[发明专利]SWC方法的梯度功能材料打印方法、终端、存储介质

说明书

本发明提供一种SWC方法的梯度功能材料打印方法、终端、存储介质，该方法包括：S101：根据SWC集合的信息判断打印机的计算能力是否满足预设条件，若是，则执行S102，若否，则执行S103；S102：使打印机根据SWC集合的信息、材料属性分布函数逐层填充打印SWC实例以实现梯度功能材料的打印；S103：根据SWC集合的信息以及材料属性分布函数计算梯度功能材料的打印信息，并将打印信息逐层发送给打印机以实现梯度功能材料的打印。本发明利用SWC方法的非周期性重复原理实现材料的随机填充，降低了梯度功能材料的各向异性，实现了梯度功能材料的大规模设计和打印，满足了梯度功能材料的打印需求。

技术领域

本发明涉及梯度功能材料打印技术领域，尤其涉及一种SWC方法的梯度功能材料打印方法、终端、存储介质。

背景技术

随着增量制造(Additive manufacturing)技术的发展，许多材料可以在0.1mm尺度被打印出来。在这个尺度下制造的微结构可以被用来改变材料的诸多特性，例如弹性、强度、导电性以及重量。通过改变微结构的分布，人们可以打印出具有在不同位置分布着不同材料属性的FGM（functionally gradient materials，梯度功能材料）。然而，设计以及制造带有微结构的零件是一个多尺度（multi-scale）问题。在零件设计尺度和微结构尺度差距大的情况下，传统设计方法需要的数据量巨大，不足以满足制造业的需求。

一方面，虽然将包含微结构的表达元素体（Representative elementary volume）像体素（voxel）一样简单在x,y,z轴方向上重复铺满可以获得简单的微结构材料分布。然而这样做会自然地引入各向异性。缺少控制各向异性的手段成了制约这种应用的原因。

另一方面，随机生成的材料可以用来控制各向异性，然而生成的模型数据庞大，无法直接应用到大尺度FGM材料的设计和打印。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种SWC方法的梯度功能材料的的打印方法、终端、存储介质，SWC方法为解决以上问题提出了一个计算框架，其特点是数据量少，并且可以在大尺度下做到对FGM材料属性分布函数的近似，本发明根据打印机的计算能力控制打印机在线计算每层不同位置打印的SWC实例，或预计算每层不同位置打印的SWC实例，将计算得到的打印信息发送给打印机实现的梯度功能材料的打印，能够利用SWC方法的非周期性实现材料的随机填充，降低了梯度功能材料的各向异性，并通过逐层预计算每层打印的SWC实例的方式减少了计算需要的数据量，实现了梯度功能材料的大规模设计和打印，满足了梯度功能材料的打印需求。

为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：所述SWC方法的梯度功能材料打印方法包括：S101：计算机获取SWC集合，并根据所述SWC集合判断打印机的计算能力是否满足预设条件，若是，则执行S102，若否，则执行S103；S102：将所述SWC集合以及材料属性分布函数发送给所述打印机，使所述打印机根据所述SWC集合、材料属性分布函数逐层计算打印SWC实例填充层；S103：根据所述SWC集合以及材料属性分布函数计算所述梯度功能材料的SWC实例填充，并将所述SWC实例填充作为打印信息逐层发送给所述打印机以实现梯度功能材料的打印。

进一步地，根据所述SWC集合判断打印机的计算能力是否满足预设条件的步骤具体包括：根据所述SWC集合、打印机的计算能力判断所述打印机是否能够在线计算并打印所述梯度功能材料的一层SWC实例填充层；若是，则确定所述打印机的计算能力满足预设条件；若否，则确定所述打印机的计算能力不满足预设条件。

进一步地，所述打印机按照SWC方法根据所述SWC集合、材料属性分布函数逐层计算打印SWC实例填充层以实现梯度功能材料的打印。

进一步地，所述计算机按照SWC方法根据所述SWC集合、材料属性分布函数计算所述梯度功能材料的SWC实例填充，并将所述SWC实例填充作为打印信息发送给打印机以实现梯度功能材料的打印。