[發明專利]應用于3D打印設備的數據處理方法和3D打印設備

有效

• 申請號: 201811544100.5
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN111319264B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 朱鳴;呂帥;朱鵬飛;浦東林
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇大維格科技集團股份有限公司;蘇州大學
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B33Y50/00
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 楊波

本發明公開了一種應用于3D打印設備的數據處理方法，包括：確定切片的分層數目；確定STL模型中與每個切片相交的所有三角形面片；將每個切片按X軸方向或Y軸方向中其中一個軸方向分成若干列，每一列中至少含有一條與列方向相同的掃描線，確定每條掃描線與切片中三角形面片所相交的交點以及交點的坐標；將每條掃描線上的交點按照坐標的大小進行排序；將所有掃描線上的交點轉換成對應的像素坐標，再將每條掃描線上奇數交點和奇數交點下一個相鄰的偶數交點之間的所有像素填充連接；將切片中所有掃描線經過處理，得到切片填充的位圖圖形。本發明不用對STL模型建立拓撲信息，避免了大量計算和排序，提高了數據處理的效率。

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，特別是涉及一種應用于3D打印設備的數據處理方法和3D打印設備。

背景技術

3D打印(3D Printing)最常用的是依據STL(Standard Template Library)模型來獲取打印數據的，通過層層疊加構造出模型實體，STL文件是快速原型系統應用的標準文件類型，由三角形網格單元頂點坐標和外法向量構成三角形面片，不包含三角形拓撲結構，離散近似表現三維CAD模型。由于STL模型數據格式簡單，易于交換處理，基于STL模型的切片處理已被大多數快速原型系統采用。

STL分層切片算法常用的方法是：通過分析切平面與三角形網格之間的位置關系，若相交則求出交線段。求出該切平面與STL網格模型所有的交線段后，將該分層面的所有交線段有序地連接起來，從而獲得該分層切片面的輪廓線。其中交線段的有序排列是一個很費時的過程，目前大部分切片算法都是先建立一個基于幾何拓撲信息，然后再根據拓撲信息進行分層切片。該算法需要對原有的3D模型中的三角形面片做優化和修復處理：去除相交的三角形面片，修復頂點排序錯誤的三角形，修補缺口空洞等。模型的三角形數量越多，處理的速度越慢，產生錯誤的概率也越高。經過優化處理后的輪廓線還需要生成掃描路徑，通過掃描線來固化填充，使打印出來的模型具有一定的強度。這種算法在整體拓撲信息的處理時間較長，尤其對于復雜的STL模型，占用系統資源較多，計算量較大，數據處理效率低下。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種應用于3D打印設備的數據處理方法和3D打印設備，以解決現有3D打印的數據處理方法中需建立拓撲信息，導致處理時間較長、數據量較大、數據處理效率低的問題。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

本發明提供一種應用于3D打印設備的數據處理方法，包括步驟：

S1：確定切片的分層數目；

S2：確定STL模型中與每個切片相交的所有三角形面片；

S3：將每個切片按X軸方向或Y軸方向中其中一個軸方向分成若干列，每一列中至少含有一條與該列方向相同的掃描線，確定每條掃描線與該切片中三角形面片所相交的交點以及該交點的坐標；

S4：將每條掃描線上的該交點按照該坐標的大小進行排序；

S5：將所有掃描線上的交點轉換成對應的像素坐標，再將每條掃描線上奇數交點和該奇數交點下一個相鄰的偶數交點之間的所有像素填充連接；

S6：將該切片中所有掃描線經過步驟S5處理，得到該切片填充的位圖圖形。

進一步地，該步驟S1包括：

確定分層厚度；

根據該STL模型的高度和該分層厚度，確定該切片的分層數目。

進一步地，該步驟S2包括：

若三角形面片的最小Z坐標小于或等于第N個切片的Z坐標，該三角形面片的最大Z坐標大于或等于該第N個切片的Z坐標，并且該三角形面片與該切片非平行，則該三角形面片與該第N個切片相交；