CN115816817A - 3d喷墨打印设备、模型材料用量确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种3D喷墨打印设备、模型材料用量确定方法及装置,能够根据3D喷墨打印设备的不同打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型所需的至少两种模型材料的用量。因此能够在3D喷墨打印设备打印3D模型之前,更为快速、有效地确定打印3D模型所需的至少两种模型材料的用量,从而实现提前报价和/或提前判断3D喷墨打印设备中存储的材料量是否能够满足要求,以及提前准备好用于补充的材料,保证了3D喷墨打印设备的正常使用,进而提升3D喷墨打印设备的用户使用体验。
Description
技术领域
本申请涉及3D喷墨打印设备技术领域,尤其涉及一种3D喷墨打印设备、模型材料用量确定方法及装置。
背景技术
3D喷墨打印设备是一种可以通过增材制造技术打印3D模型的打印设备。增材制造技术也可以被称为3D打印技术。3D喷墨打印设备在打印3D模型的过程中,可以通过逐层形成3D模型的层,并逐层叠加最终形成3D模型,具有成型效率高、材料浪费少、能有效节约制造成本,并且可以制造各种结构复杂、具有美感的3D模型等优点。
现有技术中,3D喷墨打印设备在打印3D模型之前,希望提前确定打印3D模型所需不同模型材料的用量,从而提前判断3D喷墨打印设备中存储的模型材料量是否能够满足要求,以及提前准备好用于补充的材料等。然而,现有技术中,3D喷墨打印设备主要根据3D模型的体积确定3D喷墨打印设备打印3D模型所需的材料总用量,当3D模型使用至少两种模型材料打印时,不能分别确定出每种模型材料的用量,导致了3D喷墨打印设备根据3D模型的体积直接确定的打印3D模型所需材料的用量不能用来提前判断3D喷墨打印设备中存储的模型材料量是否能够满足要求,影响3D喷墨打印设备的正常使用,进而降低用户的使用体验。
发明内容
本申请实施例提供一种3D喷墨打印设备、模型材料用量确定方法及装置,用于解决现有技术中不能确定打印3D模型所需不同模型材料的用量,从而影响3D喷墨打印设备的正常使用,进而降低用户的使用体验的技术问题。
本申请第一方面提供一种3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法,包括:确定待打印的3D模型的模型数据;确定3D模型的打印模式;打印模式包括第一打印模式和第二打印模式中的一种;3D喷墨打印设备在第一打印模式和第二打印模式下打印3D模型使用的模型材料中至少一种模型材料的用量不同;根据3D模型的模型数据和打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
在本申请第一方面一实施例中,确定3D模型的打印模式,包括:根据3D模型的模型数据,确定3D模型的打印模式。本实施例中可以更加自动化、智能化地根据待打印的3D模型的模型数据确定打印模式,且使确定的打印模式更适用于当前的3D模型。
在本申请第一方面一实施例中,确定3D模型的打印模式,包括:通过操作界面接收用户根据3D模型的模型数据确定的3D模型的打印模式。本实施例中根据接收到的用户指示的打印模式确定3D模型的打印模式,从而不需要进行确定打印模式的计算,减少了模型材料用量确定装置所需的计算量,并增强了用户对3D喷墨打印设备的控制,提高了用户的使用体验。
在本申请第一方面一实施例中,模型数据包括:数据的格式信息、模型的结构信息、模型的颜色信息和模型的机械性能信息中的至少一种。本实施例提供的模型数据的种类较为灵活,可以丰富应用场景。
在本申请第一方面一实施例中,当模型数据中数据的格式信息为带颜色属性的数据格式时,3D模型的打印模式为第一打印模式;当模型数据中数据的格式信息为不带颜色属性的数据格式时,3D模型的打印模式为第二打印模式;或者,当模型数据中数据的格式信息为带颜色属性的数据格式时,3D模型的打印模式为第一打印模式;当模型数据中数据的格式信息为不带颜色属性的数据格式且模型的结构信息中单位面积中多边形面片的个数大于指定阈值时,3D模型的打印模式为第一打印模式;当模型数据中的模型的结构信息中单位面积中多边形面片的个数小于或等于指定阈值时,3D模型的打印模式为第二打印模式。本实施例能够根据模型数据的不同确定不同的打印模式,从而在不同的打印模式下确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的不同的至少两种模型材料的用量,并且能够快速、准确的确定不同的模型材料的用量,以及所确定的模型材料的用量更符合实际需求。
在本申请第一方面一实施例中,当3D模型的打印模式为第一打印模式,根据3D模型的模型数据和打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量,包括:根据3D模型的模型数据确定3D模型的外壳属性区域和内部填充区域;其中,外壳属性区域覆盖在内部填充区域表面;确定外壳属性区域的体积、3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料;根据外壳属性区域的体积、3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料,确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量;确定内部填充区域的体积以及在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息;根据内部填充区域的体积以及在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域使用的至少一种模型材料的用量;根据3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量和3D喷墨打印设备打印内部填充区域使用的至少一种模型材料的用量,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。本实施例提供了一种3D喷墨打印设备在第一打印模式下,确定模型材料的用量的方式,从而能够根据第一打印模式下3D模型划分为外壳属性区域和内部填充区域的特点,分别确定模型材料的用量,并最终根据两个区域的相同模型材料的用量之和,更为快速、有效地确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
在一种实施例中,确定外壳属性区域的体积包括:根据3D模型的模型数据确定外壳属性区域的表面积;确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域的厚度;根据外壳属性区域的表面积和厚度,确定外壳属性区域的体积。
在一种实施例中,确定内部填充区域的体积,包括:根据3D模型的模型数据确定3D模型的体积;根据3D模型的体积和外壳属性区域的体积,确定内部填充区域的体积。
本实施例提供了一种确定外壳属性区域和/或内部填充区域体积的方式,计算方式较为简单,能够提高确定模型材料的用量时的计算速度和计算效率。
在一种实施例中,根据外壳属性区域的体积、3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料,确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量,包括:根据外壳属性区域的体积、3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料,确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量均等于外壳属性区域的体积。本实施例针对外壳属性区域,提供了一种更为快速、有效地确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域所需的至少一种模型材料的用量的方法。
在一种实施例中,根据内部填充区域的体积以及在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域使用的至少一种模型材料的用量,包括:根据在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素时,每种模型材料的墨滴数量与单个体素内所有材料的墨滴总数量的比值,或者,每种模型材料的体积与单个体素内所有模型材料的体积的比值;根据每种模型材料对应的比值与内部填充区域的体积的乘积,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域使用的至少一种模型材料中每种模型材料的用量。本实施例针对内部填充区域,提供了一种更为快速、有效地确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域所需的至少一种模型材料的用量的方法,确定的用量更为准确。
在一种实施例中,当3D模型的打印模式为第二打印模式,根据3D模型的模型数据和打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量,包括:根据3D模型的模型数据确定3D模型的至少一个单一模型属性区域以及每个单一模型属性区域的体积;基于色彩特性文件,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料的信息;根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料的信息以及在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量;根据3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。本实施例提供了一种3D喷墨打印设备在第二打印模式下,确定模型材料的用量的方式,从而能够根据第二打印模式下3D模型划分为至少一个单一模型属性区域的特点,分别确定每个单一模型属性区域的模型材料的用量,并最终根据所有单一模型属性区域相同模型材料的用量之和,更为快速、有效地确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
在本申请第一方面一实施例中,至少一种基色模型材料信息包括:每个单一模型属性区域内的至少一种基色模型材料,以及每种基色模型材料在单一模型属性区域内的体积最大占比;在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息包括单个体素中墨滴总体积、单个体素中墨滴数和单个体素中填补材料的种类,或者,单个体素中墨滴数、单个墨滴的体积和单个体素中填补材料的种类;至少两种模型材料包括填补材料和至少一种基色模型材料。本实施例根据单一模型属性区域中的基色模型材料信息,更为准确地确定3D喷墨打印设备打印单一模型属性区域时所需的模型材料种类和不同种类模型材料的用量,进而提高了确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量的准确性。
在本申请第一方面一实施例中,根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料信息以及在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量,包括:根据每个单一模型属性区域的体积、在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定每个单一模型属性区域内的体素数量和至少两种模型材料的单个墨滴的体积;根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域内的体素数量、至少一种基色模型材料的信息和至少两种模型材料的单个墨滴的体积,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量。本实施例针对单一模型属性区域,提供了一种更为快速、有效地确定3D喷墨打印设备打印单一模型属性所需的至少一种模型材料的用量的方法,确定的用量更为准确。
在本申请第一方面一实施例中,根据3D模型的模型数据和打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量之后,还包括:根据3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量和3D喷墨打印设备中至少两种模型材料的剩余存储量,确定3D喷墨打印设备能否打印3D模型;当确定3D喷墨打印设备能打印3D模型,控制3D喷墨打印设备打印3D模型;当确定3D喷墨打印设备不能打印3D模型,控制3D喷墨打印设备发出提示指令。本实施例中在得到3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量之后,还可以判断3D喷墨打印设备中存储的模型材料量是否能够满足使用要求,以及提前准备好用于补充的材料等。保证了3D喷墨打印设备的正常使用,进而提升3D喷墨打印设备的用户使用体验。
本申请第二方面提供一种3D喷墨打印设备,该3D喷墨打印设备包括模型材料用量确定装置,该模型材料用量确定装置用于执行如本申请第一方面任一项提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法。
本申请第三方面提供一种3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置,用于执行如本申请第一方面任一项提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法。
有益效果:
本申请实施例提供的3D喷墨打印设备、模型材料用量确定方法及装置,能够根据3D喷墨打印设备的不同打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型所需的至少两种模型材料的用量。因此,能够在3D喷墨打印设备打印3D模型之前,更为准确、快速、有效地确定打印3D模型所需的至少两种模型材料的用量,从而提前判断3D喷墨打印设备中存储的模型材料量是否能够满足使用要求,以及提前准备好用于补充的材料等。保证了3D喷墨打印设备的正常使用,进而提升3D喷墨打印设备的用户使用体验。或者,使用户能够提前更换其它需要模型材料量少的3D模型进行打印作业,防止打印中断导致3D喷墨打印设备的打印件损坏的情况,降低3D喷墨打印设备的打印成本、提升3D喷墨打印设备的一次打印成功率,提升3D喷墨打印设备的用户操作体验感。以及,由于通过3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法能够提前确定3D模型所需的每一种模型材料的量,还能使3D喷墨打印设备的用户或者供应商等,实现根据3D喷墨打印设备打印3D模型所需的至少两种模型材料的用量进行提前报价等操作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的3D喷墨打印设备一实施例的结构示意图;
图2为本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法一实施例的流程示意图;
图3为本申请提供的一种操作界面的示意图;
图4为本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法一实施例的流程示意图;
图5为本申请提供的一种3D模型的结构示意图;
图6为本申请提供的一种3D模型的外壳属性区域和内部填充区域的示意图;
图7为本申请提供的一种3D模型的截面示意图;
图8为本申请提供的一种3D模型的面片的示意图;
图9为本申请提供的一种3D模型的三角面片在水平面上的投影结构示意图;
图10为本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法另一实施例的流程示意图;
图11为本申请提供的一种3D模型的单一模型属性区域的示意图;
图12为本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法又一实施例的流程示意图;
图13为本申请提供的一种3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法适用于任何一种能打印多材料3D模型的3D打印设备。3D打印设备具体可以是打印机。本申请实施例对待打印3D模型的形状和结构等不做限制。3D模型打印所使用的材料统称为构建材料,可分为模型材料和支撑材料,模型材料用于打印3D模型的实体结构,形成3D模型;支撑材料用于在3D模型打印过程中打印支撑结构为3D模型提供支撑和/或填充在孔洞结构中,在3D模型打印完成后支撑材料需要从3D模型周围移除。本申请流程图中的编号没有大小和顺序之分,仅仅用来区分所要表述的步骤,便于对本申请的技术方案简单、清晰的表述。下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本申请提供的3D喷墨打印设备一实施例的结构示意图,如图1所示的3D喷墨打印设备包括:控制装置100、打印头15、材料存储容器4和支撑平台8等。需要说明的是,如图1所示的3D喷墨打印设备仅为用于说明本申请实施例提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法所提供的示例。本申请实施例提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法还可以应用于其他3D喷墨打印设备。
控制装置100可用于控制3D喷墨打印设备打印3D模型1。控制装置100可以是电脑、服务器等电子设备,或者,控制装置100还可以是设置在3D喷墨打印设备中的处理电路,如CPU、MCU、SOC等处理器。
具体地,控制装置100用于控制打印头15向成型平台8上喷射构件材料6,形成3D模型的材料层1n。成型平台8用于支撑喷射的构件材料6以及打印后形成的3D模型1。材料存储容器4用于存储打印3D模型所需要的构件材料6。构建材料6包括模型材料和/或支撑材料。材料储存容器4通过墨管与打印头15连接。控制装置100根据3D模型的打印数据,控制打印头15选择性喷射模型材料和/或支撑材料6在支撑平台8上,形成待打印的3D模型的材料层1n。支撑平台8可以为多边形、圆形或其他规则或不规则的形状,例如为方形,如长方形或正方形等。
在一种实施例中,打印头15的数量为至少一个,即可以是一个或多个,打印头15具体可以包括单通道打印头15和/或多通道打印头15。打印头3可以是压电式喷墨打印头或热气泡式喷墨打印头;可以是单通道打印头、双通道打印头或单通道与双通道结合的打印头。本申请实施例对打印头3的具体实现方式不做限制,只要能正常实现喷墨打印即可。
在一种实施例中,如图1所示的3D喷墨打印设备还包括:辐射源7。其中,辐射源7的数量可以是一个或多个。在图1所示的示例中辐射源7的数量为2个。且2个辐射源7分别设置于打印头15的相对两侧。在图1中的X方向上,2个辐射源设置在打印头的左右两侧。例如,辐射源7可以包括紫外发光二极管(UV LED)等能够提供辐射的发光器件,例如UV LED灯。
控制装置100可用于控制辐射源7提供辐射。具体地,当控制装置100控制打印头15向支撑平台8上喷射构建材料6,并在支撑平台8上形成材料层1n的过程中,控制装置100控制辐射源7开启,使辐射源7向材料层1n提供辐射。其中,控制装置100控制位于打印头15相对两侧的辐射源7不同时开启。以图1所示的打印头15在X方向往复移动为例,当打印头15向左移动进行喷墨打印时,控制装置100控制位于打印头15右侧的辐射源7开启、控制左侧的辐射源7关闭;当打印头15向右移动进行喷墨打印时,控制装置100控制位于打印头15左侧的辐射源7开启、控制右侧的辐射源7关闭。辐射源7提供的辐射可以缩短材料层1n的固化时间,提高材料层1n的固化程度。
在一种实施例中,如图1所示的3D喷墨打印设备还包括字车5。打印头15和辐射源7均分别安装于字车5上。当3D喷墨打印设备进行打印时,支撑平台8在水平方向上不移动,字车5带动打印头15相对于支撑平台8在扫描方向上匀速移动。打印头15以图1所示的X方向为扫描方向,则控制装置100通过控制字车5在扫描方向上移动。当字车5在扫描方向上向左移动的过程中,打印头15向支撑平台8喷射构建材料6,形成材料层1n,同时控制装置100控制位于打印头15右侧的辐射源7开启,对材料层1n提供辐射,使材料层1n发生聚合反应。当字车5向非扫描方向移动一个步进的距离后,字车5在扫描方向上向右移动的过程中,控制装置100控制打印头15向支撑平台8喷射构建材料6形成材料层1n,同时控制位于打印头15右侧的辐射源7关闭、位于打印头15左侧的辐射源7开启,对材料层1n提供辐射,使材料层1n发生聚合反应。字车5在扫描方向上往复移动时,打印头15和辐射源7重复上述喷墨打印过程,直到形成一层3D模型的材料层1n。
在一种实施例中,如图1所示的3D喷墨打印设备还包括校平部件16。校平部件16用于对材料层1n进行校平处理。校平部件16安装于字车5上,具体可以安装于打印头15和一个辐射源7之间。校平部件11可以包括校平棍,通过校平棍的旋转作用带走分配至支撑平台8上的多余的构建材料6,以提高材料层1n的精度,从而提高3D模型的成型精度。
在一种实施例中,打印头15与支撑平台8之间可以在Z方向上相对移动。其中,Z方向平行于所需打印的3D模型的材料层1n的层叠方向,Z方向也平行于打印头15至支撑平台8的方向,即,Z方向平行于沿支撑平台8至打印头15的方向。在形成一层3D模型的层后,打印头15与支撑平台8在Z方向上相对移动,以增大二者在Z方向上的相对距离,使二者之间具有足够的空间容纳新的材料层1n,以连续形成3D模型的层,使这些层逐层叠加形成3D模型。
在一种实施例中,如图1所示的3D喷墨打印设备还包括升降部件9。升降部件9与支撑平台8连接。升降部件9用于改变支撑平台8与打印头15在Z方向上的相对距离。例如,升降部件9可用于带动支撑平台8在Z方向上相对于打印头15下移一定距离,以增大二者在Z方向上的相对距离,使二者之间具有足够的空间容纳新的材料层1n,以连续形成3D模型的层,使这些层逐层叠加形成3D模型。
在一种实施例中,如图1所示的3D喷墨打印设备还包括3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101。可用于在3D喷墨打印设备打印3D模型之前,具体理解为用于在3D喷墨打印设备的打印头执行喷墨打印动作之前,提前确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的不同模型材料的用量。使得控制装置100能够根据3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101确定的模型材料的用量,提前判断3D喷墨打印设备的材料存储容器4中存储的材料量是否能够满足使用要求,以及提前准备好用于补充的材料等,和/或使得用户能提前知悉打印3D模型需要使用的不同模型材料的用量,提前预估打印成本、提前实现报价等。
在一种实施例中,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101可以是与控制装置100独立的装置,或者,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101还可以集成在控制装置100内。
针对现有技术中,不能在3D模型打印之前提前确定打印3D模型所需不同模型材料的用量,从而影响3D喷墨打印设备的正常使用,进而降低用户的使用体验的技术问题,本申请实施例还提供一种3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法,可用于更为快速、有效地确定3D喷墨打印设备打印3D模型时所需的不同模型材料的用量。该3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法可以由如图1所示的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101执行,并且具体用于确定构建材料6中用于形成模型本身的不同的模型材料的量。
图2为本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法一实施例的流程示意图。如图2所示的方法包括:
S101:确定待打印的3D模型的模型数据。
在一种实施例中,3D喷墨打印设备的控制装置100可以通过连接的扫描仪扫描待打印的3D模型对应的实体模型之后,进行三维重建从而得到3D模型的模型数据,使模型材料用量确定装置101通过控制装置100确定待打印3D模型的模型数据。或者,3D喷墨打印设备的控制装置100还可以在数据平台上下载得到3D模型的模型数据并发送给模型材料用量确定装置101,使模型材料用量确定装置101通过控制装置100确定待打印3D模型的模型数据。又或者,3D喷墨打印设备的控制装置100还可以绘制待打印3D模型的模型数据,并发送给模型材料用量确定装置101,使模型材料用量确定装置101通过控制装置100确定待打印3D模型的模型数据。再或者,3D喷墨打印设备的控制装置100接收外部输入的3D模型的模型数据,并发送给模型材料用量确定装置101,使模型材料用量确定装置101通过控制装置100确定待打印3D模型的模型数据。或者还可以有其它方式,在此不一一列举。
在一种实施例中,待打印的3D模型的模型数据包括:数据的格式信息、模型的结构信息、模型的颜色信息和模型的机械性能信息中的至少一种。
在一种实施例中,3D模型的模型数据的数据格式可分为带颜色属性的数据格式和不带颜色属性的数据格式。例如,带颜色属性的数据格式可以是PLY格式、OBJ格式、AMF格式、3MF格式、VRML格式等。不带颜色属性的数据格式可以是STL格式、RPI格式等。带颜色属性的数据格式的模型数据中包括模型的结构信息和模型的属性信息。模型的属性信息选自模型的颜色属性和模型的机械性能属性中的一种。模型的颜色属性也称模型的颜色信息具体是指模型的表面颜色,如红色、黄色、绿色、紫色等。模型的机械性能属性也称模型的机械性能信息具体是指模型表面材质,如软质、硬质等。模型的结构信息包括模型的几何形状。
S102:确定3D模型的打印模式。其中,打印模式包括第一打印模式和第二打印模式中的一种。当3D喷墨打印设备在第一打印模式和第二打印模式下分别打印相同的3D模型时,3D喷墨打印设备所使用的至少两种模型材料中至少一种模型材料的用量不同。
可以理解的是,第一打印模式和第二打印模式是3D喷墨打印设备在不同次打印作业中执行的。其中,不同次打印作业对应不同的成型过程,第一打印模式和第二打印模式在不同次打印作业中执行,具体是指在一次打印作业中仅执行一种打印模式,如第一打印模式或第二打印模式;也就是在同一成型过程中仅执行第一打印模式或第二打印模式;在一个成型过程中或在一次打印作业中打印至少一个待打印物体。
在一种实施例中,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101可以通过操作界面接收用户根据3D模型的模型数据所确定的3D模型的打印模式。例如,图3为本申请提供的一种操作界面的示意图。如图3所示的操作界面可以是3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101提供的。例如,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101可以连接显示器等显示装置,通过显示器提供的操作界面显示两个打印模式对应的信息。随后,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101通过显示器提供的操作界面102接收用户根据3D模型的模型数据所确定的打印模式。因此,本实施例中,模型材料用量确定装置101可以根据接收到的用户指示确定打印模式,从而不需要进行确定打印模式的计算,减少了模型材料用量确定装置101所需的计算量,并增强了用户对3D喷墨打印设备的控制,提高了用户的使用体验。
在另一种实施例中,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101可以根据S101中所确定的3D模型的模型数据,确定3D模型的打印模式。
在又一种实施例中,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101可以根据S101中所确定的3D模型的模型数据,确定3D模型的打印模式,又可以通过操作界面接收用户根据3D模型的模型数据所确定的3D模型的打印模式。
在一种实施例中,当待打印的3D模型的模型数据的数据格式信息为带颜色属性的数据格式时,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101或者用户所确定的3D模型的打印模式为第一打印模式。当待打印的3D模型的模型数据的数据格式信息为不带颜色属性的数据格式时,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101或者用户所确定的3D模型的打印模式为第二打印模式。第一打印模式又可被称为贴图模式,第二打印模式又可被称为非贴图模式。
或者,在另一种实施例中,当待打印的3D模型的模型数据的数据格式信息为带颜色属性的数据格式时,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101或者用户所确定的3D模型的打印模式为第一打印模式。
当待打印的3D模型的模型数据的数据格式信息为不带颜色属性的数据格式且模型结构信息中单位面积中多边形面片的个数大于指定阈值时,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101或者用户所确定的3D模型的打印模式确定为第一打印模式。其中,模型结构信息中单位面积中多边形面片的个数大于指定阈值,被定义为该模型是结构复杂、和/或具有诸多细微结构的模型,此类模型对表面质量要求较高,因此将这种3D模型的打印模式确定为第一打印模式;示例性的,该指定阈值可以是大于或等于500万。
当待打印的3D模型的模型数据的数据格式信息为不带颜色属性的数据格式且模型结构信息中单位面积中多边形面片的个数小于或等于指定阈值时,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101或者用户所确定的3D模型的打印模式为第二打印模式。
或者,在又一种实施例中,当待打印的3D模型的模型数据的数据格式信息为带颜色属性的数据格式时,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101或者用户所确定的3D模型的打印模式为第一打印模式。当待打印的3D模型的模型数据的数据格式信息为不带颜色属性的数据格式时,用户所确定的3D模型的打印模式为第一打印模式或第二打印模式。在该实施例中用户确定3D模型的打印模式为第一打印模式或第二打印模式的依据除了上述实施例中列举的确定依据,还可以是其它确定依据,再此不做限制。
S103:根据S101中确定的模型数据和S102中确定的打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。其中,所确定的至少两种模型材料的属性信息不同。例如,至少两种模型材料的颜色不同和/或者机械性能不同等。
在本申请实施例中,当3D喷墨打印设备在不同打印模式下打印3D模型时,S103中3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101所确定的至少两种模型材料的用量中有至少一种模型材料的用量不同。
在一种实施例中,在S103中,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置101根据不同的打印模式,使用不同的方法确定至少两种模型材料的用量。
在一种实施例中,由于3D喷墨打印设备在对3D模型进行逐层打印过程中,打印头需要定期进行自动喷墨清洗以维持喷墨打印的流畅性和/或校平部件对材料层表面进行校平会带走一定量的模型材料,因此,在S103确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量之后,还可以给至少两种模型材料的用量添加补偿值,以进一步提升模型材料用量确定的准确性。例如,可以将至少两种模型材料的用量乘以补偿系数,得到补偿后的至少两种模型材料的用量,并以此进行后续处理。例如,该补偿系数可以是大于或等于0.3的值。
综上,本实施例提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法,能够根据3D喷墨打印设备的不同打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型所需的至少两种模型材料的用量。因此,能够在3D喷墨打印设备打印3D模型之前,更为快速、有效地确定打印3D模型所需的至少两种模型材料的用量,从而提前判断3D喷墨打印设备中存储的模型材料量是否能够满足要求,以及提前准备好用于补充的材料等。保证了3D喷墨打印设备的正常使用,进而提升3D喷墨打印设备的用户使用体验。或者,使用户能够提前更换其它需要模型材料量少的3D模型进行打印作业,防止打印中断导致3D喷墨打印设备的打印件损坏的情况,降低3D喷墨打印设备的打印成本、提升3D喷墨打印设备的一次打印成功率,提升3D喷墨打印设备的用户操作体验感。以及,由于通过3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法能够提前确定3D模型所需的每一种模型材料的量,还能使3D喷墨打印设备的用户或者供应商等,实现根据3D喷墨打印设备打印3D模型所需的至少两种模型材料的用量进行提前报价等操作。
图4为本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法一实施例的流程示意图。如图4所示的方法示出了当3D模型的打印模式为第一打印模式时,图2所示的S103的一种具体的实现方式,该方法包括:
S1031:根据3D模型的模型数据,确定3D模型的外壳属性区域和内部填充区域。
例如,图5为本申请提供的一种3D模型的结构示意图,图6为本申请提供的一种3D模型的外壳属性区域和内部填充区域的示意图,图7为本申请提供的一种3D模型的截面示意图。如图5-图7所示的3D模型1为贴图模型,本实施例中以3D模型1的结构为圆柱形作为示例,可以理解的是,3D模型可以是其他形状。
3D模型1的模型数据的数据格式可以是OBJ格式,则根据3D模型1的模型数据,可以以3D模型1的外围轮廓为边界,向内缩指定距离d,得到贴图模型1的外壳属性区域12,并以外壳属性区域12为基准,进一步确定内部填充区域11,使外壳属性区域12覆盖在内部填充区域11表面后,可以形成包括外壳属性区域12和内部填充区域11的3D模型1。结合图7所示的A-A方向上的截面示意图,指定距离d可以是外壳属性区域12A的厚度,也是外壳属性区域12的厚度。指定距离d的取值范围可以是0.5mm-3mm之间的任意值,具体可以是0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或者3mm等。或者可以是所列举的相邻两个数值之间的任意值。内部填充区域11的颜色为白色或透明。外壳属性区域12是表征3D模型表面形貌的区域,例如可用于表征3D模型表面的颜色、纹理等。
在S1031之后,分别确定3D喷墨打印设备打印3D模型的外壳属性区域12和内部填充区域11时所需的至少一种模型材料的用量。
一、确定3D喷墨打印设备打印3D模型的外壳属性区域12时所需的至少一种模型材料的用量的步骤包括:
S1032:确定外壳属性区域12的体积,以及确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域12时使用的至少一种模型材。
S1033:根据S1032中所确定的外壳属性区域12的体积和至少一种模型材料,确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域12使用的至少一种模型材料的用量。
在一种实施例中,S1032中确定外壳属性区域12的体积具体包括:首先确定外壳属性区域12的表面积,以及3D喷墨打印设备打印的外壳属性区域12的厚度(即指定距离d),从而根据外壳属性区域的表面积和厚度,确定外壳属性区域12的体积。
例如,图8为本申请提供的一种3D模型的面片的示意图。其中,3D模型的模型数据为OBJ格式,且3D模型的结构是由多个多边形的面片构成,所有多个多边形的面片可以构成封闭曲面,每个多边形面片的面积大小可以相同或不同,多边形面片的形状可以是三角形面片、四边形面片等中的至少一种。
以图8中的多边形面片为三角面片ai为例,i为构成3D模型的三角面片的个数。当3D模型包括n个三角面片,则i可以取1-n的正整数。例如,a1表示第1个三角面片,a2表示第2个三角面片,……,an表示第n个三角面片。因此,通过计算所有三角面片ai的面积Si并求和,可以得到外壳属性区域12的表面积S,通过公式表示为
图9为本申请提供的一种3D模型的三角面片在水平面上的投影结构示意图,如图9所示的3D模型中的一个三角面片ai在水平面上的投影为a’i,水平面可以是3D模型摆放后所在的平面,对应于打印该3D模型的3D打印设备的支撑平台。因此,通过计算每一个三角面片ai与投影a’i之间围合成的体积Vi,可以计算所有三角面片ai与对应的三角面片在水平面上的投影之间围合成的体积Vi并求和,可以得到整个3D模型的体积V。通过公式表示为
则根据计算出的外壳属性区域12的表面积S与外壳属性区域12的厚度d的乘积,可以得到外壳属性区域12的体积V12,通过公式表示为S*d=V12。
在一种实施例中,S1033中确定外壳属性区域12的至少一种模型材料的用量,包括:根据外壳属性区域12的体积V12、3D喷墨打印设备打印外壳属性区域12使用的至少一种模型材料,确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域12使用的至少一种模型材料的用量均等于外壳属性区域12的体积V12。
在一种实施例中,3D喷墨打印设备预设的打印外壳属性区域12使用的至少一种模型材料具体包括青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、黑色(BK)、白色(W)和透明(T)的模型材料中的至少一种模型材料。或者,3D喷墨打印设备预设的打印外壳属性区域12使用模型材料具体包括至少两种不同机械性能的模型材料,所述至少两种不同机械性能的模型材料选自不同邵氏A硬度的材料和/或不同邵氏D硬度的模型材料。3D喷墨打印设备预设的打印外壳属性区域12使用模型材料可以是提前设定的。
随后,将每一种模型材料的体积确定为外壳属性区域12的体积V12。例如,当3D喷墨打印设备预设的外壳属性区域12包括青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、黑色(BK)、白色(W)和透明(T)共6种模型材料时,则确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域12使用的青色(C)模型材料的体积为V12、品红色(M)模型材料的体积为V12、黄色(Y)模型材料的体积为V12、黑色(BK)模型材料的体积为V12、白色(W)模型材料的体积为V12和透明(T)模型材料的体积为V12。
二、确定3D喷墨打印设备打印3D模型的内部填充区域11时所需的至少一种模型材料的用量的步骤包括:
S1034:确定内部填充区域的体积,以及确定在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域11的单个体素的墨滴分配信息。
S1035:根据内部填充区域11的体积以及墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域11使用的至少一种模型材料的用量。
在一种实施例中,S1034中确定内部填充区域11的体积具体包括:根据3D模型的体积V,以及S1032计算出的外壳属性区域12的体积V12之差,确定内部填充区域11的体积V11,通过公式表示为V11=V-V12。
在一种实施例中,S1035中确定内部填充区域11的至少一种模型材料的用量,包括:根据在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域11的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域11的单个体素时,每种模型材料的墨滴数量与单个体素内所有材料的墨滴总数量的比值,或者,每种模型材料的体积与单个体素内所有模型材料的体积的比值。随后,根据每种模型材料对应的比值与内部填充区域11的体积V11的乘积,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域11使用的至少一种模型材料中每种模型材料的用量。
具体地,在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息包括单个体素中墨滴的数量以及墨滴的材料属性,或者单个体素中相同材料属性的墨滴的总体积;在确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域11使用的至少一种模型材料中每种模型材料的用量时单个体素中使用的墨滴可以是小墨滴、中墨滴和/或大墨滴。其中,小、中、大是相对概念,都是打印头能进行正常喷墨打印所喷射出来的墨滴。以小墨滴的体积为V0表示,中墨滴的体积是小墨滴的2倍即2V0,大墨滴的体积是小墨滴的3倍即3V0。以小墨滴为基本单元,单个体素中墨滴的数量不做限制,可以是2滴、3滴或4滴。墨滴的材料属性具体是指单个体素中需要喷射的墨滴的模型材料种类,如白色模型材料墨滴和/或透明模型材料墨滴。
例如,以3D喷墨打印设备打印内部填充区域11的单个体素时,需要喷射3个小墨滴,且包括2个白色模型材料墨滴和1个透明模型墨滴为例,此时单个体素中需要喷射白色模型材料墨滴的体积为2V0,透明模型材料墨滴的体积为V0。从而确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域11的单个体素时白色模型材料的体积与单个体素内所有模型材料的体积的比值为2/3,透明模型材料的体积与单个体素内所有模型材料的体积的比值为1/3。最终,根据白色模型材料对应的比值2/3与内部填充区域11的体积V11的乘积,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域11时白色模型材料的用量为2/3*V11。并根据透明模型材料对应的比值1/3与内部填充区域11的体积V11的乘积,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域11时透明模型材料的用量为1/3*V11。
通过上述S1032-S1035,确定出3D喷墨打印设备打印外壳属性区域12使用的至少一种模型材料的用量,以及3D喷墨打印设备打印内部填充区域11使用的至少一种模型材料的用量之后,在S1036中,确定打印外壳属性区域12与打印内部填充区域11使用的相同的模型材料的用量之和,之后可以确定出3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
例如,当确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域11需要白色模型材料的用量为2/3*V11,打印内部填充区域需要透明模型材料的用量为1/3*V11,打印外壳属性区域12需要青色(C)模型材料的用量为V12,品红色(M)模型材料的用量为V12,黄色(Y)模型材料的用量为V12,黑色(BK)模型材料的用量为V12,白色(W)模型材料的用量为V12,透明(T)模型材料的用量为V12。将上述相同颜色模型材料的用量相加后,可以得到3D喷墨打印设备打印3D模型使用的青色(C)模型材料的用量为V12,品红色(M)模型材料的用量为V12,黄色(Y)模型材料的用量为V12,黑色(BK)模型材料的用量为V12,白色(W)模型材料的用量为(2V11+3V12)/3,透明(T)模型材料的用量为(V11+3V12)/3。
图10为本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法另一实施例的流程示意图。如图10所示的方法示出了当3D模型的打印模式为第二打印模式时,图2所示的S103的一种具体的实现方式,该方法包括:
S1037:根据3D模型的模型数据,确定3D模型的至少一个单一模型属性区域,以及每个单一模型属性区域的体积。
在一种实施例中,每个单一模型属性区域的模型数据的属性信息不同。例如,图11为本申请提供的一种3D模型的单一模型属性区域的示意图,如图11所示的3D模型2为非贴图模型,该3D模型2包括2个单一模型属性区域,记为第一模型属性区域21和第二模型属性区域22。其中,第一模型属性区域21为红色(R)颜色属性,第二模型属性区域22为绿色(G)颜色属性。因此在S1037中,可以根据待打印的3D模型的模型数据包括模型的结构信息和模型的属性信息,将3D模型划分得到具有单一模型属性的第一模型属性区域21和第二模型属性区域22。
在一种实施例中,可以根据第一模型属性区域21的模型数据通过计算构成该区域的所有三角面片与该三角片面在水平面上的投影之间围合成的体积之和得到该红色的第一模型属性区域21的体积V21。并根据第二模型属性区域22的模型数据通过计算构成该区域的所有三角面片与该三角片面在水平面上的投影之间围合成的体积之和得到该绿色的第二模型属性区域22的体积V22。
S1038:基于色彩特性文件,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料的信息。
在一种实施例中,至少一种基色模型材料信息包括:每个单一模型属性区域内的至少一种基色模型材料,以及每种基色模型材料在单一模型属性区域内的体积最大占比。
具体地,色彩特性文件如ICC色彩特性文件(ICC Profile)是一组用来描述色彩输入、输出设备或者某种色彩空间的特性的数据集合,如从RGB色彩空间转换到基色材料的CMYK色彩空间。模型属性信息本实施例中指模型的颜色属性信息,是色光颜色属性信息,基于RGB颜色空间的颜色信息,本实施例中通过色彩特性文件,将模型的RGB色光颜色属性信息转换成C、M、Y、K等基色模型材料信息;该基色模型材料信息包括基色模型材料种类以及每种基色模型材料对应可喷墨量最大占比等。基色模型材料是用于打印待打印3D物体的材料也是模型材料。色彩特性文件可以由打印设备本身的呈色性能决定和获得。
示例性地,对于图11所示的3D模型2,颜色为红色(R)的第一模型属性区域21的颜色属性信息通过色彩特性文件转化后得到M30%、Y80%。颜色为绿色(R)的第二模型属性区域22的颜色属性信息通过色彩特性文件转化后得到C40%、Y60%。其中,M30%表示在第一模型属性区域21中M材料墨滴覆盖了30%的体素范围,Y80%表示在第一模型属性区域21中Y材料墨滴覆盖了80%的体素范围,C40%表示在第二模型属性区域22中C材料墨滴覆盖了40%的体素范围,Y60%表示在第二模型属性区域22中Y材料墨滴覆盖了60%的体素范围。本实施例中以3D喷墨打印设备进行3D喷墨打印过程中每个体素中以基础墨滴即小墨滴为计算单元,每个体素中至少包括2个小墨滴。因此,存在在同一个体素中含有至少2种不同基色材料,如在第一模型属性区域21中,在一个体素中同时含有M材料墨滴和Y材料墨滴;在第二模型属性区域22中,在一个体素中同时含有C材料墨滴和Y材料墨滴。
S1039:根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料的信息以及在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量。
在一种实施例中,在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息包括单个体素中墨滴总体积、单个体素中墨滴数和单个体素中填补材料的种类,或者,单个体素中墨滴数、单个墨滴的体积V0和单个体素中填补材料的种类。
具体地,S1039中确定每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量,包括:根据每个单一模型属性区域的体积、在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定每个单一模型属性区域内的体素数量和至少两种模型材料的单个墨滴的体积。其中,根据每个单一模型属性区域的体积与单个体素中墨滴的总体积得到每个单一模型属性的区域中的体素数,具体是每个单一模型属性区域的体积与单个体素中墨滴的总体积的商,该商值为单一模型属性的区域中的体素数。或者,根据每个单一模型属性区域中单个体素中墨滴数和单个墨滴的体积得到单个体素中墨滴的总体积,之后基于每个单一模型属性区域的体积以及单个体素中墨滴的总体积得到每个单一模型属性区域中的体素数。具体的,根据每个单一模型属性区域中单个体素中墨滴数与单个墨滴的体积的乘积得到单个体素中墨滴的总体积,之后,确定每个单一模型属性区域的体积与单个体素中墨滴的总体积的商,该商值为单一模型属性的区域中的体素数。示例性的,在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素时单个墨滴的体积为V0,单个体素中墨滴数为3,则单个体素中墨滴的总体积为3V0,第一模型属性区域21中的体素数为V21/3V0,第二模型属性区域22中的体素数为V22/3V0;
随后,根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域内的体素数量、至少一种基色模型材料的信息和至少两种模型材料的单个墨滴的体积,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量。其中,每个单一模型属性区域对应的至少两种模型材料包括填补材料和至少一种基色模型材料。填补材料可以是透明材料或者白色材料等。
示例性地,当第一模型属性区域21中的体素数为V21/3V0,第二模型属性区域22中的体素数为V22/3V0,单个体素中墨滴数为3,则第一模型属性区域21中的墨滴总数为V21/V0,第二模型属性区域22中的墨滴总数为V22/V0。第一模型属性区域21中需要的M材料的用量为30%*(V21/3V0)*V0=0.1V21,Y材料的用量为80%*(V21/3V0)*V0=4V21/15,填补材料的用量为V21-0.1V21-4V21/15=19V21/30。第二模型属性区域22中需要的C材料的用量为40%*(V22/3V0)*V0=2V22/15,Y材料的用量为60%*(V22/3V0)*V0=0.2V22,填补材料的用量为V22-2V22/15-0.2V22=2V22/3。
S1040:根据S1039中确定的每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料中相同模型材料的用量之和,得到3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。示例性的,3D喷墨打印设备打印3D模型使用的M材料的用量为0.1V21,Y材料的用量为(4V21/15)+0.2V22,C材料的用量为2V22/15,填补材料的用量为(19V21/30)+(2V22/3)=(19V21+20V22)/30。
图12为本申请提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法又一实施例的流程示意图。其中,当3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置通过执行如图2所示的方法,得到3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量之后,还包括:
S104:根据3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量,以及3D喷墨打印设备中至少两种模型材料的剩余存储量,确定3D喷墨打印设备能否打印3D模型。
S105:当通过S104确定3D喷墨打印设备能打印3D模型,则控制3D喷墨打印设备打印3D模型。在一种实施例中,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置确定3D喷墨打印设备能打印3D模型后,由3D喷墨打印设备的控制装置控制3D喷墨打印设备打印3D模型。
S106:当通过S104确定3D喷墨打印设备不能打印3D模型,则控制3D喷墨打印设备发出提示指令,使用户或者维护人员根据接收到的提示指令,进行补充模型材料或者控制3D喷墨打印设备对其他3D模型进行打印等操作。在一种实施例中,3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置确定3D喷墨打印设备不能打印3D模型后,由3D喷墨打印设备的控制装置发出提示指令。
在前述实施例中,对本申请实施例提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置执行的方法及步骤进行了介绍,而为了实现上述本申请实施例提供的模型材料用量确定方法中的各功能,作为执行主体模型材料用量确定装置可以包括硬件结构和/或软件模块,以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。
例如,图13为本申请提供的一种3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置的结构示意图,可用于执行本申请任一3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法。如图13所示的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置1000包括:模型数据确定模块1001、打印模式确定模块1002和模型材料用量确定模块1003。其中,模型数据确定模块1001用于确定待打印的3D模型的模型数据;打印模式确定模块1002用于确定3D模型的打印模式;打印模式包括第一打印模式和第二打印模式中的一种;3D喷墨打印设备在第一打印模式和第二打印模式下打印3D模型使用的模型材料中至少一种模型材料的用量不同;模型材料用量确定模块1003用于根据3D模型的模型数据和打印模式,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
在一种实施例中,打印模式确定模块1002具体用于根据3D模型的模型数据,确定3D模型的打印模式。
在一种实施例中,打印模式确定模块1002具体用于通过操作界面接收用户根据3D模型的模型数据确定的3D模型的打印模式。
在一种实施例中,模型数据包括:数据的格式信息、模型的结构信息、模型的颜色信息和模型的机械性能信息中的至少一种。
在一种实施例中,当模型数据中数据的格式信息为带颜色属性的数据格式时,3D模型的打印模式为第一打印模式;当模型数据中数据的格式信息为不带颜色属性的数据格式时,3D模型的打印模式为第二打印模式;或者,当模型数据中数据的格式信息为带颜色属性的数据格式时,3D模型的打印模式为第一打印模式;当模型数据中数据的格式信息为不带颜色属性的数据格式且模型的结构信息中单位面积中多边形面片的个数大于指定阈值时,3D模型的打印模式为第一打印模式;当模型数据中的模型的结构信息中单位面积中多边形面片的个数小于或等于指定阈值时,3D模型的打印模式为第二打印模式。
在一种实施例中,当3D模型的打印模式为第一打印模式,模型材料用量确定模块1003具体用于根据3D模型的模型数据确定3D模型的外壳属性区域和内部填充区域;确定外壳属性区域的体积、3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料;根据外壳属性区域的体积、3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料,确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量;确定内部填充区域的体积以及在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息;根据内部填充区域的体积以及在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域使用的至少一种模型材料的用量;根据3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量和3D喷墨打印设备打印内部填充区域使用的至少一种模型材料的用量,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
在一种实施例中,模型材料用量确定模块1003具体用于根据3D模型的模型数据确定外壳属性区域的表面积;确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域的厚度;根据外壳属性区域的表面积和厚度,确定外壳属性区域的体积;
在一种实施例中,模型材料用量确定模块1003具体用于根据3D模型的模型数据确定3D模型的体积;根据3D模型的体积和外壳属性区域的体积,确定内部填充区域的体积。
在一种实施例中,模型材料用量确定模块1003具体用于根据外壳属性区域的体积、3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料,确定3D喷墨打印设备打印外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量均等于外壳属性区域的体积。
在一种实施例中,模型材料用量确定模块1003具体用于根据在第一打印模式下3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域的单个体素时,每种模型材料的墨滴数量与单个体素内所有材料的墨滴总数量的比值,或者,每种模型材料的体积与单个体素内所有模型材料的体积的比值;根据每种模型材料对应的比值与内部填充区域的体积的乘积,确定3D喷墨打印设备打印内部填充区域使用的至少一种模型材料中每种模型材料的用量。
在一种实施例中,当3D模型的打印模式为第二打印模式,模型材料用量确定模块1003具体用于根据3D模型的模型数据确定3D模型的至少一个单一模型属性区域以及每个单一模型属性区域的体积;基于色彩特性文件,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料的信息;根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料的信息以及在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量;根据3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量,确定3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
在一种实施例中,至少一种基色模型材料信息包括:每个单一模型属性区域内的至少一种基色模型材料,以及每种基色模型材料在单一模型属性区域内的体积最大占比;在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息包括单个体素中墨滴总体积、单个体素中墨滴数和单个体素中填补材料的种类,或者,单个体素中墨滴数、单个墨滴的体积和单个体素中填补材料的种类;
在一种实施例中,模型材料用量确定模块1003具体用于根据每个单一模型属性区域的体积、在第二打印模式下3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定每个单一模型属性区域内的体素数量和至少两种模型材料的单个墨滴的体积;根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域内的体素数量、至少一种基色模型材料的信息和至少两种模型材料的单个墨滴的体积,确定3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量。
在一种实施例中,如图13所示的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置1000还包括判断模块,用于根据3D喷墨打印设备打印3D模型使用的至少两种模型材料的用量和3D喷墨打印设备中至少两种模型材料的剩余存储量,确定3D喷墨打印设备能否打印3D模型;当确定3D喷墨打印设备能打印3D模型,控制3D喷墨打印设备打印3D模型;当确定3D喷墨打印设备不能打印3D模型,控制3D喷墨打印设备发出提示指令。
本申请实施例提供的3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置的实现方式及原理可以参照前述3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法中的描述,不再赘述。
需要说明的是,应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现,部分模块通过硬件的形式实现。可以为单独设立的处理元件,也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现,此外,也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中,由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上确定模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如,以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit,ASIC),或,一个或多个数字信号处理器(digital signal processor,DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调用程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(centralprocessing unit,CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,SOC)的形式实现。
在上述实施例中,模型材料用量确定装置所执行的步骤可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。
本申请还提供一种电子设备,包括处理器以及存储器。处理器和存储器通信连接。其中,存储器中存储有计算机程序。当处理器执行计算机程序时,处理器可以执行如本申请前述实施例中任一由3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置执行的方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机指令,计算机指令被执行时可用于执行如本申请前述实施例中任一由3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置执行的方法的步骤。
本申请实施例还提供一种运行指令的芯片,所述芯片用于执行如本申请前述任一由3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置执行的方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,所述程序产品包括计算机程序,所述计算机程序存储在存储介质中,至少一个处理器可以从所述存储介质读取所述计算机程序,所述至少一个处理器执行所述计算机程序时可实现如本申请前述任一由3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置执行的方法的步骤。
在一种实施例中,本申请实施例提供的模型材料用量确定装置和/或控制装置可以是:脉冲宽度调制(Pulse-width modulation,PWM)控制器、中央处理单元(centralprocessing unit,CPU)、其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门和晶体管逻辑器件等中的任意一种。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解:为便于说明本申请技术方案,本申请实施例中通过功能模块进行分别描述,各个模块中的电路器件可能存在部分或全部重叠,不作为对本申请保护范围的限定。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种3D喷墨打印设备的模型材料用量确定方法,其特征在于,包括:
确定待打印的3D模型的模型数据;
确定所述3D模型的打印模式;所述打印模式包括第一打印模式和第二打印模式中的一种;所述3D喷墨打印设备在所述第一打印模式和所述第二打印模式下打印所述3D模型使用的模型材料中至少一种模型材料的用量不同;
根据所述3D模型的模型数据和所述打印模式,确定所述3D喷墨打印设备打印所述3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述3D模型的打印模式,包括:
根据所述3D模型的模型数据,确定所述3D模型的打印模式。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述3D模型的打印模式,包括:
通过操作界面接收用户根据所述3D模型的模型数据确定的所述3D模型的打印模式。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,
所述模型数据包括:数据的格式信息、模型的结构信息、模型的颜色信息和模型的机械性能信息中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
当所述模型数据中数据的格式信息为带颜色属性的数据格式时,所述3D模型的打印模式为所述第一打印模式;当所述模型数据中数据的格式信息为不带颜色属性的数据格式时,所述3D模型的打印模式为所述第二打印模式;
或者,当所述模型数据中数据的格式信息为带颜色属性的数据格式时,所述3D模型的打印模式为所述第一打印模式;当所述模型数据中数据的格式信息为不带颜色属性的数据格式且所述模型的结构信息中单位面积中多边形面片的个数大于指定阈值时,所述3D模型的打印模式为所述第一打印模式;当所述模型数据中的所述模型的结构信息中单位面积中多边形面片的个数小于或等于所述指定阈值时,所述3D模型的打印模式为所述第二打印模式。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,当所述3D模型的打印模式为第一打印模式,所述根据所述3D模型的模型数据和所述打印模式,确定所述3D喷墨打印设备打印所述3D模型使用的至少两种模型材料的用量,包括:
根据所述3D模型的模型数据确定所述3D模型的外壳属性区域和内部填充区域;其中,所述外壳属性区域覆盖在所述内部填充区域表面;
确定所述外壳属性区域的体积、所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域使用的至少一种模型材料;
根据所述外壳属性区域的体积、所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域使用的至少一种模型材料,确定所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量;
确定所述内部填充区域的体积以及在所述第一打印模式下所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息;
根据所述内部填充区域的体积以及在所述第一打印模式下所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息,确定所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域使用的至少一种模型材料的用量;
根据所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量和所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域使用的至少一种模型材料的用量,确定所述3D喷墨打印设备打印所述3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述确定所述外壳属性区域的体积包括:
根据所述3D模型的模型数据确定所述外壳属性区域的表面积;
确定所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域的厚度;
根据所述外壳属性区域的表面积和厚度,确定所述外壳属性区域的体积;
和/或,所述确定所述内部填充区域的体积,包括:
根据所述3D模型的模型数据确定所述3D模型的体积;
根据所述3D模型的体积和所述外壳属性区域的体积,确定所述内部填充区域的体积。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述根据所述外壳属性区域的体积、所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域使用的至少一种模型材料,确定所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量,包括:
根据所述外壳属性区域的体积、所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域使用的至少一种模型材料,确定所述3D喷墨打印设备打印所述外壳属性区域使用的至少一种模型材料的用量均等于所述外壳属性区域的体积。
9.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述根据所述内部填充区域的体积以及在所述第一打印模式下所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息,确定所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域使用的至少一种模型材料的用量,包括:
根据在所述第一打印模式下所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域的单个体素的墨滴分配信息,确定所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域的单个体素时,每种模型材料的墨滴数量与单个体素内所有材料的墨滴总数量的比值,或者,每种模型材料的体积与单个体素内所有模型材料的体积的比值;
根据每种模型材料对应的比值与所述内部填充区域的体积的乘积,确定所述3D喷墨打印设备打印所述内部填充区域使用的至少一种模型材料中每种模型材料的用量。
10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,当所述3D模型的打印模式为第二打印模式,所述根据所述3D模型的模型数据和所述打印模式,确定所述3D喷墨打印设备打印所述3D模型使用的至少两种模型材料的用量,包括:
根据所述3D模型的模型数据确定所述3D模型的至少一个单一模型属性区域以及每个所述单一模型属性区域的体积;
基于色彩特性文件,确定所述3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料的信息;
根据所述每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料的信息以及在所述第二打印模式下所述3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定所述3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量;
根据所述3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量,确定所述3D喷墨打印设备打印所述3D模型使用的至少两种模型材料的用量。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,
所述至少一种基色模型材料信息包括:每个单一模型属性区域内的至少一种基色模型材料,以及每种基色模型材料在所述单一模型属性区域内的体积最大占比;
在所述第二打印模式下所述3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息包括单个体素中墨滴总体积、单个体素中墨滴数和单个体素中填补材料的种类,或者,单个体素中墨滴数、单个墨滴的体积和单个体素中填补材料的种类;
所述至少两种模型材料包括填补材料和至少一种基色模型材料。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其特征在于,所述根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域使用的至少一种基色模型材料信息以及在所述第二打印模式下所述3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定所述3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量,包括:
根据每个单一模型属性区域的体积、在所述第二打印模式下所述3D喷墨打印设备打印每个单一模型属性区域的单个体素的墨滴分配信息,确定每个单一模型属性区域内的体素数量和至少两种模型材料的单个墨滴的体积;
根据每个单一模型属性区域的体积、每个单一模型属性区域内的体素数量、至少一种基色模型材料的信息和至少两种模型材料的单个墨滴的体积,确定所述3D喷墨打印设备打印所述每个单一模型属性区域使用的至少两种模型材料的用量。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述3D模型的模型数据和所述打印模式,确定所述3D喷墨打印设备打印所述3D模型使用的至少两种模型材料的用量之后,还包括:
根据所述3D喷墨打印设备打印所述3D模型使用的至少两种模型材料的用量和所述3D喷墨打印设备中所述至少两种模型材料的剩余存储量,确定所述3D喷墨打印设备能否打印所述3D模型;
当确定所述3D喷墨打印设备能打印所述3D模型,控制所述3D喷墨打印设备打印所述3D模型;
当确定所述3D喷墨打印设备不能打印所述3D模型,控制所述3D喷墨打印设备发出提示指令。
14.一种3D喷墨打印设备,其特征在于,包括模型材料用量确定装置,所述模型材料用量确定装置用于执行如权利要求1-13任一项所述的方法。
15.一种3D喷墨打印设备的模型材料用量确定装置,其特征在于,用于执行如权利要求1-13任一项所述的方法。
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