CN115071135A - 一种3d打印路径填充方法 - Google Patents
一种3d打印路径填充方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115071135A CN115071135A CN202210990833.1A CN202210990833A CN115071135A CN 115071135 A CN115071135 A CN 115071135A CN 202210990833 A CN202210990833 A CN 202210990833A CN 115071135 A CN115071135 A CN 115071135A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- scanning
- layer
- files
- breadth
- working
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种3D打印路径填充方法，属于3D打印机技术领域，其包括以下步骤：S1.对打印文件进行分层，形成多层工作幅面相同的含有轮廓图案的打印文件；S2.将各层打印文件放入各自的分割幅面，各层分割幅面尺寸相同且大于打印文件的工作幅面；S3.将分割幅面分割成若干正方形块，将含有轮廓图案和全部位于轮廓图案内的正方形块定位为工作块，对每个工作块内的填充数据生成单独的工作块文件；S4.逐层逐个对工作块文件进行扫描填充。本发明将轮廓图案分割成若干工作块，逐层逐个对工作块文件进行扫描填充的过程中，使得每次扫描填充的路径变短，避免引起打印零件的热变形，每一层扫描分割的分界线可随机变动，避免在某个位置处出现缺陷或者薄弱点。
Description
技术领域
本发明属于3D打印机技术领域，尤其涉及一种3D打印路径填充方法。
背景技术
使用激光扫描进行3D打印，打印文件经过切片后，每一层的文件是一个只包含当前层图案轮廓的文件，如需要将其用激光打印为实体文件，则需要对该层轮廓文件进行填充。
现有的3D打印路径填充方法如授权公告号为CN106985393B公开的发明专利涉及的一种面向3D打印的内部填充优化方法，包括输入待成形件模型和最小壁厚，确定成形方位与切片层厚；获取待成形件的最小成形倾斜角；对实体模型进行切片；按照从上到下的顺序依次根据各切片层的输入轮廓、结合最小成形倾斜角获得对应的内轮廓；所有切片层的填充区域依次序共同组成填充路径，将填充路径输出为3D打印路径文件。
对于传统的传统的3D打印路径填充方法，在对一层切片层进行轮廓填充时存在以下缺陷：扫描路径是从轮廓线的一个点沿着一个方向直线扫描直至扫描到轮廓线上的另一个点，路径填充线段太长，会引起打印零件的热变形；上下相邻的两层切片层的扫描线交接点在同一个位置，从而引起打印零件在该处出现缺陷或者薄弱点，影响整个打印零件的性能；各层填充线的扫描方向相同，导致每一层的热变形相同，导致零件整体多层打印出现相同方向的变形等。
发明内容
本发明提供了一种3D打印路径填充方法，以解决传统3D打印轮廓填充时存在的热变形大、易出现薄弱点而影响打印零件的性能等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
本发明涉及一种3D打印路径填充方法，其包括以下步骤：
S1.对打印文件进行分层，形成多层工作幅面相同的含有轮廓图案的打印文件；
S2.将各层打印文件放入各自的分割幅面，各层分割幅面尺寸相同且大于打印文件的工作幅面；
S3.将分割幅面分割成若干正方形块，将含有轮廓图案和全部位于轮廓图案内的正方形块定位为工作块，对每个工作块内的填充数据生成单独的工作块文件；
S4.逐层逐个对工作块文件进行扫描填充。
优选地，所述步骤S2将各层打印文件放入各自的分割幅面的中心后，在各层分割幅面中对相应的打印文件进行随机偏移。该步骤使得每一层扫描分割的分界线保持随机变动，使不同层文件的扫描线交接点在不同的位置，避免引起打印零件在该处出现缺陷或者薄弱点而影响整个打印零件的性能。
优选地，所述步骤S1中打印文件的工作幅面为L*W；所述S2中分割幅面的长度和宽度分别比工作幅面为的长度和宽度长K，即分割幅面的尺寸为（L+K）*（W +K），随机偏移各层分割幅面中的打印文件时，前后左右的偏移量均不大于K。
优选地，所述步骤S4的扫描填充过程中，还始终向一个方向进行吹气以将扫描填充时产生的粉尘吹走。
优选地，所述步骤S4中，在对任意一个工作块文件进行扫描填充时，扫描路径的方向与吹风的方向存在±（90~180°）的夹角。
优选地，所述步骤S4中，对同层的工作块文件进行扫描填充的过程中，前后两次扫描填充的工作块不相邻。
优选地，所述步骤S4中，在对任意一个工作块进行扫描填充时，扫描路径的方向与吹风的方向存在±（45~180°）的夹角。
优选地，所述步骤S4中，对于同层的相邻的两个工作块文件，扫描填充方向相同。
优选地，所述步骤S4中，对于同层的相邻的两个工作块文件，扫描填充方向相互垂直。
优选地，所述步骤S4中，对于上下相邻的两层打印文件中的工作块文件，扫描方向存在夹角，且扫描方向的夹角与90°互质。多层填充线之间存在夹角，使每一层的热变形方向不相同，可以避免零件整体多层打印出现相同方向的变形。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明涉及的3D打印路径填充方法对打印文件进行分层后，将含有轮廓图案的打印文件放入分割幅面，再将分割幅面分割成若干正方形块，将含有轮廓图案和全部位于轮廓图案内的正方形块定位为工作块并生成单独的工作块文件，逐层逐个对工作块文件进行扫描填充，每次扫描填充的路径变短，避免引起打印零件的热变形。
2.发明涉及的3D打印路径填充方法将各层打印文件放入各自的分割幅面的中心后，在各层分割幅面中对相应的打印文件进行随机偏移。该步骤使得每一层扫描分割的分界线保持随机变动，使不同层文件的扫描线交接点在不同的位置，避免引起打印零件在该处出现缺陷或者薄弱点而影响整个打印零件的性能。
3.发明涉及的3D打印路径填充方法对于各打印文件中的工作块文件，扫描方向存在夹角，使每一层的热变形方向不相同，可以避免零件整体多层打印出现相同方向的变形。
附图说明
图1是将打印文件放入各自的分割幅面并分割成若干正方形块的示意图；
图2是随机偏移后各层工作幅面和分割幅面的位置关系图；
图3是单层分割幅面中的工作块的示意图；
图4是实施例1中只允许逆风扫描的情况下，扫描路线的向量示意图；
图5是相邻工作块扫描方向相同和垂直两种情况的扫描路径示意图；
图6是同层的相邻工作块扫描方向相同和垂直两种情况下，相邻两层文件的各工作块的扫描方向示意图；
图7是只允许逆风扫描和允许部分工作块顺风扫描两种情况的相邻工作块扫描向量对比图；
图8是单个工作块的扫描过程示意图；
图9是相邻两个工作块连续扫描过程的示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及的一种3D打印路径填充方法，包括以下步骤：
S1.对打印文件进行分层，形成多层工作幅面相同的含有轮廓图案的打印文件，打印文件的工作幅面为L*W；
S2.参照附图1所示，将各层打印文件放入各自的分割幅面，各层分割幅面尺寸相同且长和宽均比打印文件的工作幅面大K，即分割幅面的尺寸为（L+K）*（W +K）；参照附图2所示，对于不同层次分割幅面，对相应的打印文件进行随机偏移，前后左右的偏移量均不大于K，如此，可以使得每一层扫描分割的分界线保持随机变动，使不同层文件的扫描线交接点在不同的位置，避免引起打印零件在该处出现缺陷或者薄弱点而影响整个打印零件的性能。
S3.参照图1~3所示，将分割幅面分割成若干边长为D的正方形块，将含有轮廓图案和全部位于轮廓图案内的正方形块定位为工作块，对每个工作块内的填充数据生成单独的工作块文件；
S4.逐层逐个对工作块文件进行扫描填充，由于扫描填充的过程中会产生粉尘，影响扫描填充的质量，故需要通过向一侧吹风的方式吹走粉尘，在对任意一个工作块文件进行扫描填充时，扫描路径的方向与吹风的方向存在±（90~180°）的夹角，即扫描填充的过程中只允许逆风扫描；扫描过程中，同层的工作块可以按照顺序依次进行扫描，也可以对每个工作块进行编号，编号时，相邻的两块工作块的编号不连续，进而使得前后两侧扫描的工作块不连接，以减少应力集中；对于相邻的两块工作块，扫描方向可以是相同方向，也可以是垂直方向，如图5。
对于上下相邻的两层打印文件中的工作块文件，扫描方向存在夹角，使每一层的热变形方向不相同，进而避免零件整体多层打印出现相同方向的变形，为了保证各层打印文件中工作块的扫描方向尽量不重复，扫描方向的夹角与90°互质。
对于单个工作块，按照从前到后、从后到前、从左到右或从右到左进行多轮扫描，各轮扫描均沿直线进行扫描，且扫描参数相同，即扫描方向、扫描宽度等相同，如图8所示，为对单个工作块进行从后到前的5轮扫描。如此，即使同层的工作块是按照顺序依次进行扫描的，扫描填充的路径也很短，如图9所示。
实施例2
实施例1中，由于对任意一个工作块文件的扫描路径的方向与吹风的方向是存在±（90~180°）的夹角，即扫描过程中只允许逆风扫描，因此，即使同层的工作块是按照顺序依次进行扫描的，也会存在很多工作块在开始扫描的过程中，需要重新调整扫描机构的位置，因此，打印的效率较低。
基于上述问题，本实施例涉及的一种3D打印路径填充方法，包括以下步骤：
S1.对打印文件进行分层，形成多层工作幅面相同的含有轮廓图案的打印文件，打印文件的工作幅面为L*W；
S2.参照附图1所示，将各层打印文件放入各自的分割幅面，各层分割幅面尺寸相同且长和宽均比打印文件的工作幅面大K，即分割幅面的尺寸为（L+K）*（W +K）；参照附图2所示，对于不同层次分割幅面，对相应的打印文件进行随机偏移，前后左右的偏移量均不大于K，如此，可以使得每一层扫描分割的分界线保持随机变动，使不同层文件的扫描线交接点在不同的位置，避免引起打印零件在该处出现缺陷或者薄弱点而影响整个打印零件的性能。
S3.参照图1~3所示，将分割幅面分割成若干边长为D的正方形块，将含有轮廓图案和全部位于轮廓图案内的正方形块定位为工作块，对每个工作块内的填充数据生成单独的工作块文件；
S4.逐层逐个对工作块文件进行扫描填充，由于扫描填充的过程中会产生粉尘，影响扫描填充的质量，故需要通过向一侧吹风的方式吹走粉尘，在对任意一个工作块文件进行扫描填充时，扫描路径的方向与吹风的方向存在±（45~180°）的夹角，即扫描填充的过程尽量保证逆风扫描，但对于部分工作块，也允许顺风扫描，但顺风扫描时扫描的方向必须大于45°；扫描过程中，同层的工作块按照顺序依次进行扫描；对于相邻的两块工作块，扫描方向相互垂直，如图7所示。
对于上下相邻的两层打印文件中的工作块文件，扫描方向存在夹角，使每一层的热变形方向不相同，进而避免零件整体多层打印出现相同方向的变形，为了保证各层打印文件中工作块的扫描方向尽量不重复，扫描方向的夹角与90°互质。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种3D打印路径填充方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1.对打印文件进行分层，形成多层工作幅面相同的含有轮廓图案的打印文件；
S2.将各层打印文件放入各自的分割幅面，各层分割幅面尺寸相同且大于打印文件的工作幅面；
S3.将分割幅面分割成若干正方形块，将含有轮廓图案和全部位于轮廓图案内的正方形块定位为工作块，对每个工作块内的填充数据生成单独的工作块文件；
S4.逐层逐个对工作块文件进行扫描填充。
2.根据权利要求1所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S2将各层打印文件放入各自的分割幅面的中心后，在各层分割幅面中对相应的打印文件进行随机偏移。
3.根据权利要求2所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S1中打印文件的工作幅面为L*W；所述S2中分割幅面的长度和宽度分别比工作幅面为的长度和宽度长K，即分割幅面的尺寸为（L+K）*（W +K），随机偏移各层分割幅面中的打印文件时，前后左右的偏移量均不大于K。
4.根据权利要求1所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S4的扫描填充过程中，还始终向一个方向进行吹气以将扫描填充时产生的粉尘吹走。
5.根据权利要求4所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S4中，在对任意一个工作块文件进行扫描填充时，扫描路径的方向与吹风的方向存在±（90~180°）的夹角。
6.根据权利要求5所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S4中，对同层的工作块文件进行扫描填充的过程中，前后两次扫描填充的工作块不相邻。
7.根据权利要求4所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S4中，在对任意一个工作块进行扫描填充时，扫描路径的方向与吹风的方向存在±（45~180°）的夹角。
8.根据权利要求1所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S4中，对于同层的相邻的两个工作块文件，扫描填充方向相同。
9.根据权利要求1所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S4中，对于同层的相邻的两个工作块文件，扫描填充方向相互垂直。
10.根据权利要求1所述的3D打印路径填充方法，其特征在于：所述步骤S4中，对于上下相邻的两层打印文件中的工作块文件，扫描方向存在夹角，且扫描方向的夹角与90°互质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210990833.1A CN115071135A (zh) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 一种3d打印路径填充方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210990833.1A CN115071135A (zh) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 一种3d打印路径填充方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115071135A true CN115071135A (zh) | 2022-09-20 |
Family
ID=83244158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210990833.1A Pending CN115071135A (zh) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 一种3d打印路径填充方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115071135A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107116216A (zh) * | 2016-02-24 | 2017-09-01 | 哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司 | 一种3d打印激光扫描新方法 |
| CN107206494A (zh) * | 2014-11-21 | 2017-09-26 | 瑞尼斯豪公司 | 利用特殊扫描策略的增材制造设备和相关方法 |
| CN108555301A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-09-21 | 温州职业技术学院 | 一种大型精密金属零件的分区并行式三维打印成型方法 |
| CN108907190A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-11-30 | 沈阳精合数控科技开发有限公司 | 一种碗形薄壁零件的3d打印增材制造方法 |
| CN108941560A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 中南大学 | 一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法 |
| CN111299577A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-06-19 | 华中科技大学 | 一种基于智能扫描路径规划的slm成形方法及产品 |
| CN112191844A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-01-08 | 苏州耀国电子有限公司 | 一种3d打印铝铜合金的方法 |
| CN112677488A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-04-20 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | 一种打印路径规划方法、***和3d打印机 |
| CN112775443A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-05-11 | 上海航天设备制造总厂有限公司 | 一种单激光大幅面振镜移动式3d打印装置及方法 |
| WO2022036591A1 (zh) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | 西门子股份公司 | 增材制造中的打印工艺制定方法及装置 |
-
2022
- 2022-08-18 CN CN202210990833.1A patent/CN115071135A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107206494A (zh) * | 2014-11-21 | 2017-09-26 | 瑞尼斯豪公司 | 利用特殊扫描策略的增材制造设备和相关方法 |
| CN107116216A (zh) * | 2016-02-24 | 2017-09-01 | 哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司 | 一种3d打印激光扫描新方法 |
| CN108555301A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-09-21 | 温州职业技术学院 | 一种大型精密金属零件的分区并行式三维打印成型方法 |
| CN108907190A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-11-30 | 沈阳精合数控科技开发有限公司 | 一种碗形薄壁零件的3d打印增材制造方法 |
| CN108941560A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 中南大学 | 一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法 |
| CN111299577A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-06-19 | 华中科技大学 | 一种基于智能扫描路径规划的slm成形方法及产品 |
| WO2022036591A1 (zh) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | 西门子股份公司 | 增材制造中的打印工艺制定方法及装置 |
| CN112191844A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-01-08 | 苏州耀国电子有限公司 | 一种3d打印铝铜合金的方法 |
| CN112775443A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-05-11 | 上海航天设备制造总厂有限公司 | 一种单激光大幅面振镜移动式3d打印装置及方法 |
| CN112677488A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-04-20 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | 一种打印路径规划方法、***和3d打印机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106808681B (zh) | 一种提高增材制造零件精度的方法 | |
| CN103894608B (zh) | 一种三维打印大光斑扫描路径生成方法 | |
| CN106273446B (zh) | 一种用于3d打印的切片路径生成方法及*** | |
| US6363298B1 (en) | Method and apparatus for generating tool paths | |
| CN108665493B (zh) | 三维打印扫描方法、可读存储介质及三维打印扫描控制设备 | |
| CN110968039B (zh) | 应用于激光切割数控加工的图形切割排序处理方法 | |
| CN110722799B (zh) | 大幅面dlp型3d打印机错位均摊接缝消除方法及*** | |
| CN106200559A (zh) | 一种用于3d打印切片的快速生成方法 | |
| CN110773738B (zh) | 基于多边形几何特征识别的激光扫描路径分区域规划方法 | |
| CN110039186A (zh) | 一种应用于激光表面刻蚀的曲面模型路径规划方法 | |
| CN113942230B (zh) | 针对双激光分割的3d打印控制***及其分割方法 | |
| CN110193603B (zh) | 一种基于扫描线长度优化的激光选区熔化分区方法 | |
| US10417535B2 (en) | Infill apparatus and method for output of 3D printer | |
| CN116352111B (zh) | 用于多激光选区熔化成形零件的扫描方法 | |
| CN114559055B (zh) | 一种3d打印方法 | |
| CN114434802A (zh) | 3d打印轮廓偏置填充路径规划算法 | |
| EP0382293B1 (en) | Method of and apparatus for converting the resolution of an image represented by a pattern of bivalent pixels | |
| CN115071135A (zh) | 一种3d打印路径填充方法 | |
| CN107775956B (zh) | 一种用于增材制造的优化轮廓扫描路径的方法 | |
| CN112248436A (zh) | 基于多激光器的扫描路径规划方法、装置以及三维物体制造设备 | |
| CN100363940C (zh) | 一种文稿图像几何畸变的校正方法 | |
| CN115138870A (zh) | 多振镜拼接打印***及多振镜拼接打印方法 | |
| US7336396B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
| CN109773186A (zh) | 用于制造三维物体的增材制造方法及其设备、可读存储介质 | |
| US20170087771A1 (en) | Three-Dimensional Printing Using Fast STL File Conversion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220920 |