[发明专利]用于三维物体的生产的控制数据

说明书

背景技术

已经提出了基于逐层生成三维物体的增材制造系统作为生产三维物体的潜在的便利方式。这些系统通常接收物体模型形式的三维物体的定义。处理此物体模型以指示增材制造系统使用一个或多个构建材料来生产物体。存在许多不同类型的增材制造系统。物体模型的处理可以基于增材制造系统的类型而变化。

附图说明

将结合仅以示例的方式一起示出了本公开特点的所附附图根据以下具体实施方式使得本公开的各种特点和优点变得明显，并且其中：

图1是根据示例的针对三维物体的生产生成控制数据的设备的简化示意性图示；

图2是根据示例示出由设备操纵的数据的简化示意性图示；

图3是根据示例示出针对三维物体的生产生成控制数据的方法的流程图；

图4是根据示例示出用于生成映射的方法的流程图；

图5A至图5C是根据示例的用于构建三维物体的层的方法的示意性图示；

图6是根据示例的增材制造系统的简化的等距示图；

图7是根据示例示出操作增材制造系统的方法的流程图；并且

图8是根据示例的用于增材制造系统的控制器的简化的示意性图示。

具体实施方式

本文所述的特定示例提供了一种用于生成可用于生产三维物体的控制数据的设备和方法。本文所述的特定示例允许处理并使用具有各种期望的物体属性的任意三维内容以生成三维物体。这些物体属性可以包括期望的材料属性，诸如颜色、外观属性、和/或机械属性。特别地，本文所述的特定示例提供了一种使用可用构建材料以使得在生产的三维物体中实现期望的物体属性的方案。此方案是灵活的；其可以用于实现单颜色和/或单材料物体以及多颜色和/或多材料物体两者。

在特定示例中，处理表示三维物体的数据以生成物体的至少一部分的区域覆盖表示。此表示是一个或多个构建材料的概率分布。这些构建材料可以具有定义的颜色并且因此作为一个或多个着色剂。在特定情况下，区域覆盖表示将每个可用构建材料的量、以及它们的组合、或层叠沉积(如果需要)确定为比例性区域覆盖。这不同于使用构建材料的离散表示的比较性系统。例如，在本文所述的特定情况下，物体模型数据内的体素(voxel)的集合可以具有相关的区域覆盖向量的集合。在简单情况下，此类向量可以指示在三维空间中的给定位置处应当施加构建材料的一个单元的X％，其中，应当留空(100－X)％。这不同于数据可以指示两个离散状态之一的比较性表示：应当施加一个构建材料单元，或者不应当施加构建材料单元。在本文所述的特定示例中，区域覆盖表示随后提供关于半色调处理的输入，以生成可以由增材制造系统使用以生产三维物体的控制数据。

图1示出了可以针对三维物体的生产生成控制数据的示例100。示例100示出了设备110。设备110包括接口120、图像处理器130、分离生成器140、和半色调生成器150。设备110被布置为接收表示待生成的三维物体的数据160，并且处理所述数据，以生成用于生产三维物体的至少一部分的控制数据190。

在图1的示例中，表示待生成的三维物体的数据160包括物体模型数据170和物体属性数据180。物体模型数据170可以定义待生成的物体的至少一部分的三维模型。模型可以在三维坐标系中定义物体的形状和范围，例如物体的实体部分。物体模型数据170可以由计算机辅助设计(CAD)应用程序生成。物体属性数据180定义关于待生成的三维物体的一个或多个期望的物体属性。在一种情况下，物体属性数据180可以包括关于待生成物体的至少一部分的颜色。物体属性数据180可以额外地或可替代地包括关于待生成物体的至少一部分的其他期望的材料属性。可以例如关于待生成物体的整体来定义例如全局属性数据之类的物体属性数据180，或者关于待生成物体的一个或多个部分来定义例如局部属性数据之类的物体属性数据180。物体属性数据180还可以用于定义关于物体的部分的多个物体属性。除了颜色之外物体属性可以包括例如柔性、弹性、刚性、表面粗糙度、多孔性、层间强度、密度等等，并且物体属性可以取决于用于生成物体的构建材料或试剂的类型。

图1的设备110被布置为将表示待生成的三维物体的数据160转换为栅格化表示，该栅格化表示随后被转换为区域覆盖表示。对区域覆盖表示进行半色调化以生成控制数据190。