muestra varios modelos 3D 400a-408a orientados aleatoriamente, de manera similar a cómo un usuario puede posicionar los modelos 3D en la plataforma de impresión del software de impresora. Los ejemplos de modelos 3D 400a-408a mostrados están posicionados en grados extremos; sin embargo, en la práctica, un usuario o software puede intentar colocar cada modelo 3D 400a-408a sobre una superficie plana. Es posible que un modelo 3D 400a-408a no tenga una superficie plana, o que el usuario no tenga claro qué orientación es mejor para conservar el material de impresión. Por ejemplo, incluso si un modelo 3D ya está orientado para colocarse plano sobre una superficie, puede haber mejores orientaciones para ese modelo 3D en términos de minimizar el volumen de material de soporte utilizado en la fabricación.
Dependiendo de la orientación del modelo 3D, la impresión de una región de soporte se puede utilizar para imprimir objetos con porciones que sobresalen, esto es, que protruyen del modelo 3D de tal manera que una capa inferior del modelo 3D no se soportaría para imprimir. Como esta porción que sobresale se imprimiría al aire y colapsaría, se puede imprimir una región de soporte debajo de esta porción para proporcionar soporte durante el proceso de impresión y desprenderla más tarde. En un ejemplo, la capa que sobresale requerirá soporte para todos los ángulos de porciones que sobresalen menos de 45 grados.
En una realización, cada modelo 3D 400a-408a se analiza uno por uno. El casco convexo 3D se puede calcular de varias maneras. En un ejemplo, el casco convexo 3D se calcula a partir de todos los vértices de la malla de un modelo 3D para encontrar una aproximación de la forma del modelo 3D. A continuación, cada cara del casco convexo calculado, excepto la cara que no contiene la proyección ortogonal del centro de masa del modelo, se prueba como la base del modelo 3D, y se calcula el volumen de una región de soporte que puede ser necesaria para esa orientación particular. Este cálculo excluye los cálculos para orientaciones no válidas, tal como cuando un modelo completo está orientado de modo tal que no todo el modelo es autosuficiente. Después de calcular el volumen de material de almacenamiento para cada orientación del casco convexo, se puede seleccionar la orientación con el volumen más bajo del volumen de región de soporte calculado como la superficie inferior del modelo 3D para imprimir. Como ilustración de este proceso, cada uno de los modelos 3D de la figura 3a se hace girar mediante este proceso hasta la orientación que se ve en los objetos de la figura 3b. La orientación de los modelos 3D 400b-408b de la figura 3b es tal que se minimiza el volumen de material de soporte. Mientras que en el ejemplo anterior se usó un cálculo de casco convexo como aproximación a la forma de los modelos 3D 400a-408a, en otros ejemplos se puede usar la propia malla del objeto. Sin embargo, en este ejemplo se usó el casco convexo, ya que un cálculo que implica a un casco convexo puede reducir en gran medida el tiempo de cálculo de este cálculo en relación con los cálculos que implican una malla de objeto, y puede, por lo tanto, aumentar el rendimiento de este proceso.
Las figuras 5a-b muestran diagramas en corte transversal que ilustran una técnica para reducir la cantidad de relleno utilizado para proporcionar soporte interno al imprimir. Algunos objetos 3D utilizan un soporte interior para aumentar su resistencia. En consecuencia, muchos modelos 3D tienen soporte interno. En un esfuerzo por reducir la cantidad de material utilizado en la impresión, se pueden imponer ciertas limitaciones a los soportes internos cuando ciertas porciones sobresalientes de modelos 3D son autoportantes. La figura 5a es una vista en corte transversal de un objeto 500 con un nivel superior 502 y una base 504 que está soportada por regiones internas 506-512 de soporte, cada una correspondiente a un segmento de un nivel superior 502 con un ángulo distinto de porción sobresaliente. El ángulo de porción sobresaliente es una manera de determinar si una capa superior 502 de un objeto es autoportante. En el presente ejemplo, el ángulo de porción sobresaliente se calcula como el ángulo agudo formado por la intersección de un soporte interno 506 y por la tangente del nivel superior 502 a la que ese soporte interno 506 está conectado. Con fines ilustrativos, este ángulo está marcado en la figura 5a como 55°. Igualmente, el ángulo de porción sobresaliente de otros segmentos 502 de nivel superior por encima de los soportes internos adicionales 508­ 510 está también etiquetado. Si bien la figura 5a-b muestra cada ángulo etiquetado con un valor numérico, esto se proporciona sólo como ejemplo.
Puede lograrse una reducción de la región de soporte eliminando el uso de soporte interno impreso para las porciones 502 de nivel superior de un objeto 5003D que son autoportantes. El concepto de autoportante implica que incluso mientras se imprime, este nivel superior 502 puede no necesitar el soporte interno 506-512. En el ejemplo de la figura 5b, se aplica una regla tal que todas las regiones internas de soporte, por ejemplo 508 y 510, no se imprimen si anteriormente soportaban capas superiores del modelo 3D con capas que sobresalen menos de 45 grados. Como resultado, se genera soporte para una región mucho más pequeña. Esta técnica puede reducir el uso de material de manera efectiva, y el tiempo total de impresión se reduce también a medida que se extrude menos material.
Las figuras 6a-b muestran una técnica para mejorar el patrón de relleno para objetos sólidos con trayectorias de impresión casi paralelas. Al imprimir regiones sólidas, las cortadoras pueden llenar la región con una trayectoria de impresora que sea casi paralela a los límites de esa región. Sin embargo, cuando la dirección de llenado desde la trayectoria de impresión y el límite del límite 602 de sección de relleno está casi en paralelo, la trayectoria de impresión tendrá tanto regiones 604 de llenado excesivo como regiones 606 de llenado insuficiente. Las regiones de llenado excesivo están indicadas por los círculos 604, y las regiones de llenado insuficiente están indicadas por los círculos 606. En este ejemplo, el llenado excesivo puede ocurrir como resultado de la trayectoria de impresión del material extruido que se dobla hacia atrás sobre sí mismo como resultado de un ángulo de retorno muy pequeño en la trayectoria de impresión del relleno. Igualmente, en el lado opuesto de una sección de relleno, el espaciamiento del relleno debido a su orientación puede crear grandes regiones 606 de llenado insuficiente. Para evitar estas regiones de llenado excesivo y de llenado insuficiente, se puede generar un patrón de relleno de medio borde como se muestra en la figura 5b. Medio borde significa que los segmentos de la trayectoria de impresión se cortan por en medio en las regiones 604 de llenado excesivo y que se añade material de relleno a las regiones 606 de llenado insuficiente. Estos cortes y reemplazos se muestran como resultado de una trayectoria 608 de impresión de medio borde modelada en la figura 6b. Esta técnica de relleno resuelve tanto los problemas de llenado excesivo como los de llenado insuficiente de una vez. Un patrón de relleno de medio borde también puede referirse a una línea de relleno que no intenta extruirse en una corriente continua hacia adelante y hacia atrás cuando su trayectoria de impresión es casi paralela a un límite 602 de sección de relleno. En cambio, cuando la trayectoria de impresión se acerca al límite de sección de relleno, el material para un medio borde puede también extruirse en un pequeño segmento paralelo, denominado, en el presente documento, extremo de medio borde. En la figura 7 se muestra una demarcación más clara de un extremo de medio borde.
La figura 7 es una ilustración 700 de una sección 702 de límite de relleno sólido con una trayectoria 704 de impresión de medio borde en una porción seleccionada de un modelo 3D. Además de mostrar una trayectoria 704 de impresión de medio borde, la figura 7 delimita también los extremos 706 de medio borde. Los extremos 706 de medio borde pueden ser porciones de la trayectoria 704 de impresión de medio borde, pero pueden imprimirse también por separado como porciones paralelas separadas hasta el límite 702 de relleno para aumentar la adherencia y el soporte estructural general. Como se discutió anteriormente, los extremos 706 de medio borde pueden también ser las porciones del relleno que se han reubicado desde otra sección de la trayectoria de la impresora para eliminar las regiones de llenado insuficiente y de llenado excesivo. Como un ejemplo de los diferentes estilos de trayectoria de impresora, la ilustración de la figura7 incluye una trayectoria 708 de impresión ininterrumpida que no tiene los mismos problemas de llenado insuficiente y de llenado excesivo que una trayectoria de impresión orientada más cerca del paralelo con la sección 702 de límite de relleno. Por consiguiente, aunque se pueden usar medios bordes 704 en algunas porciones de un modelo 3D, son más beneficiosos en las secciones 702 de límite de relleno con un patrón de impresión casi paralelo que proporcione el relleno.
Las figuras 8a-b muestran un diagrama en el que se genera un patrón de relleno disperso en zigzag y se conecta con el relleno sólido. El relleno sólido se puede utilizar para imprimir superficies exteriores y para un soporte más resistente. El relleno disperso, por otro lado, puede usarse para reducir el uso de material en regiones capaces de sostenerse con menos soporte. La figura 8a muestra una vista desde arriba que mira hacia abajo sobre una capa que incluye un límite de relleno o cubierta 802, una trayectoria 804 de impresión en zigzag de relleno disperso y una cuadrícula 806 rectangular formada por trayectorias de impresión de relleno adicionales que también siguen un patrón en zigzag. Un patrón en zigzag puede también describirse como una trayectoria de impresión hecha de giros alternos en ángulo recto, aunque el zigzag podría abarcar asimismo giros alternos de ángulos variados.
La figura 8b muestra una vista similar desde arriba de una capa que incluye una sección 808 de relleno disperso, pero muestra también una sección 810 de relleno sólido. Las trayectorias de impresión de relleno en zigzag se emparejan con una sección de relleno sólido de base rectangular similar. Asegurarse de que las secciones sólidas estén conectadas al límite del relleno disperso aumenta la fuerza de las secciones sólidas de la capa.
En los modelos 3D que utilizan otros patrones de relleno, podría haber una conexión débil entre el relleno sólido 810 y el relleno disperso 808. Por ejemplo, algunas cortadoras pueden no extender el relleno sólido 810, pero entonces la cubierta 802 no tendrá soporte, y la impresión del objeto 3D podría no ser fuerte. Otras cortadoras pueden extender el relleno sólido 810 hasta alguna posición aleatoria sin saber cómo el relleno sólido se conecta al relleno disperso 806. Algunas cortadoras pueden extender el relleno sólido 808 por todas partes hasta el límite o cubierta 802 del objeto, potencialmente desperdiciando material. Como se ve en ambas figuras 8a y 8b, la formación en zigzag del relleno disperso permite imprimir una capa 806 de cuadrícula en cada capa. Esta capa 806 de cuadrícula uniforme en cada capa permite una mejor conexión emparejada entre las secciones 808 de relleno disperso y las secciones 810 de relleno sólido de una capa. Además, una capa 804 de cuadrícula para una sección 808 de relleno disperso proporcionaría una infraestructura de soporte en toda la región de relleno si el patrón 806 de relleno de cuadrícula se imprimiera en cada capa.
Las figuras 9a-c muestran diagramas de capas vistas desde arriba para ilustrar una cubierta interna cerrada y abierta de un objeto 3D. Las cortadoras de objetos 3D pueden usar un parámetro llamado superposición de relleno para definir cómo de cerca está conectado el relleno sólido a las cubiertas. Un valor por defecto es 1.0, lo que significa que el relleno sólido y la cubierta interna apenas se tocan entre sí, como se muestra en el relleno sólido 902a y la cubierta interna 904a de la figura 9a. La región 902a representa el relleno sólido. La región 908 representa el relleno disperso. La región de relleno sólido y la región de relleno disperso están ambas contenidas entre una cubierta externa 906 y una cubierta interna 904a. La conexión del relleno sólido 902a a la cubierta interna adyacente 904a con frecuencia no es lo suficientemente fuerte para sostener el relleno sólido 902a.
Para hacer esta conexión más fuerte, la cubierta interna 904b puede abrirse o retirarse, y el relleno sólido 902b puede agrandarse, como se muestra en la figura 9b. El relleno sólido 902b se agranda para reemplazar la porción de la cubierta que la cubierta interna 904b deja abierta. La porción de la cubierta interna 904b se abre o se reemplaza en la sección en la que se agranda el relleno sólido 902b. Por consiguiente, la región sólida 902b puede entonces unirse directamente a la cubierta externa 906 y también a cualquier relleno o cubierta en las capas de cortadora previamente impresas. Esta técnica permite que la región sólida 902b descanse sobre una capa previamente impresa en una posición inferior, en lugar de simplemente adherirse por adyacencia a una cubierta exterior o interior. Para la figura 9b, una capa inferior de relleno sólido 902b o una cubierta interna 904b puede servir como cimiento de la sección 902b de relleno sólido de la capa superior. Este método de unión no es únicamente para relleno sólido, sino para cualquier relleno que pueda expandirse y unirse de manera similar a la descrita para la figura 9b.
La figura 9c muestra una ventaja de la técnica implantada en la figura 9b. La figura con la cubierta 910 apenas tocada es el enfoque comúnmente utilizado que se siluetea más de cerca en la figura 9a. La cubierta 910 apenas tocada muestra el resultado de conexiones de relleno que no eran muy fuertes y que se han curvado y roto dando como resultado una impresión fallida. La figura con conexiones satisfactorias 912 muestra un objeto 3D con una porción de cubierta interna reemplazada por una región de relleno sólido, como se diagrama más de cerca en la figura 9b. Las conexiones del relleno en el objeto 3D 912 impreso con éxito son mucho más fuertes y están aseguradas a la cubierta externa del objeto 3D.
La figura 10 es un diagrama que muestra una técnica para elegir un punto de inicio de impresión para mejorar la calidad de la superficie. La calidad de la cubierta externa es muy sensible al punto de inicio del polígono ya que un punto de inicio puede dejar un pequeño grumo de material en el exterior donde comienza y termina la impresión para una capa. En la figura 10, un polígono 1000 tiene una esquina cóncava 1002 que puede servir como punto de inicio o punto final. La esquina cóncava 1002 puede tender a ocultar material extruido adicional, ya que las esquinas cóncavas eliminan los ángulos de visión, y, por lo tanto, dificultan la observación de defectos tales como grumos. Como extensión, para un polígono que tenga las varias esquinas cóncavas de un posible polígono, se contemplan otras tales realizaciones en las que la esquina cóncava con el ángulo más agudo se elegiría como punto de inicio, o en las que cada esquina cóncava se alternaría aleatoriamente entre capas diferentes en un intento de esparcir cualesquiera puntos inexactos de extrusión de material. Adicionalmente, en el caso de imprimir una curva suave tal como para un cilindro o polígono sin esquina cóncava, la posición del punto de inicio se puede aleatorizar en cada capa. De este modo, los grumos no estarían alineados en el exterior del cilindro en la dirección Z. La aleatorización produce grumos iniciales menos obvios en el exterior, por lo que la superficie se ve más lisa visualmente.
La figura 11 es una ilustración de un proceso de impresión con variadas alturas de capa de impresión y disposiciones temporales de retardo de impresión entre diferentes tipos de capas. Como se expuso anteriormente, los modelos 3D pueden usar el volumen de una región de soporte para ayudar a imprimir porciones que sobresalen del objeto 3D. Una vez completada la impresión, el usuario puede retirar manualmente estas regiones de soporte. En muchos casos, retirarlas puede ser un proceso largo y difícil. El presente ejemplo demuestra medios para mejorar este proceso de separación.
Como se expuso anteriormente, la naturaleza de un proceso de impresión puede implicar la extrusión de material fundido, tal como de filamento fundido. Después de la extrusión, este filamento fundido puede enfriarse en la posición calculada en la que se colocó este filamento, capa por capa. Cuando una capa superior está caliente, la capa superior y la capa inferior pueden unirse fuertemente y convertirse en una conexión de capa fuerte y conectada. Sin embargo, cuando las capas se extruden juntas a temperaturas más frías o a presiones más bajas, se forma una unión menos fuerte. Las figuras 11a-c muestran una posible progresión de fase que permite separar fácilmente el material de soporte del objeto 3D impreso. En las figuras 11a-c, varias capas de un objeto 3D incluyen una capa de región de soporte, que puede soportar una región sobresaliente de un objeto, así como varias capas de un objeto 3D. Las figuras 11a-c muestran un método para imprimir estas capas de tal manera que cuando el material extruido se haya enfriado, la región de soporte pueda ser más fácil de separar del objeto 3D. En la figura 11a, la capa superior de la región 1104 de soporte se extrude primero. A continuación, puede extruirse una capa inferior del objeto 1104. Sin embargo, en lugar de extruirse directamente sobre la capa superior de la región 1104 de soporte, la capa inferior del objeto 3D se extrude desde una altura 406 de impresión mayor. El aumento de la altura de impresión puede variar según sea necesario; sin embargo, en un ejemplo, la altura de impresión aumenta entre dos y tres veces la altura de la capa. Este espacio adicional crea no solo tiempo extra de enfriamiento para la capa superior del soporte 1102 y la capa inferior del objeto 1104, sino que también disminuye la presión con la que se aplica la capa inferior del objeto 1104 sobre la capa superior del soporte 1102. También puede aumentarse el tiempo de retardo de impresión, de tal manera que el tiempo de impresión entre la capa superior del soporte 1102 y la capa inferior del objeto 1104 sea mayor. Este mayor retardo en el tiempo de impresión entre capas puede permitir que la capa superior del soporte 1102 se enfríe aún más, y que, por lo tanto, se una de manera menos efectiva a la capa inferior del objeto 404. Cuanto más frías estén las capas cuando entran en contacto, más débil será la unión adhesiva entre ellas, lo cual permite, de este modo, una separación posterior más fácil. El aumento de la altura de impresión 1106 da como resultado una reducción de la presión, debilitando también la unión adhesiva entre las capas.
En la figura 11b, la capa inferior del objeto 1104 ha caído desde la altura a partir de la cual se extruyó el filamento fundido, y ahora descansa sobre la capa superior de la región 1102 de soporte. Esta conexión más ligera se sumará a facilitar su posterior desprendimiento.
En la figura 11c, se imprime una segunda capa del objeto 1108 a su altura original, una altura que implica imprimir directamente sobre la capa inferior del objeto 1104, de modo que la capa inferior del objeto 1104 y la segunda capa del objeto 1108 se enlazan con presión y temperatura normales. En una realización, la impresión de la segunda capa del objeto 1108 asegura la forma y el posicionamiento de la capa inferior del objeto 1104. Por ejemplo, como la capa superior del soporte 1102 estará relativamente fría desde su extrusión anterior, su forma y posición son relativamente fijas. Sin embargo, en algunos casos, la capa inferior del objeto 1104, habiendo sido extruida desde una altura de impresión aumentada 1106, puede no haberse asentado completamente en la misma posición que si esta capa inferior 1104 no hubiera tenido una altura 1106 de impresión aumentada. En consecuencia, en estos casos, la impresión de la segunda capa del objeto 1108 puede corregir cualquier variación involuntaria de altura presionando hacia abajo la capa inferior del objeto 1104, mientras la segunda capa del objeto 1108 se imprime a la altura y posición originalmente previstas. De esta manera, una capa inferior de un objeto 1104 que se extiende a una altura mayor que la deseada puede presionarse hacia abajo para que coincida correctamente con la capa superior del soporte 1102, así como extenderse no más allá de la posición deseada mediante la impresión de la segunda capa del objeto 1104. En consecuencia, las dos capas del objeto 1104, 1108 están conectadas entre sí fuertemente, pero la capa superior del soporte 1102 sólo está conectada apenas con la capa inferior del objeto 1104. Una vez finalizada la impresión, el usuario puede separar el soporte y el objeto muy fácil y limpiamente.
Para asegurar que las capas superior e inferior sean fáciles de despegarse, la presente técnica intenta asegurar que: 1) la temperatura de la capa superior del soporte 1102 sea baja mediante un tiempo de retardo de impresión entre capas, de modo que la capa superior del soporte 1102 se enfríe al tocar la capa inferior del objeto 1104; y 2) la presión de impresión de la segunda capa del objeto 1108 es baja de modo que la capa inferior del objeto 1104 no se empuja hacia la capa superior del soporte 1102.
Ejemplo 1
Este ejemplo proporciona un sistema para fabricar un objeto tridimensional (3D). El sistema incluye un procesador y una memoria de sistema que comprende un código para dirigir el procesador. Cuando se ejecuta, este código puede hacer que el procesador obtenga un modelo 3D del objeto 3D. Este código puede también hacer que el procesador calcule, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Este código también puede hacer que el procesador identifique una de las orientaciones de entre varias orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Además, el código puede hacer que el procesador oriente el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada e imprima el objeto 3D. Alternativamente, o además, el código puede aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente sobre una capa de la región de soporte. Alternativamente, o además, la región de soporte puede incluir un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecta a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional. Alternativamente, o además, el código puede iniciar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa.
Ejemplo 2
Este ejemplo proporciona un método para fabricar un objeto tridimensional (3D). El método puede incluir la obtención de un modelo 3D del objeto 3D. El método puede también incluir calcular, para varias orientaciones del modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Adicionalmente, el método puede incluir identificar una orientación de entre la pluralidad de orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. El método también puede incluir orientar el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada e imprimir el objeto 3D. Alternativamente, o además, el método puede incluir aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3d impreso directamente sobre una capa de la región de soporte. Alternativamente, o además, la región de soporte puede incluir un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados. Alternativamente, o además, el método puede incluir imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde. Alternativamente, o además, el método puede incluir imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecta a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional. Alternativamente, o además, el método puede incluir comenzar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa.
Ejemplo 3
Este ejemplo proporciona uno o más medios de almacenamiento legibles por ordenador para almacenar instrucciones legibles por ordenador que, cuando son ejecutadas por uno o más dispositivos de procesamiento, instruyen la fabricación de un objeto 3D. El medio legible por ordenador incluye instrucciones para obtener un modelo 3D del objeto 3D. El medio legible por ordenador incluye también instrucciones para calcular, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. El medio legible por ordenador incluye instrucciones para identificar una de las orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Además, el medio legible por ordenador incluye instrucciones para orientar el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada e imprimir el objeto 3D. Alternativamente, o además, las instrucciones pueden aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente en la parte superior de una capa de la región de soporte. Alternativamente, o además, la región de soporte puede incluir un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados. Alternativamente, o además, las instrucciones pueden imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde. Alternativamente, o además, las instrucciones pueden imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecta a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional. Alternativamente, o además, las instrucciones pueden iniciar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa.
Ejemplo 4
Este ejemplo proporciona un sistema para fabricar un objeto tridimensional (3D). El sistema incluye un procesador y una memoria de sistema que comprende un código para dirigir el procesador. Cuando se ejecuta, este código puede hacer que el procesador obtenga un modelo 3D del objeto 3D. El código también puede aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente en la parte superior de una capa de la región de soporte e imprimir el objeto 3D. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una región de soporte y un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecta a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional. Alternativamente, o además, el código puede iniciar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador calcule, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador identifique una de las varias orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Alternativamente, o además, el código puede hacer que el procesador oriente el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada.
Ejemplo 5
Este ejemplo proporciona un sistema para fabricar un objeto tridimensional (3D). El sistema incluye un procesador y una memoria de sistema que comprende un código para dirigir el procesador. Cuando se ejecuta, este código puede hacer que el procesador obtenga un modelo 3D del objeto 3D. El modelo 3D puede incluir una región de soporte y un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Cuando se ejecute, el código también imprimirá el objeto 3D. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecta a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional. Alternativamente, o además, el código puede iniciar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador calcule, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador identifique una de las varias orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Alternativamente, o además, el código puede hacer que el procesador oriente el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada. Alternativamente, o además, el código también puede aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente en la parte superior de una capa de la región de soporte.
Ejemplo 6
Este ejemplo proporciona un sistema para fabricar un objeto tridimensional (3D). El sistema incluye un procesador y una memoria de sistema que comprende un código para dirigir el procesador. Cuando se ejecuta, este código puede hacer que el procesador obtenga un modelo 3D del objeto 3D. El código también puede imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde. El código también imprimirá el objeto 3D. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecta a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional. Alternativamente, o además, el código puede iniciar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador calcule, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador identifique una de las varias orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Alternativamente, o además, el código puede hacer que el procesador oriente el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada. Alternativamente, o además, el código también puede aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente en la parte superior de una capa de la región de soporte. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una región de soporte y un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados.
Ejemplo 7
Este ejemplo proporciona un sistema para fabricar un objeto tridimensional (3D). El sistema incluye un procesador y una memoria de sistema que comprende un código para dirigir el procesador. Cuando se ejecuta, este código puede hacer que el procesador obtenga un modelo 3D del objeto 3D. El código puede imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto. El código también imprimirá el objeto 3D. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecte a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional. Alternativamente, o además, el código puede iniciar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador calcule, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador identifique una de las varias orientaciones del modelo 3D como la orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Alternativamente, o además, el código puede hacer que el procesador oriente el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada. Alternativamente, o además, el código puede también aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente en la parte superior de una capa de la región de soporte. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una región de soporte y un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados. Alternativamente, o además, el código también puede imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde.
Ejemplo 8
Este ejemplo proporciona un sistema para fabricar un objeto tridimensional (3D). El sistema incluye un procesador y una memoria de sistema que comprende un código para dirigir el procesador. Cuando se ejecuta, este código puede hacer que el procesador obtenga un modelo 3D del objeto 3D. El modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecta a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional. El código también imprimirá el objeto 3D. Alternativamente, o además, el código puede iniciar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador calcule, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador identifique una de las varias orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Alternativamente, o además, el código puede hacer que el procesador oriente el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada. Alternativamente, o además, el código también puede aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente en la parte superior de una capa de la región de soporte. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una región de soporte y un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados. Alternativamente, o además, el código también puede imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto.
Ejemplo 9
Este ejemplo proporciona un sistema para fabricar un objeto tridimensional (3D). El sistema incluye un procesador y una memoria de sistema que comprende código para dirigir el procesador. Cuando se ejecuta, este código puede hacer que el procesador obtenga un modelo 3D del objeto 3D. El código puede iniciar la impresión del objeto 3D desde una esquina cóncava de la capa, o, si la capa carece de esquinas cóncavas, comenzar la impresión desde una posición aleatoria en la capa. El código también imprimirá el objeto 3D. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador calcule, para varias orientaciones de un modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión. Alternativamente, o además, el código también puede hacer que el procesador identifique una de las varias orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte. Alternativamente, o además, el código puede hacer que el procesador oriente el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada. Alternativamente, o además, el código también puede aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente en la parte superior de una capa de la región de soporte. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una región de soporte y un soporte interno para una capa superior del modelo 3D si la capa superior no es autoportante. Alternativamente, o además, la capa superior del modelo 3D es autoportante si su ángulo de porción sobresaliente es menor de 45 grados. Alternativamente, o además, el código también puede imprimir una sección de relleno de una capa de un modelo 3D con una trayectoria de impresión de medio borde. Alternativamente, o además, el código puede imprimir una sección de relleno disperso de una capa de un modelo 3D siguiendo una trayectoria de impresión de giros alternos en ángulo recto. Alternativamente, o además, el modelo 3D puede incluir una cubierta, y un relleno que se conecta a la cubierta al reemplazar una porción de la cubierta con relleno adicional.
Lo que se ha descrito anteriormente incluye ejemplos del asunto reivindicado. Por supuesto, no es posible describir todas y cada una de las combinaciones concebibles de componentes o metodologías con el fin de describir el asunto reivindicado, pero el experto en la técnica podrá reconocer que son posibles muchas combinaciones y permutaciones adicionales del asunto reivindicado. Por consiguiente, el asunto reivindicado pretende abarcar todas las alteraciones, modificaciones y variaciones que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
En particular y con respecto a las diversas funciones realizadas por los componentes, dispositivos, circuitos, sistemas y similares descritos anteriormente, los términos (incluyendo la referencia a los "medios") utilizados para describir dichos componentes están destinados a corresponder, a menos que se indique lo contrario, a cualquier componente que realice la función especificada del componente descrito, por ejemplo, un equivalente funcional, aunque no estructuralmente equivalente a la estructura descrita, que realice la función de los aspectos ejemplares ilustrados en el presente documento del asunto reivindicado. En este sentido, se reconocerá también que la innovación incluye un sistema así como un medio de almacenamiento legible por ordenador que tiene instrucciones ejecutables por ordenador para realizar los actos y eventos de los diversos métodos del asunto reivindicado.
Hay varias formas de implantar el asunto reivindicado, por ejemplo, una API apropiada, un estuche de herramientas, un código de controlador, un sistema operativo, un control, un objeto de software independiente o descargable, etc., que permiten que las aplicaciones y los servicios utilicen las técnicas descritas en el presente documento en. El asunto reivindicado contempla el uso desde el punto de vista de una API (o de otro objeto de software), así como desde un objeto de software o hardware que funcione de acuerdo con las técnicas establecidas en el presente documento. De este modo, diversas implantaciones del asunto reivindicado descritas en el presente documento pueden tener aspectos que están totalmente en hardware, en parte en hardware y en parte en software, así como en software.
Los sistemas antes mencionados se han descrito con respecto a la interacción entre varios componentes. Se puede apreciar que tales sistemas y componentes pueden incluir esos componentes o subcomponentes especificados, algunos de los componentes o subcomponentes especificados, y componentes adicionales, y de acuerdo con diversas permutaciones y combinaciones de los anteriores. Los subcomponentes también se pueden implantar como componentes acoplados comunicativamente a otros componentes en lugar de incluirse dentro de los componentes principales (jerárquicos).
Además, obsérvese que uno o más componentes pueden combinarse en un único componente, que proporcione funcionalidad agregada, o dividirse en varios subcomponentes separados, y puede proporcionarse una o más capas intermedias, tal como una capa de gestión, para acoplarse comunicativamente a tales subcomponentes con el fin de proporcionar una funcionalidad integrada. Cualesquiera componentes descritos en el presente documento pueden también interactuar con otro/s componente/s no descrito/s específicamente en el presente documento pero generalmente conocido/s por el experto en la técnica.
Además, aunque una característica particular del asunto reivindicado puede haber sido divulgada con respecto a una de entre varias implantaciones, tal característica puede combinarse con otra/s característica/s de las otras implantaciones según se desee y sea ventajoso para cualquier aplicación dada o particular. Además, en la medida en que los términos "incluye", "que incluye", "tiene", "contiene", variantes de los mismos, y otros vocablos similares se utilizan en la descripción detallada o en las reivindicaciones, estos términos estarán destinados a ser inclusivos de una manera similar al término "comprendiendo" como una palabra de transición abierta que no deja fuera ningún elemento adicional o de otro tipo.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema para fabricar un objeto tridimensional, 3D, que comprende:
un procesador;
una memoria de sistema que comprende un código para dirigir al procesador a: obtener un modelo 3D del objeto 3D; calcular, para una pluralidad de orientaciones del modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión; identificar una orientación de entre la pluralidad de orientaciones del modelo 3D como la orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte; orientar el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada; imprimir el objeto 3D;
procesar el modelo 3D y su región de soporte en capas;
aumentar una altura de impresión y un tiempo de retardo de impresión para una capa del modelo 3D impreso directamente adyacente a una región de soporte, donde la altura de impresión aumenta entre 2 o 3 veces la altura de la capa original, lo que implica imprimir directamente en la capa inferior del objeto.
2. Un método implantado por ordenador para fabricar un objeto tridimensional, 3D, comprendiendo el método: obtener un modelo 3D del objeto 3D;
calcular, para una pluralidad de orientaciones del modelo 3D, el volumen de una región de soporte utilizada para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión;
identificar una orientación de entre la pluralidad de orientaciones del modelo 3D como la orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte; orientar el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada; e imprimir el objeto 3D; procesar el modelo 3D y su región de soporte en capas; aumentar una altura de impresión y un tiempo de retardo de impresión para una capa de un modelo 3D impreso directamente adyacente a una capa de la región de soporte, y en el que la altura de impresión aumenta entre 2 o 3 veces la altura de la capa original, lo que implica imprimir directamente en la capa inferior del objeto.
3. Uno o más dispositivos de almacenamiento de memoria legibles por ordenador para almacenar instrucciones legibles por ordenador que, cuando son ejecutadas por uno o más dispositivos de procesamiento, instruyen la fabricación de un objeto tridimensional, 3D; comprendiendo, las instrucciones legibles por ordenador, código para: obtener un modelo 3D del objeto 3D;
calcular, para una pluralidad de orientaciones del modelo 3D, el volumen de una región de soporte para soportar porciones que sobresalen del modelo 3D durante la impresión;
identificar una orientación de entre la pluralidad de orientaciones del modelo 3D como una orientación seleccionada en base al volumen de la región de soporte; orientar el modelo 3D de acuerdo con la orientación seleccionada; imprimir el objeto 3D; procesar el modelo 3D y su región de soporte en capas; aumentar la altura de impresión y el tiempo de retardo de impresión para que una capa del modelo 3d se imprima adyacente a una capa de la región de soporte, donde la altura de impresión aumenta entre 2 o 3 veces la altura de la capa original, lo que implica imprimir directamente en la capa inferior del objeto.
4. El uno o más dispositivos de almacenamiento de memoria legibles por ordenador de la reivindicación 3, en el/los que la pluralidad de orientaciones del modelo 3D se basan en el número de caras generadas por el casco convexo del modelo 3D.
ES14900910T 2014-08-29 2014-08-29 Fabricación de objetos tridimensionales Active ES2899960T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2014/085497 WO2016029424A1 (en) 2014-08-29 2014-08-29 Fabricating three-dimensional objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2899960T3 true ES2899960T3 (es) 2022-03-15

Family

ID=55398636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14900910T Active ES2899960T3 (es) 2014-08-29 2014-08-29 Fabricación de objetos tridimensionales

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10452053B2 (es)
EP (1) EP3186732B1 (es)
CN (1) CN105745652B (es)
ES (1) ES2899960T3 (es)
WO (1) WO2016029424A1 (es)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8515826B2 (en) * 2006-05-18 2013-08-20 Bryan C. Norman Made-to-order direct digital manufacturing enterprise
CN106488820B (zh) 2014-05-08 2019-03-29 斯特拉塔西斯公司 通过选择性烧结的三维打印的方法及设备
US20160085882A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Build orientations for additive manufacturing
KR102332927B1 (ko) * 2014-12-05 2021-11-30 주식회사 케이티 클라우드 환경에서 슬라이싱 방향에 따른 3d 프린팅 추천 방법, 서버 및 컴퓨팅 장치
US20160221266A1 (en) * 2015-01-09 2016-08-04 Ipcreate Inc. Methods and systems for three dimensional printing of an object having a two-part infill
CN106273470B (zh) * 2015-06-10 2018-11-30 三纬国际立体列印科技股份有限公司 立体打印装置及其打印数据存储方法
EP3838442A1 (en) 2016-04-11 2021-06-23 Stratasys Ltd. Method and apparatus for additive manufacturing with powder material
CN106156406B (zh) * 2016-06-23 2019-11-12 佛山市晗宇科技有限公司 一种用于3d打印模型自动排版的方法和系统
CN106202754B (zh) * 2016-07-15 2019-04-16 西安交通大学 一种面向多自由度3d打印的空间路径生成方法
US11087535B2 (en) 2016-10-14 2021-08-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Rebuilding three-dimensional models to provide simplified three-dimensional models
CN108357087B (zh) * 2017-01-26 2020-06-23 三纬国际立体列印科技股份有限公司 3d模型的外壳物件打印方法及其打印起始点计算方法
JP7165139B2 (ja) 2017-03-20 2022-11-02 ストラタシス リミテッド 粉末材料を用いた付加製造のための方法及びシステム
US20180290400A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 Sony Corporation 3d printing device and method for 3d printing
US10234848B2 (en) 2017-05-24 2019-03-19 Relativity Space, Inc. Real-time adaptive control of additive manufacturing processes using machine learning
JP6275315B1 (ja) * 2017-08-07 2018-02-07 株式会社松浦機械製作所 アンダーカット領域における造形角度の設定を伴う三次元造形物の造形方法
US11453170B2 (en) * 2017-08-31 2022-09-27 General Electric Company Distribution of customized engineering models for additive manufacturing
CN111479667B (zh) 2017-12-15 2022-04-15 惠普发展公司,有限责任合伙企业 构建体积的零件填充
US20190248064A1 (en) * 2018-01-15 2019-08-15 Optisys, LLC Build orientation for additive manufacturing of complex structures
WO2019160507A1 (en) * 2018-02-19 2019-08-22 Agency For Science, Technology And Research Method and system for additive manufacturing
CN108724698A (zh) * 2018-04-18 2018-11-02 杭州先临爱打印科技有限公司 一种易剥离的3d打印支撑及3d打印方法
US10870235B2 (en) * 2018-04-24 2020-12-22 Xerox Corporation Method for operating a multi-nozzle extruder using zig-zag patterns that provide improved structural integrity
CN108765553A (zh) * 2018-05-17 2018-11-06 广东工业大学 一种物品包装填充物的定制方法、装置及设备
DE102018209574A1 (de) * 2018-06-14 2019-12-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer dreidimensional elastisch verformbaren Struktur, dreidimensional gedruckte elastisch verformbare Struktur, Fahrzeugsitz
US20200004225A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 Velo3D, Inc. Manipulating one or more formation variables to form three-dimensional objects
US11014292B2 (en) 2018-09-17 2021-05-25 Caterpillar Inc. Hybrid methods of additive manufacturing
WO2020123114A1 (en) * 2018-12-11 2020-06-18 Lowe's Companies, Inc. Robot motion planning for photogrammetry
US20220040763A1 (en) * 2018-12-16 2022-02-10 Stratasys Ltd. Method of building objects within a green compact of powder material by additive manufacturing
US11084224B2 (en) * 2019-02-19 2021-08-10 Arevo, Inc. Three dimensional infill in additive manufacturing
CN110533770B (zh) * 2019-08-20 2021-06-01 厦门大学 一种面向隐式表达医学模型的3d打印切片方法
CN112548116B (zh) * 2020-11-30 2022-02-25 中国商用飞机有限责任公司 利用熔丝3d打印技术的打印路径优化方法及3d打印方法
WO2022220810A1 (en) * 2021-04-13 2022-10-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Molded fiber articles with ribbing structures
US20220332050A1 (en) * 2021-04-19 2022-10-20 General Electric Company Systems, devices, and methods for generating a lattice support structure outside of an exclusion area
CN114147971A (zh) * 2021-11-30 2022-03-08 深圳市创想三维科技股份有限公司 一种3d打印文件的生成方法、装置、设备及存储介质
CN114619670A (zh) * 2022-04-18 2022-06-14 中国第一汽车股份有限公司 一种零件打印方法、装置、系统和存储介质

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0495481A3 (en) 1991-01-16 1993-06-02 Ezel Inc. Liquid crystal panel inspection method
US6021358A (en) * 1996-09-18 2000-02-01 Sachs; George A. Three dimensional model and mold making method using thick-slice subtractive fabrication
US20060054039A1 (en) * 2002-12-03 2006-03-16 Eliahu Kritchman Process of and apparratus for three-dimensional printing
JP4516957B2 (ja) * 2003-01-25 2010-08-04 パーデュー リサーチ ファンデーション 3次元オブジェクトについて検索を行なうための方法、システムおよびデータ構造
US7149596B2 (en) * 2004-01-13 2006-12-12 Sensable Technologies, Inc. Apparatus and methods for modifying a model of an object to enforce compliance with a manufacturing constraint
US7700016B2 (en) * 2005-08-02 2010-04-20 Solidscape, Inc. Method and apparatus for fabricating three dimensional models
US7403833B2 (en) * 2006-04-03 2008-07-22 Stratasys, Inc. Method for optimizing spatial orientations of computer-aided design models
DE202011003443U1 (de) 2011-03-02 2011-12-23 Bego Medical Gmbh Vorrichtung zur generativen Herstellung dreidimensionaler Bauteile
US9441308B2 (en) * 2012-02-16 2016-09-13 Lester F. Ludwig Three-dimensional microfluidic micro-droplet arrays for electronic integrated circuit and component cooling, energy-harvesting, chemical and biochemical microreactors, miniature bioreactors, and other applications
US9324190B2 (en) * 2012-02-24 2016-04-26 Matterport, Inc. Capturing and aligning three-dimensional scenes
US9174388B2 (en) * 2012-08-16 2015-11-03 Stratasys, Inc. Draw control for extrusion-based additive manufacturing systems
US9569564B2 (en) * 2013-02-11 2017-02-14 Ford Global Technologies, Llc Automated cad process for creating mold packages
WO2014145771A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Modumetal, Inc. Electrodeposited compositions and nanolaminated alloys for articles prepared by additive manufacturing processes
US9694544B2 (en) * 2013-03-22 2017-07-04 Markforged, Inc. Methods for fiber reinforced additive manufacturing
US9815268B2 (en) * 2013-03-22 2017-11-14 Markforged, Inc. Multiaxis fiber reinforcement for 3D printing
CN103777911B (zh) 2014-01-14 2016-08-17 浙江大学 3d打印中的自适应分层方法
CN103761397B (zh) * 2014-01-26 2017-02-15 张靖 用于面曝光增材成型的3d模型切片及投影面生成方法
US20160305598A1 (en) * 2014-02-26 2016-10-20 Sonoco Development, Inc. Method of Manufacturing Vacuum Insulation Panels
US9946816B2 (en) * 2014-03-18 2018-04-17 Palo Alto Research Center Incorporated System for visualizing a three dimensional (3D) model as printed from a 3D printer
US10061870B2 (en) * 2014-03-18 2018-08-28 Palo Alto Research Center Incorporated Automated metrology and model correction for three dimensional (3D) printability
US9305901B2 (en) * 2014-07-17 2016-04-05 Seagate Technology Llc Non-circular die package interconnect
US20160047075A1 (en) * 2014-08-14 2016-02-18 Electroloom, Inc. System and method for automating production of electrospun textile products

Also Published As

Publication number Publication date
EP3186732A1 (en) 2017-07-05
WO2016029424A1 (en) 2016-03-03
EP3186732B1 (en) 2021-11-10
CN105745652A (zh) 2016-07-06
CN105745652B (zh) 2020-02-11
US20170176979A1 (en) 2017-06-22
EP3186732A4 (en) 2018-08-08
US10452053B2 (en) 2019-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2899960T3 (es) Fabricación de objetos tridimensionales
US11541601B2 (en) Systems and methods for printing of 3D models
CN109922943B (zh) 改进三维物体的增材制造
US10725452B2 (en) Systems and methods for manufacturing of microstructures
US20200151286A1 (en) Conversion of geometry to boundary representation with facilitated editing for computer aided design and 2.5-axis subtractive manufacturing
JP6699269B2 (ja) 情報処理装置、造形システム、プログラム、情報処理方法
US11087535B2 (en) Rebuilding three-dimensional models to provide simplified three-dimensional models
ES2849962T3 (es) Procedimiento de impresión tridimensional en color y equipo de impresión tridimensional
EP3114649A1 (en) Fabricating three-dimensional objects with overhang
JP6928175B2 (ja) 構造体積取得方法及び装置、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体並びにプリンタ
TW201617237A (zh) 立體列印裝置
US20220055292A1 (en) Methods for incremental 3d printing and 3d printing arbitrary wireframe meshes
CN109394410B (zh) 基于病人个性化外固定3d打印模型设计方法及切片系统
US20180056607A1 (en) Printing three dimensional objects using perforated brims
US20200061928A1 (en) 3d printing method and device
JP2018001494A (ja) 三次元造形装置および造形データ作成装置
CN112116721B (zh) 三维模型的标记方法、装置、电子设备及存储介质
US10755005B1 (en) Providing a single command to create multiple CAD features
ES2847589T3 (es) Impresión en tres dimensiones utilizando una conversión rápida de archivos STL
US20200004226A1 (en) Fabricating three-dimensional objects
EP3616165A1 (en) Determining object volumes in virtual object space
JP2020035209A (ja) 三次元形状データの生成装置、三次元造形装置、及び三次元形状データの生成プログラム
ES2913772T3 (es) Soporte de objeto durante la impresión 3d de un objeto que se basa en un modelo
WO2018066691A1 (ja) 三次元造形物並びにその造形のためのシステム及び方法、三次元造形物の造形用データ並びにその生成のための装置、生成方法、プログラム、及びプログラムを記憶した記憶媒体
US11865769B2 (en) Weak material phases