[發明專利]一種空心模型打印方法

有效

• 申請號: 201410576968.9
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104309127B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 呂月林
• 申請（專利權）人: 蕪湖林一電子科技有限公司
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B22F3/115;B33Y50/00
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙)34119
• 代理人: 程篤慶,黃樂瑜

技術領域

本發明涉及三維打印技術領域，尤其涉及一種空心模型打印方法。

背景技術

三維打印也稱3D打印(Three Dimensions Printing)，屬于快速成形技術的一種。它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造，特別是一些高價值產品(比如髖關節或牙齒，或飛機零部件)已經有使用這種技術打印而成的零部件。三維打印通常是采用數字技術材料打印機來實現，由于三維打印技術較為復雜，因此三維打印成本也較為高昂。

三維打印，也稱增材制造或者積層造型，是利用數字模型加工出物理對象的過程。在加工過程中，通過逐層填加材料而建造打印對象。通常三維打印的實心打印模式，打印的是整個物體的體積，比較浪費材料。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種空心模型打印方法，有利于節約原材料成本，提高效率。

本發明提出的一種空心模型打印方法，將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，并將填充層模型鏤空形成支撐架模型，將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型，并根據打印模型進行打印，具體步驟如下：

獲得打印對象的三維模型作為原始模型；

將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，計算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點的坐標；

分析提取蒙皮層模型特征點對應的蒙皮層模型內表面的點的坐標，建立特征點坐標集；

建立與填充層模型中心重合的中心球體；

分析建立中心球體連接至特征點坐標集中各點的支桿，中心球體和支桿組合成支撐架模型；

將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型；

根據打印模型進行打印，獲得空心結構的打印對象。

優選地，填充層模型外表面為平滑曲面。

優選地，以初始模型中心點為原點計算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點的坐標。

優選地，特征點包含蒙皮層模型外表面與填充層外表面切線或切面上的點。

本發明提供的空心模型打印方法，根據打印對象生成原始模型，并將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，通過保留蒙皮層模型以獲得與原始模型一致的外觀，并通過將填充層模型換成支撐架模型，從而對原始模型內部進行鏤空，節約原料與打印時間。

本發明中通過中心球體和特征點坐標集重新生成支撐架模型，達到將填充層模型鏤空的效果，同時又避免了直接在填充層模型上計算鏤空部分的繁瑣和限制，使得支撐架模型的建立更具靈活性，并減少計算量，提高工作效率。

附圖說明

圖1為本發明提出的一種空心模型打印方法的流程圖。

具體實施方式

參照圖1，本發明提出的一種空心模型打印方法，將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，并將填充層模型鏤空形成支撐架模型，將蒙皮層模型和支撐架模型組合成打印模型，并根據打印模型進行打印。

本方法具體步驟如下：

S1、獲得打印對象的三維模型作為原始模型。

S2、將原始模型分割為蒙皮層模型和填充層模型，計算蒙皮層模型和填充層模型分割面上的點的坐標。

蒙皮層模型和填充層模型由模型分隔而成，故蒙皮層模型內表面和填充層模型外表面重合，皮層模型內表面和填充層模型外表面上的點一一重合，即相對于同一點如模型中心點坐標相同。

本實施方式中，以初始模型中心點為原點計算蒙皮層模型和填充層模型分割面上即蒙皮層模型內表面和填充層模型外表面上一一重合的點的坐標。初始模型中心點即為蒙皮層模型和填充層模型的中心點，以中心點為原點，有利于后續步驟中對蒙皮層模型和填充層模型分別進行分析運算并產生相匹配的結果。

S3、分析提取蒙皮層模型特征點對應的蒙皮層模型內表面的點的坐標，建立特征點坐標集。

S4、建立與填充層模型中心重合的中心球體。

S5、分析建立中心球體連接至特征點坐標集中各點的支桿，中心球體和支桿組合成支撐架模型。

步驟S3中，特征點包含蒙皮層模型外表面與填充層外表面切線或切面上的點，由于切線或切面最為薄弱，將其列入特征點，從而可設置支桿對其進行支撐，從而可對其進行加固，保證打印模型的可靠性。

步驟上S2中，填充層模型外表面為平滑曲面，即蒙皮層模型內表面為平滑曲面，如此可便于特征點的采集與支桿的設計。