CN113733566B - 等高支撑结构生成方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于3D打印模型预处理技术领域，尤其涉及等高支撑结构生成方法、装置、电子设备及存储介质；所述方法包括：加载3D模型；选定目标3D模型；通过人机交互界面选择支撑类功能菜单栏中的等高分布指令模块；通过其人机交互界面为3D模型等高支撑单元的接触点选定一个A点及高度并确定生成模型支撑一次；人机交互界面显示在3D模型表面同一高度上均匀分布生成有一组多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。本方法能一次操作生成一组多个等高均匀分布等高支撑单元；添加支撑结构更高效。

Description

等高支撑结构生成方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明属于3D打印模型预处理技术领域，具体涉及等高支撑结构生成方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

三维(Three Dimensiona，简称3D)打印技术是以数字化模型为基础的新型快速成型技术，通过逐层打印的方式来制造模型，是与传统模具生产制造完全不同的成型技术。目前在现有的光固化3D打印技术中，普遍先采用3D预处理软件对SOLIDWORKS等工业设计软件生成的三角网格拼接组成的3D模型进行模型预处理后，再根据所生成的切片数据进行光固化3D打印。3D打印处理过程为，先把数字化模型按照指定的层高分成若干个层切片，从低到高一层一层往上打印，每一层都是在前面的一层基础上进行叠加，如果当前层的上一层为空，则当前层不能被撑住，该位置就会打印失败。因此需要对模型悬空位置添加等高支撑单元，使模型本体受到支撑。

目前的现有技术中可以手动单次添加单个支撑的方式，也可以针对整个模型一次自动添加多个支撑。但是手动单次添加单个支撑的方式速度太慢，工作量大，效率太低；而针对整个模型一次自动添加多个支撑时，由于批量支撑单元的粗细、大小参数一致，如果全部采用较粗支撑柱时，支撑柱不易剪断，会增加打印后去除支撑的难度；如果全部采用较细支撑柱时，打印后支撑柱虽易剪断，但是打印过程中，模型重心位置的支撑柱太细时，模型进行LCD光固化打印时，脱膜又会容易断裂，造成打印失败；因此无法兼顾特殊模型的特殊需要；所以全部采用手动添加模型支撑和全部自动添加模型支撑的方式各有弊端；还需要提供其他局部批量添加等高支撑单元的方法，以便结合手动添加模型支撑来兼顾，对特殊位置设定特定模型支撑和提高效率的需要。

发明内容

本发明针对背景技术中的情况，对3D模型的同一高度位置通过一次操作生成一组多个等高均匀分布等高支撑单元，实现等高位置上的局部等高支撑单元的批量添加，各组等高支撑单元的参数可以设置为相同参数，也可以设置为不同参数。对模型侧部或底部均匀选定不同高度，重复进行等高加支撑，全部支撑埋点上也可快速批量生成布满支撑单元，达成一次自动添加布满多个支撑的效果。本发明所采用的技术方案如下：

根据本发明的第一方面，提供了两种等高支撑结构生成方法，其中，

方法1，一种等高支撑结构生成方法，基于计算机的操作执行过程，其包括以下步骤：

计算机运行3D打印模型预处理软件并加载3D模型；

通过计算机运行的3D打印模型预处理软件人机交互界面选定目标3D模型；

通过其人机交互界面选择支撑类功能菜单栏中的等高分布指令模块；

通过其人机交互界面为3D模型等高支撑单元的接触点选定一个A点及高度并确定生成模型支撑一次；

人机交互界面显示在3D模型表面同一高度上均匀分布生成有一组多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

在本方法中，作为优选，通过重复操作选定多点高度并确定生成等高支撑单元多次，3D模型表面分别生成多组多个均匀分布的等高支撑单元；所述多组等高支撑单元中不同组之间的等高支撑单元参数包括一组相同的参数或多组不同的参数。

方法2，一种等高支撑结构生成方法，用于说明等高支撑单元的生成过程，其包括以下步骤：

获取3D模型的三角网格模型；

选定3D模型；

遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；

在3D模型的三角网格平面选择一个A点；

过A点取垂直于Z轴的横截平面；

将横截平面与所有三角网格求交计算获得与三角网格相交的切片线段及线段端点；

将相交三角网格的切片线段依次首尾相连形成闭合多边形；

对闭合多边形的各边以Y毫米为单位分段取点并获取全部分段点和端点以及A点作为取样点第一集合；

指定一个时钟方向以A点为起始锚定提取点对第一集合中的全部取样点依次两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点并将全部取样点作为提取点第二集合；

将第二集合中的全部提取点作为等高支撑单元接触点并向下引出多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

在本方法中，作为优选，所述L为正整数或小数；所述Y也为正整数或小数；所述△X为小于Y的误差值。

在本方法中，作为优选，所述时钟方向包括逆时针方向或顺时针方向；所述闭合多边形的数量为一个或多个。

方法1或2中，作为优选，所述等高支撑单元包括：支撑中柱、支撑折柱、折柱接触点；所述折柱接触点设置于支撑折柱的末端并与3D模型表面接触连接；所述支撑折柱的根部连接于支撑中柱的顶端；所述支撑中柱的底端连接于零平面平台；所述支撑中柱、支撑折柱的形状为圆锥形，或锥柱形，或圆柱形，或方柱形，或菱柱形。

方法1或2中，作为优选，所述等高支撑单元包括：支撑中柱、支撑折柱、折柱接触点、底部支撑平台和/或桁架；所述折柱接触点设置于支撑折柱的末端并与3D模型表面接触连接；所述支撑折柱的根部连接于支撑中柱的顶端；所述支撑中柱的底端连接于底部支撑平台或零平面平台；所述底部支撑平台连接于零平面平台；所述桁架连接于相邻的支撑中柱之间；所述支撑中柱、支撑折柱、桁架的形状为圆锥形，或锥柱形，或圆柱形，或方柱形，或菱柱形；所述底部支撑平台的形状为扁平方形，或扁平菱形，或扁平圆形，或扁平多边形。

根据本发明的第二方面，提供了两种等高支撑结构生成装置，其中，

装置1，一种等高支撑结构生成装置，其特征在于，包括：

第一模型获取单元，用于加载3D模型；

第一模型确定单元，用于选定3D模型；

功能选择单元，用于选择等高分布指令模块；

接触点选定单元，用于选定一个A点及高度并确定生成模型支撑一次；

支撑单元生成显示单元，用于在3D模型表面同一高度上均匀分布生成有一组多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

存储单元，用于将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

装置2，一种等高支撑结构生成装置，包括：

第二模型获取单元，用于获取3D模型的三角网格模型；

第二模型确定单元，用于选定3D模型；

三角网格获取单元，用于遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；

网格平面选点单元，用于在3D模型的三角网格平面选择一个A点；

横截平面确定单元，用于过A点取垂直于Z轴的横截平面；

切片线段确定单元，用于将横截平面与所有三角网格求交计算获得与三角网格相交的切片线段及线段端点；

闭合多边形确定单元，用于将相交三角网格的切片线段依次首尾相连形成闭合多边形；

取样点集合获取单元，用于对闭合多边形的各边以Y毫米为单位分段取点并获取全部分段点和端点以及A点作为取样点第一集合；

提取点集合获取单元，用于指定一个时钟方向以A点为起始锚定提取点对第一集合中的全部取样点依次两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点并将全部取样点作为提取点第二集合；

支撑单元生成单元，用于将第二集合中的全部提取点作为等高支撑单元接触点并向下引出多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

存储单元，用于将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储单元；其中，

所述存储单元存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如方法2所述的等高支撑结构生成方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如方法2所述的等高支撑结构生成方法的步骤。

根据本发明的第五方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如方法2所述的等高支撑结构生成方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的方法1提供的一种等高支撑结构生成方法，可以方便用户对3D模型的同一高度位置通过一次操作生成一组多个等高均匀分布等高支撑单元，实现等高位置上的局部等高支撑单元的批量添加，使3D模型预处理时，添加等高支撑单元的操作，速度更快，以减小工作量和提高效率。

2.本发明的方法1提供的一种等高支撑结构生成方法，通过重复操作选定多点高度并确定生成等高支撑单元多次，3D模型表面可以分别生成多组多个均匀分布的等高支撑单元，通过对不同高度的相对均匀选点，也能达成对整个模型一次自动添加多个等高支撑单元相近似的快速效果。

3.本发明的方法1提供的一种等高支撑结构生成方法，其所述多组等高支撑单元中不同组之间的等高支撑单元参数采用多组不同的参数时，可以针对3D模型的不同特殊位置设置不同直径、外形等参数，来适应3D模型特殊位置加强支撑的需要。

4.本发明的方法2提供的一种等高支撑结构生成方法，提供了一种切实可行的程序执行方法；其中，对闭合多边形的各边以Y毫米为单位分段取点并获取全部分段点和端点以及A点作为取样点第一集合；可以通过调控Y毫米的大小来控制取点密度，在X较小时，取样点越密集时，下一步两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点

时就可以取得更高的均匀度。

5.本发明的方法2提供的一种等高支撑结构生成方法，提供了一种切实可行的程序执行方法；其中，对闭合多边形的各边以Y毫米为单位分段取点并获取全部分段点和端点以及A点作为取样点第一集合；再指定一个时钟方向以A点为起始锚定提取点对第一集合中的全部取样点依次两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点并将全部取样点作为提取点第二集合；可以通过调控L的数值大小来控制等高支撑单元接触点的疏密程度以及等高支撑单元的数量，当Y较大且L值也较大时，由于取样点数量的减少，可以减少计算机CPU的运算量，提高计算机运行3D打印模型预处理软件时添加生成等高支撑单元的速度和响应速度。

附图说明

图1为本发明实施例等高支撑结构生成方法1的流程图；

图2为本发明实施例等高支撑结构生成方法2的流程图；

图3为本发明实施例3D模型三角网格立体示意图；

图4为本发明实施例3D模型三角网格与横截平面相交立体示意图；

图5为本发明实施例3D模型三角网格与横截平面相交顶视示意图；

图6为本发明实施例切片线段的闭合多边形示意图；

图7为本发明实施例闭合多边形各边分段取点的示意图；

图8为本发明实施例对取样点匀距提取的示意图1；

图9为本发明实施例对取样点匀距提取的示意图2；

图10为本发明实施例提取点由二维坐标系对应到三维坐标系的示意图；

图11为本发明实施例等高支撑单元生成示意图1；

图12为本发明实施例等高支撑单元生成示意图2；

图13为本发明等高支撑单元生成实施例1；

图14为本发明等高支撑单元生成实施例2；

图15为本发明等高支撑单元生成实施例3；

图16为本发明等高支撑单元生成实施例4；

图17为本发明实施例等高支撑结构生成装置1的结构图；

图18为本发明实施例等高支撑结构生成装置2的结构图；

图19为用来实现本发明实施例等高支撑结构生成方法的电子设备结构框图1；

图20为用来实现本发明实施例等高支撑结构生成方法的电子设备结构框图2；

图21为本发明实施例等高支撑结构生成方法1的后续制造流程图1；

图22为本发明实施例等高支撑结构生成方法1的后续制造流程图2。

标号说明：

三角网格模型1；闭合多边形10；三角网格11；A点12；端点13；切片线段14；分段点15；提取点16；横截平面20；等高支撑单元30；3D模型100；支撑中柱301；支撑折柱302；折柱接触点303；底部支撑平台304；隐藏等高线305；桁架306；零平面平台40；第一模型获取单元501；第一模型确定单元502；功能选择单元503；接触点选定单元504；支撑单元生成显示单元505；存储单元506；第二模型获取单元601；第二模型确定单元602；三角网格获取单元603；网格平面选点单元604；横截平面确定单元605；切片线段确定单元606；闭合多边形确定单元607；取样点集合获取单元608；提取点集合获取单元609；支撑单元生成单元610；电子设备70；处理器701；计算机程序702；总线703；输入单元704；输出单元705；可移动存储设备71；3D打印设备72；打印模型73；鼠标7041；键盘7042。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1为本发明实施例等高支撑结构生成方法1的流程图。如图所示，基于计算机的操作执行过程，其包括以下步骤：

S01、计算机运行3D打印模型预处理软件并加载3D模型；

S02、通过计算机运行的3D打印模型预处理软件人机交互界面选定目标3D模型；

S03、通过其人机交互界面选择支撑类功能菜单栏中的等高分布指令模块；

S04、通过其人机交互界面为3D模型等高支撑单元的接触点选定一个A点及高度并确定生成模型支撑一次；

S05、人机交互界面显示在3D模型表面同一高度上均匀分布生成有一组多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

S06、将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

此外，基于后续的切片及3D打印制造还包括后续步骤：

S07、对整体三维数据进行切片并将整体三维切片数据保存于计算机存储单元；

S08、将整体三维切片数据通过可移动存储设备导入到3D打印设备进行增材打印制造。

在本方法步骤S04中，通过重复操作选定多点高度并确定生成等高支撑单元多次，3D模型表面分别生成多组多个均匀分布的等高支撑单元；所述多组等高支撑单元中不同组之间的等高支撑单元参数包括一组相同的参数或多组不同的参数。

图2为本发明实施例等高支撑结构生成方法2的流程图。如图所示，用于说明等高支撑单元的生成过程，其包括以下步骤：

SS01、获取3D模型的三角网格模型；

SS02、选定3D模型；

SS03、遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；

SS04、在3D模型的三角网格平面选择一个A点；

SS05、过A点取垂直于Z轴的横截平面；

SS06、将横截平面与所有三角网格求交计算获得与三角网格相交的切片线段及线段端点；

SS07、将相交三角网格的切片线段依次首尾相连形成闭合多边形；

SS08、对闭合多边形的各边以Y毫米为单位分段取点并获取全部分段点和端点以及A点作为取样点第一集合；

SS09、指定一个时钟方向以A点为起始锚定提取点对第一集合中的全部取样点依次两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点并将全部取样点作为提取点第二集合；

SS10、将第二集合中的全部提取点作为等高支撑单元接触点并向下引出多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

SS11、将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

在本方法步骤S08、S09中，所述L为正整数或小数，所述Y也为正整数或小数；所述△X为小于Y的误差值。

图3为本发明实施例3D模型三角网格立体示意图。如图所示，计算机运行3D打印模型预处理软件并加载3D模型后；可以获取3D模型的三角网格模型1；整个3D模型的表面由三角网格11近似构成；在方法1中用户利用鼠标在3D模型表面随机选择一个A点12；则对应于方法2中的步骤SS04，在3D模型的三角网格11的平面选择一个A点12。具体的，在实际操作中人机交互界面上鼠标的在屏幕上的坐标位置投影于三角网格11的平面的投影点即为A点12。

图4为本发明实施例3D模型三角网格与横截平面相交立体示意图。如图所示，对应于方法2中步骤SS05，过A点12取垂直于Z轴的横截平面20；图中横截平面20与所有三角网格11相交获得横截平面20上的一系列切片线段14和切片线段的端点13。

图5为本发明实施例3D模型三角网格与横截平面相交顶视示意图。如图所示，与图4相同，对应于方法2中步骤SS05，过A点12取垂直于Z轴的横截平面20；图中横截平面20与所有三角网格11相交获得横截平面20上的一系列切片线段14和切片线段的端点13。

图6为本发明实施例切片线段的闭合多边形示意图。如图所示，由图4和图5中横截平面20与所有三角网格11相交，每个三角网格的切片线段14及切片线段的端点13；对应于方法2中步骤SS07，将每个三角网格11的切片线段14依次首尾相连形成闭合多边形10；图中A点12的位置落在一条切片线段14的中部，这是因为在图3中的对A点12的取点落在三角网格11的平面中部。

图7为本发明实施例闭合多边形各边分段取点的示意图。如图所示，对应于方法2中对闭合多边形10的各边以Y毫米为单位分段取点，获得包含全部分段点15和端点13，再加入A点12，并将这些取样点作为第一集合；加入A点12的原因在于后续的等高支撑单元30将会以A点为起始接触点，顺时针或逆时针均匀排列。

图8为本发明实施例对取样点匀距提取的示意图1。如图所示，对应于方法2中的步骤SS09，指定一个时钟方向以A点为起始锚定提取点对第一集合中的全部取样点依次两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点并将全部取样点作为提取点第二集合；本图中，以逆时针方向开始，由A点起始依次测定A点与其后各个取样点之间的距离，当测得某个取样点与A点间距离小于L毫米时，则该点不是提取点；当依次测得某个取样点与A点间距离大于或等于L毫米时，则该点为提取点；再以该提取点开始，依次测定改点与其后各个取样点之间的距离，当测得某个取样点与该点间距离小于L毫米时，则其点不是提取点；当依次测得某个取样点与该点间距离大于或等于L毫米时，则其点为提取点；依次类推，直到全部提取点获取完毕；需要加以说明的是，步骤SS09中，L+△X毫米针对的情况是，当L长度末端刚好处于两个取样点之间时，则提取点需要获取大于L长度的取样点作为提取点，所以△X为小于Y的误差值，用于取点修正。这样就能够保证后续等高支撑单元30相互之间的距离相对更均匀。

图9为本发明实施例对取样点匀距提取的示意图2。如图所示，本图相对图8省略了细密的分段点15，所以整个示意图更为简洁。图中圆圈圈出的点即为提取点16的位置，全部提取点作为第二集合，这些点将作为等高支撑单元30的与模型表面的接触点。

图10为本发明实施例提取点由二维坐标系对应到三维坐标系的示意图。如图所示，XY二维坐标系下的闭合多边形10中各个圆圈圈出的提取点对应到XYZ三维坐标系中，提取点16均匀分布于同一隐藏等高线305上。

图11为本发明实施例等高支撑单元生成示意图1。如图所示，对3D模型100运用方法1或方法2，在3D模型100的表面取点一个A点12后，结合图3到图10的过程，可以最后在3D模型100的表面获得均匀分布的9个提取点16，且这9个提取点16位于同一隐藏等高线305上；这9个提取点16同时也是方法2中步骤SS10所述的等高支撑单元接触点；图中提取点16与折柱接触点303位于同一位置；

在此基础上，对应于方法2中的步骤SS10，将这9个提取点16作为等高支撑单元接触点并向下引出多个等高支撑单元30连接于3D模型100和零平面平台40之间；在本图中，等高支撑单元30包括：支撑中柱301、支撑折柱302、折柱接触点303；所述折柱接触点303设置于支撑折柱302的末端并与3D模型100表面接触连接；所述支撑折柱302的根部连接于支撑中柱301的顶端；所述支撑中柱301的底端连接于零平面平台40；所述支撑中柱301、支撑折柱302的形状可以为圆锥形，或锥柱形，或圆柱形，或方柱形，或菱柱形，本图中所述支撑中柱301采用的是圆柱形，所述支撑折柱302采用的是锥柱形；

对应于方法1中的步骤S05，则人机交互界面显示为，在3D模型100表面同一高度上，即同一隐藏等高线305上，均匀分布生成有一组9个等高支撑单元30连接于3D模型100和零平面平台40之间。

图12为本发明实施例等高支撑单元生成示意图2。如图所示，在图11的基础上。本图的每个等高支撑单元30中都增加了底部支撑平台304；所述支撑中柱301的底端连接于底部支撑平台304；所述底部支撑平台304连接于零平面平台40；本图中所述支撑中柱301采用的是圆柱形，所述支撑折柱302采用的是锥柱形；所述底部支撑平台的形状可以为扁平方形，或扁平菱形，或扁平圆形，或扁平多边形；本图中所述底部支撑平台40采用的是扁平方形。

图13为本发明等高支撑单元生成实施例1。如图所示，本图以一个形状为球棒的3D模型100为例，示例中隐藏等高线305上均匀分布有多个折柱接触点303；相应的，由折柱接触点303向下引出多个等高支撑单元30连接于3D模型100的上部球体和零平面平台40之间；其中每个等高支撑单元30包括：支撑中柱301、支撑折柱302、折柱接触点303、底部支撑平台304；所述折柱接触点303设置于支撑折柱302的末端并与3D模型100的表面接触连接；所述支撑折柱302的根部连接于支撑中柱301的顶端；所述支撑中柱301的底端连接于底部支撑平台304；所述底部支撑平台304连接于零平面平台40；在本图中所述底部支撑平台304相互之间重叠的位置结合为一个整体，有利于加强整体模型支撑结构与3D打印机成型平台的之间的粘合性，防止在3D打印环节模型脱落。具体的，所述支撑折柱302与支撑中柱301的夹角可以是任意角度，但是在一般实际使用中小于90度时容易在3D打印环节出现打印失败的情况，必要时支撑折柱302与支撑中柱301的夹角可以为180度，此时等高支撑单元30一般支撑于3D模型的最低点。

图14为本发明等高支撑单元生成实施例2。如图所示，本图在图13的基础上，在多个等高支撑单元30之间增加了桁架306，所述桁架306连接于相邻的支撑中柱301之间；所述的形状为圆锥形，或锥柱形，或圆柱形，或方柱形，或菱柱形；所述桁架306的作用在于增强支撑中柱301的横向稳定性，使多个等高支撑单元30横向连接为一个整体，有利于增强整体模型支撑结构的稳定性，在3D打印环节防止单个支撑柱的断裂导致整个模型打印失败。本图中的桁架306采用的是两个圆柱进行十字交叉，以增强打印后模型支撑支撑中柱301之间的连接强度。

图15为本发明等高支撑单元生成实施例3。如图所示，本图以一个形状凹口方块的3D模型100为例，示例中隐藏等高线305上均匀分布有多个折柱接触点303；相应的，由折柱接触点303向下引出多个等高支撑单元30连接于3D模型100的上部球体和零平面平台40之间；其中每个等高支撑单元30包括：支撑中柱301、支撑折柱302、折柱接触点303、底部支撑平台304；所述折柱接触点303设置于支撑折柱302的末端并与3D模型100的表面接触连接；所述支撑折柱302的根部连接于支撑中柱301的顶端；所述支撑中柱301的底端连接于底部支撑平台304；所述底部支撑平台304连接于零平面平台40；在本图中所述底部支撑平台304相互之间重叠的位置结合为一个整体，有利于加强整体模型支撑结构与3D打印机成型平台的之间的粘合性，防止在3D打印环节模型脱落。

本图相较于图13的特别之处在于，本图在3D模型100的下部位置，同一高度上具有两组隐藏等高线305；这是因为横截平面20横截模型获得了两个闭合多边形；因此结合本发明的方法2，可知，当3D模型100具有多个分支特征时，当横截平面20与3D模型100相交后获得多个独立的闭合平面图形时，则所述闭合多边形的数量为多个。

特别的，本实施例中，由于按照方法2，横截平面横截隐藏等高线305的位置时会产生两个闭合多边形，而A点只会落在其中一个闭合多边形上，因此另一个闭合多边形上并未指定起始锚定提取点，所以在可以将其闭合多边形上的一个随机分段点或端点指定为始锚定提取点，或者将其闭合多边形上距离A点最远或最近的分段点或端点作为为始锚定提取点，再结合方法2中步骤SS09的方法取得等高支撑单元接触点。

图16为本发明等高支撑单元生成实施例4。如图所示，本图在图15的基础上，在多个等高支撑单元30之间增加了桁架306，所述桁架306连接于相邻的支撑中柱301之间；所述的形状为圆锥形，或锥柱形，或圆柱形，或方柱形，或菱柱形；所述桁架306的作用在于增强支撑中柱301的横向稳定性，使多个等高支撑单元30横向连接为一个整体，有利于增强整体模型支撑结构的稳定性，在3D打印环节防止单个支撑柱的断裂导致整个模型打印失败。

图17为本发明实施例等高支撑结构生成装置1的结构图。如图所示，本发明实施例提供了一种等高支撑结构生成装置，包括：

第一模型获取单元501，用于加载3D模型；

第一模型确定单元502，用于选定3D模型；

功能选择单元503，用于选择等高分布指令模块；

接触点选定单元504，用于选定一个A点及高度并确定生成模型支撑一次；

支撑单元生成显示单元505，用于在3D模型表面同一高度上均匀分布生成有一组多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

存储单元506，用于将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

图18为本发明实施例等高支撑结构生成装置2的结构图。如图所示，本发明实施例提供了一种等高支撑结构生成装置，包括：

第二模型获取单元601，用于获取3D模型的三角网格模型；

第二模型确定单元602，用于选定3D模型；

三角网格获取单元603，用于遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；

网格平面选点单元604，用于在3D模型的三角网格平面选择一个A点；

横截平面确定单元605，用于过A点取垂直于Z轴的横截平面；

切片线段确定单元606，用于将横截平面与所有三角网格求交计算获得与三角网格相交的切片线段及线段端点；

闭合多边形确定单元607，用于将相交三角网格的切片线段依次首尾相连形成闭合多边形；

取样点集合获取单元608，用于对闭合多边形的各边以Y毫米为单位分段取点并获取全部分段点和端点以及A点作为取样点第一集合；

提取点集合获取单元609，用于指定一个时钟方向以A点为起始锚定提取点对第一集合中的全部取样点依次两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点并将全部取样点作为提取点第二集合；

支撑单元生成单元610，用于将第二集合中的全部提取点作为等高支撑单元接触点并向下引出多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

存储单元506，用于将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

图19为用来实现本发明实施例等高支撑结构生成方法的电子设备结构框图1。如图所示，一种电子设备70包括一个处理器701和一个存储单元506；其中所述存储单元506存储有可被处理器701执行的指令，所述指令被所述处理器701执行，以使所述处理器701能够执行本发明方法2所述的等高支撑结构生成方法。

图20为用来实现本发明实施例等高支撑结构生成方法的电子设备结构框图2。本图中电子设备70以一个处理器701为例。如图所示，一种电子设备70括：存储单元506、处理器701、总线703、输入单元704、输出单元705，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用总线703互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器703可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储单元506中或者以外部输出单元705(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令；包括存储在存储单元506中或者以外部输入单元704(诸如，耦合至接口的鼠标、键盘、触摸屏等指令输入设备)。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器701和/或多条总线703与多个存储单元506一起使用。同样，可以连接多个电子设备70，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器***)。

存储单元506即为本发明的第四方面，所提供的一种非瞬时计算机可读存储介质。其中，所述存储单元506存储有可由至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器执行本发明方法2所提供的等高支撑结构生成方法。本发明的非瞬时非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行本发明方法2所提供的等高支撑结构生成方法。

存储单元506作为一种非瞬时非瞬时计算机可读存储介质，可用于存储非瞬时软件程序、非瞬时计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的等高支撑结构生成方法对应的程序指令/模块(例如，附图17所示的第一模型获取单元501、第一模型确定单元502、功能选择单元503、接触点选定单元504；附图18所示的第二模型获取单元601、第二模型确定单元602、网格平面选点单元604)。处理器701通过运行存储在存储单元506中的非瞬时软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述图2对应的实施例中的等高支撑结构生成方法。

存储单元506可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据支撑结构生成的电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储单元506可以包括高速随机存取存储单元，还可以包括非瞬时存储单元，例如至少一个磁盘存储单元件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储单元件。在一些实施例中，存储单元506可选包括相对于处理器701远程设置的存储单元，这些远程存储单元可以通过网络连接至支撑结构生成的电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入单元704可接收输入的数字或字符信息，以及产生与支撑结构生成的电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等输入单元。

输出装置705可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。

特别地，结合本发明方法1中的步骤S02、步骤S03、步骤S04；均需要通过输入单元704来选定3D模型，或选择等高分布指令模块，或选定一个A点。

此处描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、专用ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入单元、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入单元、和该至少一个输出装置。

这些计算程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储单元、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的***和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

图21为本发明实施例等高支撑结构生成方法1的后续制造流程图1。如图所示，本图中电子设备70采用的是计算机，其输出装置705采用电脑显示器作为本发明方法1或2的人机交互显示界面；其输入装置704则分别以鼠标7041、键盘7042作为人机交互指令输入设备。

结合图1中的步骤S07可知，对整体三维数据进行切片并将整体三维切片数据保存于计算机存储单元后；还需要通过步骤S08，将整体三维切片数据通过可移动存储设备71导入到3D打印设备72进行增材打印制造。图中可移动存储设备71主要存储的是整体三维切片数据，3D打印设备72导入移动存储设备71中的整体三维切片数据后进行增材打印制造生成打印模型73。

图22为本发明实施例等高支撑结构生成方法1的后续制造流程图2。如图所示，本图中电子设备70采用的是计算机，其输出装置705采用电脑显示器作为本发明方法1或2的人机交互显示界面；其输入装置704则分别以鼠标7041、键盘7042作为人机交互指令输入设备。

结合图1中的步骤S07可知，对整体三维数据进行切片并将整体三维切片数据保存于计算机存储单元后；还需要通过步骤S08，将整体三维切片数据通过可移动存储设备71导入到3D打印设备72进行增材打印制造。图中可移动存储设备71主要存储的是整体三维切片数据，3D打印设备72导入移动存储设备71中的整体三维切片数据后进行增材打印制造生成打印模型73；结合本发明图13-16的实施例，打印模型73由等高支撑单元30和3D模型100构成。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种等高支撑结构生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取3D模型的三角网格模型；

选定3D模型；

遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；

在3D模型的三角网格平面选择一个A点；

过A点取垂直于Z轴的横截平面；

将横截平面与所有三角网格求交计算获得与三角网格相交的切片线段及线段端点；

将相交三角网格的切片线段依次首尾相连形成闭合多边形；

对闭合多边形的各边以Y毫米为单位分段取点并获取全部分段点和端点以及A点作为取样点第一集合；

指定一个时钟方向以A点为起始锚定提取点对第一集合中的全部取样点依次两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点并将全部取样点作为提取点第二集合；

将第二集合中的全部提取点作为等高支撑单元接触点并向下引出多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

2.根据权利要求1所述的一种等高支撑结构生成方法，其特征在于，所述L为正整数或小数；所述Y也为正整数或小数；所述△X为小于Y的误差值。

3.根据权利要求1所述的一种等高支撑结构生成方法，其特征在于，所述时钟方向包括逆时针方向或顺时针方向；所述闭合多边形的数量为一个或多个。

4.根据权利要求1所述的一种等高支撑结构生成方法，其特征在于，所述等高支撑单元包括：支撑中柱、支撑折柱、折柱接触点；所述折柱接触点设置于支撑折柱的末端并与3D模型表面接触连接；所述支撑折柱的根部连接于支撑中柱的顶端；所述支撑中柱的底端连接于零平面平台；所述支撑中柱、支撑折柱的形状为圆锥形，或锥柱形，或圆柱形，或方柱形，或菱柱形。

5.根据权利要求1所述的一种等高支撑结构生成方法，其特征在于，所述等高支撑单元包括：支撑中柱、支撑折柱、折柱接触点、底部支撑平台和/或桁架；所述折柱接触点设置于支撑折柱的末端并与3D模型表面接触连接；所述支撑折柱的根部连接于支撑中柱的顶端；所述支撑中柱的底端连接于底部支撑平台或零平面平台；所述底部支撑平台连接于零平面平台；所述桁架连接于相邻的支撑中柱之间；所述支撑中柱、支撑折柱、桁架的形状为圆锥形，或锥柱形，或圆柱形，或方柱形，或菱柱形；所述底部支撑平台的形状为扁平方形，或扁平菱形，或扁平圆形，或扁平多边形。

6.一种等高支撑结构生成装置，其特征在于，包括：

第二模型获取单元，用于获取3D模型的三角网格模型；

第二模型确定单元，用于选定3D模型；

三角网格获取单元，用于遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；

网格平面选点单元，用于在3D模型的三角网格平面选择一个A点；

横截平面确定单元，用于过A点取垂直于Z轴的横截平面；

切片线段确定单元，用于将横截平面与所有三角网格求交计算获得与三角网格相交的切片线段及线段端点；

闭合多边形确定单元，用于将相交三角网格的切片线段依次首尾相连形成闭合多边形；

取样点集合获取单元，用于对闭合多边形的各边以Y毫米为单位分段取点并获取全部分段点和端点以及A点作为取样点第一集合；

提取点集合获取单元，用于指定一个时钟方向以A点为起始锚定提取点对第一集合中的全部取样点依次两两提取直线距离为L+△X毫米的取样点并将全部取样点作为提取点第二集合；

支撑单元生成单元，用于将第二集合中的全部提取点作为等高支撑单元接触点并向下引出多个等高支撑单元连接于3D模型和零平面平台之间；

存储单元，用于将3D模型和多个等高支撑单元的整体三维数据储存于存储单元。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储单元；其中，所述存储单元存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1所述的等高支撑结构生成方法。

8.一种非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非瞬时计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的等高支撑结构生成方法的步骤。

9.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1所述的等高支撑结构生成方法。

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