[发明专利]用于从物体的数字表示产生该物体的增材制造方法

说明书

本发明涉及三维半色调化。一种三维半色调化方法，其中包括值的半色调矩阵被提供并被细分为多个子矩阵，每个子矩阵包括半色调矩阵的在相应子范围中的值。针对物体三维表示的当前切片，半色调矩阵的多个子矩阵中的子矩阵被选择并且使用所选择的子矩阵来执行当前切片的半色调化。此外，描述了增材制造方法和系统。

本申请是于2014年10月29日提交的申请号为201480083053.2(PCT/US2014/062934)、名称为“三维半色调化”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及三维物体的增材制造方法。

背景技术

增材制造或快速成型是用于生成各种种类的三维(3D)物体的通用过程，多种3D物体包括原型、替换部件和劳动工具。典型地使用诸如电子数据的数字表示来描述的3D物体，使用增材制造系统从一种或多种材料自动构建，增材制造系统诸如3D打印机，其将若干打印平面层合并起来以形成所期望的物体。

层使用各种技术来制造。例如，在熔融沉积建模时，层通过挤压材料滴以形成独立的层而产生。某些其他方法包括将光敏聚合物材料、油墨或粘合剂溅射在层中的构造托盘中，其中每一层例如用UV光固化。对应的基于油墨的系统还可称为油墨标记和固化系统。层对应于正在形成的物体的截面。因此，打印是逐层执行的，每一层表示最终所期望物体的截面。相邻打印层可按预定义模式相互粘合，以构建所期望的3D物体。

发明内容

本发明提供了一种用于从物体的数字表示产生所述物体的增材制造方法，所述方法包括：确定所述物体的数字表示的每个切片上的每个像素的区域覆盖矢量；将包括阈值的二维半色调矩阵细分为多个按序排列的子矩阵，每个子矩阵包括所述半色调矩阵的在相应子范围中的阈值；针对按序制造序列的每层：确定所述物体的数字表示的与所述层对应的第一切片；基于所述第一切片的编号，以所述多个按序排列的子矩阵的总数为模，选择所述多个按序排列的子矩阵中的子矩阵，使用所选择的子矩阵的各个阈值半色调化所述第一切片的所述区域覆盖矢量，以及根据所述第一切片的所述区域覆盖矢量的所述半色调化的结果，在所述层上沉积材料或流体；确定所述第一切片是否有后续的第二切片，如果所述第一切片有所述后续的第二切片，则确定所述物体的数字表示的与所述层对应的所述后续的第二切片；基于所述后续的第二切片的编号，以所述多个按序排列的子矩阵的总数为模，选择所述多个按序排列的子矩阵中的子矩阵，使用所选择的子矩阵的各个阈值半色调化所述后续的第二切片的所述区域覆盖矢量，以及根据所述后续的第二切片的所述区域覆盖矢量的所述半色调化的结果，在所述层上沉积材料或流体。

附图说明

图1示出根据一个示例的三维半色调化方法的流程图；

图2示出根据一个示例的用于从数字表示的物体快速成型的方法的另一流程图；

图3图示根据一个示例的半色调矩阵的值和半色调矩阵的细分；以及

图4a和图4b示出根据又一示例的细分矩阵的值的表示。

具体实施方式

以下将描述各种示例。

本公开涉及用于三维半色调化的方法，包括：提供包括值的半色调矩阵，并且将该半色调矩阵细分为多个子矩阵，每个子矩阵包括半色调矩阵在各自子范围中的值。针对物体三维表示的当前切片，该半色调矩阵的多个子矩阵中的子矩阵被选择并且当前切片使用所选择的子矩阵来半色调化。

物体典型地使用诸如浮点数的连续值或接近连续值表示，从而定义该物体的结构、轮廓以及其他材料属性。然而，增材制造或打印典型地是二进制或双等级过程：该过程可在给定层沉积材料或油墨以定义离散结构，或不沉积材料或油墨以使该结构空白。针对尖锐的轮廓，这种谨慎的方法可能是理想的，但如果要建立更详细的物体或甚至要生成固体材料结构，则必须应用用于建立中间密度区域的方法，如半色调或抖动。