CN105014971A - 一种3d打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印方法，包括以下步骤：选取打印对象，建立初步模型；在初步模型基础上建立三维空间坐标轴，并将初步模型表面分割为若干三角形，记录各三角形顶点坐标；将初步模型内部分割为若干六面体，并记录各六面体顶点坐标；将与初步模型表面各三角形的空间距离最近的六面体顶点与各三角形顶点连接形成外部四面体；获得初步模型上所有连接线段的三维空间坐标；将所有连接线段实体化，进行打印处理，获得结构化打印产物。本发明在打印前将打印对象的初步模型进行再分割，将打印对象结构化，可以打印出多孔结构，能够更好的促进骨长入，便于医疗器械行业的应用。

Description

一种3D打印方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术，特别是，涉及一种3D打印方法。

背景技术

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。现有的3D打印技术中，在对打印对象建模后，通常采用所有结构全部一次打印的方法，使得打印好的产品和打印对象完全相同。但是，在医学领域，与打印对象完全相同的结构在植入后适用性并不好，多孔结构反而更利于植入后的恢复，但是这点现有的技术并不能实现。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种3D打印方法，其在打印前将打印对象的初步模型进行再分割，将打印对象结构化，可以打印出多孔结构，能够更好的促进骨长入，便于医疗器械行业的应用。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种3D打印方法，包括以下步骤：

1)选取打印对象，建立初步模型；

2)在初步模型基础上建立三维空间坐标轴，并将初步模型表面分割为若干三角形，记录各三角形顶点坐标；

3)将初步模型内部分割为若干六面体，并记录各六面体顶点坐标；

4)判断各六面体顶点与初步模型表面各三角形的空间距离，将与初步模型表面各三角形的空间距离最近的六面体顶点与各三角形顶点连接形成外部四面体；

5)根据步骤2)-4)中各三角形顶点和各六面体顶点坐标和连接关系，获得初步模型上所有连接线段的三维空间坐标；

6)将步骤5)中所有连接线段实体化，并设置其线段打印直径，进行打印处理，获得结构化打印产物。

优选的，所述步骤1)中建立初步模型的方法为3D建模技术或三维扫描技术。

优选的，所述步骤3)中各六面体均为正方体。

优选的，所述步骤3)中还包括步骤：在各六面体内任取一点，将六面体分割为若干内部四面体。

优选的，所述步骤6)中线段打印直径为0.3-0.6mm。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明在打印前将打印对象的初步模型进行再分割，将打印对象结构化，可以打印出多孔结构，能够更好的促进骨长入，便于医疗器械行业的应用；本发明中六面体可采用正方体，在一定程度上减少运算量，增加运算速度；本发明将六面体分割为四面体，利用三角形的稳固性，增强了后期打印产品的稳固性。

附图说明

图1为本发明实施例1和2中打印对象；

图2为本发明实施例1中打印效果图；

图3为本发明实施例2中打印效果图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明中涉及到的3D建模技术、三维扫描技术和建模后应用到的3D打印技术均为现有技术。

实施例1

采用本发明方法对图1中打印对象(直径25mm的松质骨结构)进行3D打印，包括以下步骤：

1)采用3D建模技术对打印对象建立初步模型；

2)在初步模型基础上建立三维空间坐标轴，并将初步模型球形表面分割为2.92*10³个三角形，记录各三角形顶点坐标；

3)将初步模型内部分割为2.4*10⁴个六面体，并记录各六面体顶点坐标；在各六面体内任取一点，将六面体分割为2.8*10⁵个内部四面体；

4)判断各六面体顶点与初步模型表面各三角形的空间距离，将与初步模型表面各三角形的空间距离最近的六面体顶点与各三角形顶点连接形成外部四面体；

5)根据步骤2)-4)中各三角形顶点和各六面体顶点坐标和连接关系，获得初步模型上所有连接线段的三维空间坐标；

6)将步骤5)中所有连接线段实体化，并设置其线段打印直径为0.3mm，进行常规3D打印处理，获得多孔结构(见图2)。

实施例2

采用本发明方法对图1中打印对象(直径25mm的松质骨结构)进行3D打印，包括以下步骤：

1)采用三维扫描技术对打印对象建立初步模型；

2)在初步模型基础上建立三维空间坐标轴，并将初步模型表面分割为2.84*10³个三角形，记录各三角形顶点坐标；

3)将初步模型内部分割为2.62*10⁴个正方体，并记录各正方体顶点坐标；在各正方体内任取一点，将正方体分割为3.14*10⁵个内部四面体；

4)判断各正方体顶点与初步模型表面各三角形的空间距离，将与初步模型表面各三角形的空间距离最近的正方体顶点与各三角形顶点连接形成外部四面体；

5)根据步骤2)-4)中各三角形顶点和各正方体顶点坐标和连接关系，获得初步模型上所有连接线段的三维空间坐标；

6)将步骤5)中所有连接线段实体化，并设置其线段打印直径为0.6mm，进行打印处理，获得结构化打印产物(见图)。

实施例1、2获得的多孔结构由于其内部多孔，植入后便与骨体长入，更加利于恢复，而图1中打印对象植入，则在恢复方面周期较长，且在体内适应度稍差。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种3D打印方法，包括以下步骤：

1)选取打印对象，建立初步模型；

2)在初步模型基础上建立三维空间坐标轴，并将初步模型表面分割为若干三角形，记录各三角形顶点坐标；

3)将初步模型内部分割为若干六面体，并记录各六面体顶点坐标；

4)判断各六面体顶点与初步模型表面各三角形的空间距离，将与初步模型表面各三角形的空间距离最近的六面体顶点与各三角形顶点连接形成外部四面体；

5)根据步骤2)-4)中各三角形顶点和各六面体顶点坐标和连接关系，获得初步模型上所有连接线段的三维空间坐标；

6)将步骤5)中所有连接线段实体化，并设置其线段打印直径，进行打印处理，即获得结构化打印产物。

2.如权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，所述步骤1)中建立初步模型的方法为3D建模技术或三维扫描技术。

3.如权利要求1或2所述的3D打印方法，其特征在于，所述步骤3)中各六面体均为正方体。

4.如权利要求3所述的3D打印方法，其特征在于，所述步骤3)中还包括步骤：在各六面体内任取一点，将六面体分割为若干内部四面体。

5.如权利要求4所述的3D打印方法，其特征在于，所述步骤6)中线段打印直径为0.3-0.6mm。