[发明专利]一种增材制造用支撑的生成方法及其系统

说明书

本发明公开了一种增材制造用支撑的生成方法及其系统，该方法包括：根据待打印实体的3D模型的平面数据确定该模型的预置模型；根据该待打印实体的预置模型的正投影区域确定其支撑区域以及支撑区域与实体相接触的支撑面；在支撑区域内，以支撑面上的若干个点为顶点，在支撑面与工作台之间从上到下的顺序生成支撑结构模型；对待打印实体的预置模型和支撑结构模型进行切片，获得所有单层的平面数据；根据所有单层的平面数据，控制3D打印机打印所述待打印实体的预置模型和支撑结构模型。本发明不仅打印成型效果好、材料损耗少，而且打印成型后的零件强度好。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种增材制造用支撑的生成方法及其系统。

背景技术

增材制造，亦可称为3D打印技术，通过自动化数控逐层材料累积的过程实现3D模型的打印。相对于传统的加工技术而言，3D打印技术不需要另行制作模具，直接加工出成品。而且能够克服传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，可以实现任意复杂结构部件的简单化生产，可以自动、直接、精确地将将设计思想从CAD模型，转化为具有一定功能的模型或器件。

目前，在3D打印的设计过程中，先通过计算机建模软件建模，再将建成的3D物体模型切片，从而指导打印机进行逐层打印；打印机通过读取横截面信息，采用液状、粉状材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。3D打印技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物体。

在实际打印过程中，需要使用支撑将零件固定在网板上，支撑为从网板到零件形成墙一样的结构，固定零件的位置，使制作时的悬空部分固定在支撑上。在生成3D打印支撑的过程中，通常的做法是在打印物体下方填充预先定义好的规则模式进行支撑，其支撑的宽度和规则模式等参数都是根据用户的经验确定的。现有的如图1所示，支撑结构的形状设计较为复杂，而且支撑面积越大，材料的耗费也越较大。因此，在生成打印支撑以实现零件打印的过程中，打印材料的浪费较大，打印成本较高。此外通过生成打印支撑实现了零件的固定，然后根据零件模型和支撑模型进行打印，在模型打印完成之后需要将这些额外的打印支撑从零件模型上剥离以得到零件模型，而剥离这些额外支撑时在点支撑处对零件模型造成伤害，现有技术中生成打印支撑的过程中，在打印支撑剥离是对零件模型的伤害难以预估，从而大幅度降低了打印质量。

发明内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种增材制造用支撑的生成方法及其系统，其可优化支撑结构，减少打印材料的浪费，对实体模型剥离伤害小，可大幅度提高打印质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种增材制造用支撑的生成方法，其包括如下步骤：

1)根据待打印实体的3D模型的平面数据确定该模型的预置模型；

2）根据该待打印实体的预置模型的正投影区域确定其支撑区域以及支撑区域与实体相接触的支撑面；

3）在支撑区域内，以支撑面上的若干个点为顶点，在支撑面与工作台之间从上到下的顺序生成支撑结构模型；

4）对待打印实体的预置模型和支撑结构模型进行切片，获得所有单层的平面数据；

5）根据所有单层的平面数据，控制3D打印机打印所述待打印实体的预置模型和支撑结构模型。

基于上述方法，优选的，所述生成支撑结构还包括：

在支撑区域内将支撑结构模型添加到所述顶点的下方；

调整支撑参数，确定最优支撑结构模型；其中，支撑参数包括控制支撑区域内稀疏的公共支撑参数、设置在工作台上的使得支撑结构模型牢固的基础支撑参数、设置在基础支撑上的支架支撑参数以及设置在支架支撑与顶点间的点支撑参数。