[发明专利]一种彩色切片层的边界着色宽度界定方法

权利要求书

1.一种彩色切片层的边界着色宽度界定方法，其特征在于，选用彩色3D数字模型的STL格式文件以及刨切分层算法进行界定，包括以下具体步骤：

1）、根据分层软件类型选择采用的刨切分层策略；

在彩色3D模型刨切分层时，采用3D打印系统自带的分层软件或开源分层软件，确定所采用的刨切分层策略；

2）、根据3D打印机最小精度要求与所用打印材质特性，确定彩色3D模型刨切分层厚度h，进行几何轮廓刨切分层，得到多层轮廓切片层，记录各轮廓切片层边界三角形面片的法向量与对应建造向量；

3）、通过STL格式文件固有的拓扑关系，确定目标轮廓切片层与相邻轮廓切片层间的接触交点O及其对应的上边界顶点P与Q，设定OP长度为目标轮廓切片层厚h，OQ长度为轮廓切片层相对暴露面显色宽度b，OP与PQ连线交点形成倾斜角θ；

4）、目标轮廓切片层边界三角形面片的法向量为α_x与对应的建造向量为β_x，通过向量运算求出所述法向量α_x与建造向量β_x的夹角为σ，并结合目标轮廓切片层分层边界直角三角形OPQ构成的几何关系，求出对应的倾斜角θ；

所述法向量α_x与建造向量β_x的夹角σ的向量运算公式为：

；

所述倾斜角θ的求解公式为；

；

5）、通过目标轮廓切片层厚h与倾斜角θ之间的直角三角函数关系，转换出叠层方向底轮廓切片层的暴露面显色宽度b，再对b以所用3D打印系统的最小打印精度d进行加权，得到一个和值，将所述和值定义为彩色切片分层边界着色宽度的计算模型；

所述暴露面显色宽度b的求解公式为：

；

6）、设置不同权值n的边界着色宽度L_n进行彩色切片分层与打印，观察彩色3D打印实体表面露白与颜色再现效果，将无露白和再现性好的样品所对应的权值n₀，作为边界着色宽度界定值L_n0；

所述边界着色宽度L_n的求解公式为：

；

上式中，权值n取值为0~6的整数；

所述3D打印材质特性指打印材质成型后的透明性与反射性；若所述3D打印材质为透明型材质，则权值n选择0～3是整数；若所述3D打印材质为反射型材质，则权值n选择2～6的整数；

所述彩色3D打印实体表面露白与颜色再现效果观察方法为：在配有CIE标准照明体的标准灯箱下，人眼与3D打印实体表面以30°~75°观察角度进行观察，所述 CIE 标准照明体选择 D50、D55、D65。

2.根据权利要求1所述的一种彩色切片层的边界着色宽度界定方法，其特征在于：所述STL格式文件是采用ASCII 格式的STL文件。

3.根据权利要求1所述的一种彩色切片层的边界着色宽度界定方法，其特征在于：所述刨切分层策略为从上至下刨切法、从下至上刨切法、正公差刨切法、负公差刨切法四种策略的一种。

4.根据权利要求1所述的一种彩色切片层的边界着色宽度界定方法，其特征在于：所述3D打印机的最小打印精度d为0.025~0.150mm。