[發明專利]三維物體子結構

有效

• 申請號: 201580074662.6
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN107206696B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 彼得·莫羅維奇;賈恩·莫羅維奇;杰伊·S·貢德克;J·M·加西亞·雷耶羅·維納斯
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司有限責任合伙企業
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B33Y50/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 史迎雪;康泉

描述了與3D物體的子結構相關的方法和設備。在示例中，描述了用于提供三維半色調閾值矩陣的方法。該方法可包括：接收表示三維材料結構的子結構模型，以及用半色調閾值填充子結構模型中的、存在結構的每個位置。

背景技術

通過增材制造工藝生成的三維物體可以以逐層方式形成。在增材制造的一個示例中，通過固化構造材料的層的部分來生成物體。在示例中，構造材料可以是粉末、流體或片狀材料的形式。通過將試劑印刷在構造材料的層上，可獲得預期的固化和/或物理屬性。能量可被施加到該層，并且已施加試劑的構造材料可一經冷卻就聚結和固化。在其它示例中，可通過將擠出的塑料或噴射的材料用作構造材料來生成三維物體，構造材料固化以形成物體。

一些生成三維物體的打印工藝使用從三維物體的模型生成的控制數據。該控制數據可例如指定向構造材料施加試劑的位置或構造材料自身可被放置的位置，以及要被放置的量。

附圖說明

為了更完整的理解，現在參考結合附圖進行的下述說明，其中：

圖1是其中生成三維半色調閾值矩陣的方法的示例的流程圖；

圖2是其中生成三維半色調閾值矩陣的方法的示例的流程圖；

圖3是用于生成用于制作三維物體的控制數據的處理設備的示例的簡化示意圖；以及

圖4是用于生成用于制作三維物體的控制數據的方法的示例。

具體實施方式

本文描述的一些示例提供用于生成可被用以制作三維物體的控制數據的裝置和方法。一些示例允許對具有各種指定的物體屬性的任意三維內容進行處理并將其用于生成三維物體。這些物體屬性可以包括：外觀屬性(顏色、透明度、光澤度等)、電導率、密度、孔隙度和/或諸如強度等機械屬性。

在本文的一些示例中，三維空間以“體素”即三維像素為特征，其中每個體素占據離散體積。在對三維物體進行數據建模時，給定位置處的體素可以具有至少一個特征。例如，它可以為空、或者可以具有特定的顏色、或可以表示特定的材料或特定的物體屬性等。

在一些示例中，對表示三維物體的數據進行處理，以生成將被用于生成物體的控制數據。

在一些示例中，材料體積覆蓋表示對打印材料數據進行定義，例如，對打印材料(例如，將被沉積到構造材料層上的試劑或者在一些示例中的構造材料自身)的量、以及若恰當則對打印材料的組合進行詳細設計。在一些示例中，這可以被規定為比例體積覆蓋率(proportional volume coverage)(例如，構造材料層的區域的X％應該具有施加于其上的試劑Y)。這種打印材料可以與諸如例如顏色、透明度、柔韌性、彈性、剛度、表面粗糙度、孔隙度、導電性、層間強度、密度等的物體屬性相關、或者被選擇以提供諸如例如顏色、透明度、柔韌性、彈性、剛度、表面粗糙度、孔隙度、導電性、層間強度、密度等的物體屬性。

可以使用半色調(halftoning)技術來確定如控制數據中所指定的每種打印材料(例如，試劑的一滴)應被施加的實際位置。

例如，物體模型數據內的一組體素可以具有相關聯的一組材料體積覆蓋率矢量。在一個簡單的情況下，這樣的矢量可以指示三維空間的給定區域的X％應具有施加于其上的特定試劑，而(100-X)％應不用試劑。隨后，材料體積覆蓋表示可以提供用于“半色調”處理的輸入，以生成可由增材制造系統用來制作三維物體的控制數據。例如，可以確定，為了產生特定的物體屬性，構造材料層(或層的一部分)的25％應具有施加于其上的試劑。半色調處理例如通過對每個位置與在半色調閾值矩陣中提供的閾值進行比較，來確定試劑滴落在哪里，以便提供25％的覆蓋率。

在一些示例中，用于表示三維結構或物體的數據被“柵格化”，即被轉換為一系列的離散位置。經柵格化的數據可以處于三維打印裝置的可打印分辨率下，控制數據可以被提供至該3D打印裝置。