RU2815067C2 - Method of creating 3d model with support structures, as well as computer-readable data medium for method implementation - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to an additive manufacturing method, in particular, to a method of creating 3D model including support structures. Invention also relates to a computer-readable data medium. 3D model includes support structures to be built by an additive manufacturing device, comprising: platform for holding 3D object corresponding to 3D model. Proposed method comprises setting surface geometry and orientation of 3D model relative to platform. Surface geometry includes surface segments. Method further comprises: a step of ascribing a degree of quality to the surface segments, respectively, with respect to post-processing for the subsequent removal of the support structures; a step of calculating, based on a given orientation, surface geometry and an ascribed degree of quality, positions on the surface segments to which the support structure can be added; and a step of adding a support structure to 3D model based on the calculated positions and the assigned degree of quality.

EFFECT: group of inventions provides a method of presenting quality requirements for 3D model, which includes support structures to be built by an additive manufacturing device.

15 cl, 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ FIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится к способу аддитивного производства. Настоящее изобретение в частности относится к способу создания 3D-модели, включающей в себя опорные конструкции.The present invention relates to an additive manufacturing method. The present invention particularly relates to a method for creating a 3D model including support structures.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND OF THE ART

В аддитивном производстве 3D-объект печатается послойно путем светоотверждения жидкой среды печати, т.е. жидкой фотоотверждаемой смолы, которая выборочно отверждается под влиянием UV излучения. В общеизвестной разновидности аддитивного производства 3D-объекты предпочтительно вытягиваются посредством платформы, в перевернутом виде из жидкого фотоотверждаемого материала, заполняющего ванну. Специалистам в данной области техники известны также другие разновидности аддитивного производства. In additive manufacturing, a 3D object is printed layer by layer by light curing a liquid printing medium, i.e. liquid photocurable resin, which is selectively cured under the influence of UV radiation. In a commonly known form of additive manufacturing, 3D objects are preferably extruded by means of a platform, upside down, from a liquid photocurable material that fills a vat. Other forms of additive manufacturing are also known to those skilled in the art.

В ходе 3D-печати, к 3D-объекту должно присоединяться достаточно опорных конструкций. Положения на поверхности 3D-объекта, где нужно присоединять опорные конструкции, зависят от геометрии 3D-объекта, подлежащего 3D-печати, и ориентации 3D-объекта относительно платформы. During 3D printing, sufficient support structures must be attached to the 3D object. The positions on the surface of the 3D object where support structures need to be attached depend on the geometry of the 3D object being 3D printed and the orientation of the 3D object relative to the platform.

В технике в целом известно, какие точки данной геометрии требуют опорных конструкций для данной ориентации 3D-объекта. Например, в US 2015/0151492 A1 раскрыт способ генерирования опорных конструкций для аддитивно производимого 3D-объекта.It is generally known in the art which points of a given geometry require support structures for a given orientation of a 3D object. For example, US 2015/0151492 A1 discloses a method for generating support structures for an additively manufactured 3D object.

После 3D-печати, очистки, теплового и/или фотохимического отверждение 3D-объекта, опорные конструкции подлежат механическому удалению. Процесс удаления занимает много времени и потенциально приводит к изменению геометрии 3D-объекта, например, при чистовой обработке вращающимся инструментом. Для стоматологических компонентов, например, зубных протезов, хирургических шаблонов, стоматологических моделей и пр. с высокими требованиями к качеству точности формы, последствия механической постобработки могут становиться критическими. After 3D printing, cleaning, thermal and/or photochemical curing of the 3D object, the support structures must be mechanically removed. The removal process is time-consuming and potentially changes the geometry of the 3D object, such as when finishing with a rotary tool. For dental components, such as dentures, surgical templates, dental models, etc., with high demands on the quality of form accuracy, the consequences of mechanical post-processing can become critical.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является преодоление недостатков уровня техники и обеспечение способа предъявления требований к качеству 3D-модели, включающей в себя опорные конструкции, подлежащие построению устройством аддитивного производства.It is an object of the present invention to overcome the shortcomings of the prior art and to provide a method for specifying quality requirements for a 3D model including support structures to be built by an additive manufacturing device.

Эта задача достигается способом по п. 1. Зависимые пункты формулы изобретения относятся к дополнительным разработкам. This task is achieved by the method according to claim 1. Dependent claims of the invention relate to additional developments.

Настоящее изобретение предусматривает способ предъявления требований к качеству 3D-модели, включающей в себя опорные конструкции, подлежащие построению устройством аддитивного производства, которое содержит платформу для удержания 3D-объекта, соответствующего 3D-модели. Способ содержит: этап задания поверхностной геометрии и ориентации 3D-модели относительно платформы, причем поверхностная геометрия включает в себя сегменты поверхности; этап приписывания степени качества сегментам поверхности соответственно в отношении постобработки для последующего удаления опорных конструкций; этап вычисления, на основании заданной ориентации, поверхностной геометрии и приписываемой степени качества, позиций на сегментах поверхности, куда может добавляться опорная конструкция; и этап добавления опорной конструкции в 3D-модель на основании вычисленных позиций и приписываемой степени качества.The present invention provides a method for specifying the quality of a 3D model including support structures to be built by an additive manufacturing device that includes a platform for holding a 3D object corresponding to the 3D model. The method comprises: the step of specifying the surface geometry and orientation of the 3D model relative to the platform, wherein the surface geometry includes surface segments; the step of assigning a quality grade to the surface segments, respectively, in relation to post-processing for subsequent removal of support structures; the step of calculating, based on the given orientation, surface geometry and assigned degree of quality, positions on the surface segments where a support structure can be added; and the step of adding a support structure to the 3D model based on the calculated positions and the assigned quality level.

Главный полезный результат настоящего изобретения состоит в том, что можно исключать или сокращать опорные конструкции по мере возможности в таких положениях, которые, по сравнению с другими положениями 3D-объекта, подлежащими 3D-печати, увеличивают необходимость в защите от механической постобработки. Таким образом, поверхностных артефактов, поверхностных повреждений, деформаций вследствие механической постобработки можно избежать или сокращать их число в чувствительных сегментах поверхности 3D-модели, и необходимость в инвестировании ручной дополнительной работы для точного удаления опорных конструкций можно устранять или снижать по мере возможности. Таким образом, время, необходимое для ручной постобработки отпечатанного 3D-объекта, также можно уменьшить, и сэкономить на затратах. The main benefit of the present invention is that support structures can be eliminated or reduced as much as possible in positions that, relative to other positions of the 3D object to be 3D printed, increase the need for protection from mechanical post-processing. In this way, surface artifacts, surface damage, and deformation due to mechanical post-processing can be avoided or reduced in sensitive segments of the 3D model surface, and the need to invest manual extra work to accurately remove support structures can be eliminated or reduced as much as possible. In this way, the time required for manual post-processing of a 3D printed object can also be reduced and costs saved.

Согласно настоящему изобретению, этапы способа осуществляются полностью или по меньшей мере частично согласно компьютерному алгоритму. Компьютерный алгоритм предпочтительно содержит нейронную сеть, способную распознавать признаки 3D-модели, подлежащей построению устройством аддитивного производства. Этапы дополнительно осуществляются предпочтительно на основании распознанных признаков. Нейронная сеть может обучаться реальными или виртуальными 3D-моделями для распознавания сегментов поверхности, для которых важна постобработка. Несмотря на использование компьютерного алгоритма, на этапе приписывания пользователю в необязательном порядке разрешается вручную помечать, на дисплее 3D-модели, один или более сегментов поверхности, соответственно, желаемой степенью качества, или также задавать количество степеней качества, которые можно выборочно приписывать.According to the present invention, the steps of the method are carried out entirely or at least partially according to a computer algorithm. The computer algorithm preferably comprises a neural network capable of recognizing features of the 3D model to be built by the additive manufacturing device. The steps are further carried out preferably based on the recognized features. The neural network can be trained on real or virtual 3D models to recognize surface segments for which post-processing is important. Although a computer algorithm is used, during the attribution stage the user is optionally allowed to manually label, on the 3D model display, one or more surface segments, respectively, with the desired grade of quality, or also to specify the number of grades of quality that can be selectively assigned.

Согласно настоящему изобретению, степень качества содержит по меньшей мере низкую степень качества и высокую степень качества. Низкая степень качества означает, что соответствующий сегмент поверхности не стоит защищать при постобработке. Высокая степень качества означает, что соответствующий сегмент поверхности стоит защищать при постобработке. Для улучшения результатов также можно дополнительно использовать одну или более промежуточных степеней качества.According to the present invention, the quality grade comprises at least a low quality grade and a high quality grade. A low grade means that the corresponding surface segment is not worth protecting during post-processing. A high degree of quality means that the corresponding surface segment is worth protecting during post-processing. To improve the results, one or more intermediate quality levels can also be additionally used.

Согласно настоящему изобретению, в частности на этапе вычисления, каждому сегменту поверхности в необязательном порядке назначается величина, которая указывает меру необходимости поддержки этого сегмента поверхности опорной конструкцией. Более высокое значение величины указывает более сильную необходимость в опоре. Величина предпочтительно является скалярной величиной, которая является функцией угла наклона сегмента поверхности относительно направления построения. Скалярная величина предпочтительно равна внутреннему произведению вектора нормали сегмента поверхности и единичного вектора противоположного направлению построения. Предпочтительно ни одной опорной конструкции не добавляется в 3D-модель в позиции, которая попадает в сегмент поверхности, вектор нормали которого имеет положительную составляющую в направлении построения. Это означает, что такие сегменты поверхности, которые указывают от платформы построения, не подходят для присоединения опорной конструкции. Согласно настоящему изобретению, на этапе вычисления в необязательном порядке, сначала, позиции всех локальных минимумов 3D-модели отыскиваются относительно направления построения, и опорные конструкции, соответствующие позициям локальных минимумов, добавляются в 3D-модель независимо от приписываемой степени качества. Таким образом, можно препятствовать возникновению или по мере возможности снижать опасность опечаток. Согласно настоящему изобретению, в частности, на этапе вычисления назначение величины сегменту поверхности в необязательном порядке обновляется таким образом, что величина равна первой постоянной для сегмента поверхности в позиции которого была добавлена опорная конструкция, и таким образом, что величины соседних сегментов поверхности уменьшаются с коэффициентом, который является функцией в зависимости от трехмерного вектора расстояния от сегмента поверхности, в который была добавлена опорная конструкция, до соседнего сегмента поверхности, причем функция равна единице, если трехмерный вектор расстояния не имеет положительной составляющей в направлении построения. Функция предпочтительно асимптотически приближается к единице с увеличением модуля трехмерного вектора расстояния. Затем обновленные величины сегментов поверхности группируются в нисходящем порядке в группы, соответствующие приписываемой степени качества в восходящем порядке. Наконец, начиная с группы самой низкой степени качества до группы самой высокой степени качества, опорная конструкция добавляется на сегменте поверхности с наибольшей обновленной величиной. Этапы повторяются для каждой группы, пока обновленные самые высокие величины не упадут ниже заранее определенных уровней, соответственно связанных с группами.According to the present invention, particularly during the calculation step, each surface segment is optionally assigned a value that indicates the extent to which that surface segment needs to be supported by a support structure. A higher value indicates a stronger need for support. The value is preferably a scalar value that is a function of the angle of inclination of the surface segment relative to the construction direction. The scalar quantity is preferably equal to the inner product of the normal vector of the surface segment and the unit vector opposite to the construction direction. Preferably, no support structure is added to the 3D model at a position that falls within a surface segment whose normal vector has a positive component in the construction direction. This means that surface segments that point away from the build platform are not suitable for attaching a support structure. According to the present invention, in the calculation step, optionally, first, the positions of all local minima of the 3D model are found relative to the construction direction, and support structures corresponding to the positions of the local minima are added to the 3D model regardless of the assigned quality level. In this way, the occurrence of typographical errors can be prevented or, to the extent possible, reduced. According to the present invention, in particular, during the calculation step, the assignment of a value to a surface segment is optionally updated such that the value is equal to the first constant for the surface segment at the position of which the support structure was added, and such that the values of adjacent surface segments are reduced by a factor which is a function as a function of the three-dimensional distance vector from the surface segment to which the support structure was added to the adjacent surface segment, the function being equal to one if the three-dimensional distance vector does not have a positive component in the construction direction. The function preferably asymptotically approaches unity as the magnitude of the three-dimensional distance vector increases. The updated values of the surface segments are then grouped in descending order into groups corresponding to the assigned quality grade in ascending order. Finally, starting from the lowest quality group to the highest quality group, a support structure is added on the surface segment with the largest updated value. The steps are repeated for each group until the updated highest values fall below predetermined levels respectively associated with the groups.

Согласно настоящему изобретению, опорные конструкции, вычисленные позиции которых попадают в сегменты поверхности, которым была приписана высокая степень качества, в необязательном порядке не добавляются в 3D-модель. Таким образом, можно защищать сегменты поверхности, для которых важна постобработка.According to the present invention, support structures whose calculated positions fall within surface segments that have been assigned a high degree of quality are optionally not added to the 3D model. In this way, surface segments for which post-processing is important can be protected.

Согласно настоящему изобретению, опорные конструкции, вычисленные позиции которых попадают в сегменты поверхности, которым была приписана высокая степень качества, альтернативно в необязательном порядке перемещаются в близлежащие сегменты поверхности, которым была приписана низкая степень качества. Таким образом, можно защищать сегменты поверхности, для которых важна постобработка. According to the present invention, support structures whose calculated positions fall within surface segments that have been assigned a high degree of quality are alternatively optionally moved to nearby surface segments that have been assigned a low degree of quality. In this way, surface segments for which post-processing is important can be protected.

Согласно настоящему изобретению, поверхностная геометрия 3D-модели предпочтительно представляется посредством триангуляции. Такая триангуляция удобна для вычислений. Альтернативно, можно использовать сетки других типов, отличающиеся геометрией. According to the present invention, the surface geometry of the 3D model is preferably represented by triangulation. This triangulation is convenient for calculations. Alternatively, other types of meshes with different geometries can be used.

Настоящее изобретение также предусматривает компьютерный алгоритм, компьютерно-читаемые коды которого предписывают модулю CAD осуществлять этапы способа. Настоящее изобретение также предусматривает компьютерно-читаемый носитель данных, где хранится компьютерный алгоритм. The present invention also provides a computer algorithm whose computer-readable codes direct the CAD module to carry out the method steps. The present invention also provides a computer-readable storage medium in which a computer algorithm is stored.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

В нижеследующем описании, дополнительные аспекты и полезные результаты настоящего изобретения будут более подробно описаны с использованием иллюстративных вариантов осуществления и со ссылкой на чертежи, в которыхIn the following description, additional aspects and useful results of the present invention will be described in more detail using illustrative embodiments and with reference to the drawings, in which

фиг. 1 - увеличенный вид детали A на фиг. 2, где показана опорная конструкция, добавленная к сегменту поверхности на 3D-модели;fig. 1 is an enlarged view of detail A in FIG. 2, which shows a support structure added to a surface segment in a 3D model;

фиг. 2 - опорные конструкции, добавленные в 3D-модель.fig. 2 - support structures added to the 3D model.

Ссылочные позиции, показанные в чертежах, обозначают элементы, которые перечислены ниже и будут упомянуты в нижеследующем описании иллюстративных вариантов осуществления:The reference numerals shown in the drawings denote elements that are listed below and will be mentioned in the following description of the illustrative embodiments:

1. 3D-модель/3D-объект1. 3D model/3D object

2. опорная конструкция2. support structure

3. платформа 3. platform

L; H: степень качества L; H: quality degree

L: низкая степень качества L: low quality

H: высокая степень качества H: high quality

m: локальные минимумы m: local minima

: целое число : integer

: скалярная величина : scalar quantity

: вектор нормали i-го сегмента поверхности : normal vector of the i-th surface segment

: вертикальный единичный вектор, ориентированный к платформе : vertical unit vector oriented towards the platform

: вертикальное направление : vertical direction

, , : постоянные , , : constant

функция (коэффициент) function (coefficient)

: трехмерный вектор расстояния : 3D distance vector

: модуль : module

На фиг. 2 показана часть 3D-объекта (1) согласно варианту осуществления настоящего изобретения. 3D-объект (1) частично строится устройством аддитивного производства. Направление построения явления направлением z. Устройство аддитивного производства имеет платформу (3) для удержания 3D-объекта (1). 3D-объект (1) включает в себя опорные конструкции (2), присоединенные к платформе (3). 3D-объект (1) соответствует 3D-модель (1), требования к качеству которого предъявляются посредством способа настоящего изобретения. Этапы способа осуществляются согласно компьютерному алгоритму. Компьютерный алгоритм предпочтительно содержит нейронную сеть, способную распознавать признаки 3D-модели. Этапы способа дополнительно осуществляются на основании этих распознанных признаков. Далее будут описаны этапы способа. На этапе задания, поверхностная геометрия и ориентация 3D-модели (1) задается относительно платформы (3). Поверхностная геометрия включает в себя множество сегментов поверхности. Поверхностная геометрия 3D-модели (1) представляется посредством триангуляции таким образом, что сегменты поверхности являются треугольниками (не показаны). Альтернативно можно использовать другие представления. На этапе приписывания, степень качества (L;H) приписывается сегментам поверхности, соответственно указывая чувствительность и необходимость защиты от постобработки в ходе последующего удаления любых опорных конструкций (2). Степень качества (L;H) содержит предпочтительно по меньшей мере низкую степень качества (L) и высокую степень качества (H). Дополнительно могут в необязательном порядке добавляться степени качества. На этапе приписывания, пользователю разрешается помечать, на дисплее 3D-модели (1), один или более сегментов поверхности соответственно желаемой степенью качества (L;H). Альтернативно, этап приписывания может осуществляться полностью согласно компьютерному алгоритму, без вмешательства пользователя, на основании распознанных признаков. Как показано в иллюстративном варианте осуществления на фиг. 2, толстые линии на сегментах поверхности 3D-модели (1) указывают высокую приписываемую степень качества. Другие сегменты поверхности 3D-модели (1) указывают низкую приписываемую степень качества. На этапе вычисления, на основании заданной ориентации, поверхностной геометрии и приписываемой степени качества (L;H), вычисляются позиции на сегментах поверхности, куда может добавляться опорная конструкция (2). Этап вычисления будет объяснен более подробно со ссылкой на фиг. 1, где показан увеличенный вид детали A на фиг. 2. На этапе вычисления, как показано на фиг. 1, i-ому сегменту поверхности назначается величина , которая указывает меру необходимости поддержки i-го сегмента поверхности опорной конструкцией (2). обозначает целое число. Более высокое значение указывает более сильную необходимость в опоре. Величина является скалярной величиной, которая является функцией угла наклона i-го сегмента поверхности относительно направления построения. В частности, , где “ ” обозначает внутреннее произведение, обозначает вектор нормали i-го сегмента поверхности, и обозначает вертикальный единичный вектор, ориентированный к платформе (3). Ни одной опорной конструкции (2) не добавляется в 3D-модель (1) в позиции, которая попадает в сегмент поверхности с , т.е. вектор нормали которого имеет положительную составляющую в направлении построения. На этапе вычисления, как показано на фиг. 2, сначала, отыскиваются позиции всех локальных минимумов (m) 3D-модели (1). На этапе добавления, опорная конструкция (2) добавляются в 3D-модель (1) на основании вычисленных позиций и приписываемой степени качества (L;H). На этапе добавления, сначала, опорные конструкции (2), соответствующие позициям локальных минимумов (m), добавляются в 3D-модель (1) независимо от значения приписываемой степени качества (L; H). Затем, на этапе вычисления, назначение величины i-му сегменту поверхности обновляется (переназначенное) таким образом, что= для сегмента поверхности, в позиции которого была добавлена опорная конструкция (2), и таким образом, что величины соседних сегментов поверхности снижаются с коэффициентом, а именно функции , где - трехмерный вектор расстояния от сегмента поверхности, к которому была добавлена опорная конструкция (2) до соседнего сегмента поверхности. Функция асимптотически приближается к единице с увеличением модуля . Испещренная точками область на фиг. 1 указывает диапазон коэффициента в направлении построения.In fig. 2 shows a part of a 3D object (1) according to an embodiment of the present invention. The 3D object (1) is partially constructed by an additive manufacturing device. The direction of construction of the phenomenon is the z direction. The additive manufacturing device has a platform (3) for holding a 3D object (1). The 3D object (1) includes support structures (2) attached to a platform (3). The 3D object (1) corresponds to a 3D model (1), the quality requirements of which are imposed by the method of the present invention. The stages of the method are carried out according to a computer algorithm. The computer algorithm preferably contains a neural network capable of recognizing features of the 3D model. The method steps are further carried out based on these recognized features. Next, the steps of the method will be described. At the definition stage, the surface geometry and orientation of the 3D model (1) is specified relative to the platform (3). Surface geometry includes many surface segments. The surface geometry of the 3D model (1) is represented by triangulation such that the surface segments are triangles (not shown). Alternatively, other views can be used. During the assignment phase, a grade of quality (L;H) is assigned to the surface segments, accordingly indicating sensitivity and the need for protection from post-processing during subsequent removal of any support structures (2). The quality grade (L;H) preferably contains at least a low quality grade (L) and a high quality grade (H). Additionally, quality grades can optionally be added. At the assignment stage, the user is allowed to mark, on the 3D model display (1), one or more surface segments according to the desired quality level (L;H). Alternatively, the assignment step can be carried out entirely according to a computer algorithm, without user intervention, based on the recognized features. As shown in the exemplary embodiment of FIG. 2, thick lines on the surface segments of the 3D model (1) indicate the high quality level assigned. Other surface segments of the 3D model (1) indicate a low quality level assigned. In the calculation phase, based on the given orientation, surface geometry and assigned quality level (L;H), positions on the surface segments where a support structure can be added (2) are calculated. The calculation step will be explained in more detail with reference to FIG. 1, which is an enlarged view of detail A in FIG. 2. In the calculation step, as shown in FIG. 1, the i-th surface segment is assigned the value , which indicates the extent of the need to support the i-th surface segment by the supporting structure (2). stands for integer. Higher value indicates a stronger need for support. Magnitude is a scalar quantity that is a function of the angle of inclination of the i-th surface segment relative to the construction direction. In particular, , Where " ” denotes the inner product, denotes the normal vector of the i-th surface segment, and denotes a vertical unit vector oriented towards the platform (3). No support structure (2) is added to the 3D model (1) at a position that falls within the surface segment with , i.e. whose normal vector has a positive component in the construction direction. In the calculation stage, as shown in FIG. 2, first, the positions of all local minima (m) of the 3D model (1) are found. In the addition phase, the support structure (2) is added to the 3D model (1) based on the calculated positions and the assigned quality level (L;H). At the adding stage, first, support structures (2) corresponding to the positions of local minima (m) are added to the 3D model (1) regardless of the value of the assigned quality degree (L; H). Then, at the calculation stage, assigning the value The i-th surface segment is updated (reassigned) such that = for the surface segment at the position of which the support structure (2) was added, and in such a way that the values adjacent surface segments are reduced by a factor, namely the functions , Where - three-dimensional vector of the distance from the surface segment to which the support structure (2) was added to the adjacent surface segment. Function asymptotically approaches unity as the modulus increases . The dotted area in FIG. 1 indicates the coefficient range in the direction of construction.

Например, предпочтительно задается посредством функции . Здесь - модуль . Постоянная - положительная постоянная для нормализации. И равна единице, если не имеет положительной составляющей в направлении построения. Фигурная скобка указывает по меньшей мере часть диапазона применения коэффициента в направлении построения. Постоянная предпочтительно равен нулю. Затем, на этапе вычисления, обновленные величины сегментов поверхности группируются в нисходящем порядке в группы, соответствующие приписываемой степени качества. И группы дополнительно располагаются в восходящем порядке. Затем, начиная с группы самой низкой степени качества (L) до группы самой высокой степени качества (H), опорная конструкция (2) добавляется на сегменте поверхности с наибольшей обновленной величиной . Процедура циклически повторяется, пока обновленные самые высокие величины не упадут ниже заранее определенных уровней , связанных с группами соответственно. постоянны и задают, насколько сильно нужно поддерживать 3D-модель (1). Более сильное подавление опорных конструкций (2) на сегментах поверхности с более высокой приписываемой степенью качества может достигаться путем выбора более высокой постоянной для более высокой степени качества. Кроме того, суммарное количество добавленных опорных конструкций (2) может определяться параметром .For example, preferably specified via the function . Here - module . Constant - positive constant for normalization. AND equal to one if does not have a positive component in the direction of construction. The curly bracket indicates at least part of the range of application of the coefficient in the direction of construction. Constant preferably zero. Then, at the calculation stage, the updated values surface segments are grouped in descending order into groups corresponding to the assigned degree of quality. And the groups are additionally arranged in ascending order. Then, starting from the lowest quality group (L) to the highest quality group (H), a support structure (2) is added on the surface segment with the largest updated value . The procedure is repeated cyclically until the highest values are updated will not fall below predetermined levels , associated with groups respectively. are constant and set how strongly the 3D model needs to be supported (1). Stronger suppression of support structures (2) on surface segments with a higher assigned degree of quality can be achieved by selecting a higher constant for a higher degree of quality. In addition, the total number of added support structures (2) can be determined by the parameter .

В альтернативном варианте осуществления. опорные конструкции (2), для которых вычисленные позиции попадают в сегменты поверхности, которым была приписана высокая степень качества (H), не добавляются в 3D-модель (1).In an alternative embodiment. support structures (2) for which the calculated positions fall within surface segments that have been assigned a high quality grade (H) are not added to the 3D model (1).

В другом альтернативном варианте осуществления, опорные конструкции (2), для которых вычисленные позиции попадают в сегменты поверхности, которым была приписана высокая степень качества (H), перемещаются в близлежащие сегменты поверхности, которым была приписана низкая степень качества (L).In another alternative embodiment, support structures (2) for which the calculated positions fall into surface segments that have been assigned a high degree of quality (H) are moved to nearby surface segments that have been assigned a low degree of quality (L).

Claims (25)

1. Способ создания 3D-модели (1), включающей в себя опорные конструкции (2), подлежащие построению устройством аддитивного производства, содержащим платформу (3) для удержания 3D-объекта, соответствующего 3D-модели (1), причем способ включает этап, на котором:1. A method for creating a 3D model (1) including support structures (2) to be built by an additive manufacturing device comprising a platform (3) for holding a 3D object corresponding to the 3D model (1), the method comprising the step of, on which: задают поверхностную геометрию и ориентацию 3D-модели (1) относительно платформы (3), причем поверхностная геометрия включает в себя сегменты поверхности;specifying the surface geometry and orientation of the 3D model (1) relative to the platform (3), wherein the surface geometry includes surface segments; отличающийся тем, что дополнительно включает этапы, на которых:characterized in that it additionally includes the steps of: приписывают степень качества (L; H) сегментам поверхности соответственно в отношении постобработки для последующего удаления опорных конструкций (2);assign a grade of quality (L; H) to the surface segments, respectively, with respect to post-processing for subsequent removal of support structures (2); на основании заданной ориентации, поверхностной геометрии и приписываемой степени качества (L; H) вычисляют позиции на сегментах поверхности, куда может добавляться опорная конструкция (2); иbased on the given orientation, surface geometry and assigned quality degree (L; H), positions on the surface segments where a support structure (2) can be added are calculated; And добавляют опорную конструкцию (2) в 3D-модель (1) на основании вычисленных позиций и приписываемой степени качества (L;H).add a support structure (2) to the 3D model (1) based on the calculated positions and the assigned quality level (L;H). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этапы осуществляют согласно компьютерному алгоритму, который содержит нейронную сеть, способную распознавать признаки 3D-модели (1), причем этапы дополнительно осуществляют на основании распознанных признаков.2. The method according to claim 1, characterized in that the steps are carried out according to a computer algorithm that contains a neural network capable of recognizing the features of a 3D model (1), and the steps are additionally carried out on the basis of the recognized features. 3. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что на этапе приписывания пользователь может вручную помечать на дисплее 3D-модели (1) один или более сегментов поверхности соответственно с желаемой степенью качества (L; H).3. Method according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that at the attribution stage the user can manually mark on the display of the 3D model (1) one or more surface segments, respectively, with the desired degree of quality (L; H). 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что степень качества (L; H) содержит по меньшей мере низкую степень качества (L) и высокую степень качества (H).4. Method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the quality degree (L; H) contains at least a low quality degree (L) and a high quality degree (H). 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что опорные конструкции (2), для которых вычисленные позиции попадают в сегменты поверхности, которым была приписана высокая степень качества (H), не добавляют в 3D-модель (1).5. Method according to claim 4, characterized in that the support structures (2), for which the calculated positions fall into surface segments that have been assigned a high degree of quality (H), are not added to the 3D model (1). 6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на этапе добавления опорные конструкции (2), для которых вычисленные позиции попадают в сегменты поверхности, которым была приписана высокая степень качества (H), перемещают в близлежащие сегменты поверхности, которым была приписана низкая степень качества (L).6. Method according to claim 4, characterized in that during the adding stage, support structures (2), for which the calculated positions fall into surface segments to which a high degree of quality (H) was assigned, are moved to nearby surface segments to which a low quality was assigned quality degree (L). 7. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что на этапе вычисления сначала отыскивают позиции всех локальных минимумов (m) 3D-модели (1); и7. Method according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that at the calculation stage, the positions of all local minima (m) of the 3D model (1) are first found; And на этапе добавления опорные конструкции (2), соответствующие позициям локальных минимумов (m), добавляют в 3D- модель (1) независимо от приписываемой степени качества (L; H).at the adding stage, support structures (2), corresponding to the positions of local minima (m), are added to the 3D model (1) regardless of the assigned quality degree (L; H). 8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что на этапе вычисления i-му сегменту поверхности назначают величину , которая указывает меру необходимости поддержки i-го сегмента поверхности опорной конструкцией (2), причем более высокое значение указывает более сильную необходимость в опоре.8. Method according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that at the calculation stage the i-th surface segment is assigned the value , which indicates the extent of the need to support the i-th surface segment by the supporting structure (2), with a higher value indicates a stronger need for support. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что величина является скалярной величиной, которая является функцией угла наклона i-го сегмента поверхности относительно направления построения.9. Method according to claim 8, characterized in that the value is a scalar quantity that is a function of the angle of inclination of the i-th surface segment relative to the construction direction. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что ни одну опорную конструкцию (2) не добавляют в 3D-модель (1) в позиции, которая попадает в сегмент поверхности, вектор нормали которого имеет положительную составляющую в направлении построения. 10. The method according to claim 9, characterized in that no support structure (2) is added to the 3D model (1) at a position that falls within a surface segment whose normal vector has a positive component in the construction direction. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что на этапе вычисления11. The method according to claim 10, characterized in that at the calculation stage назначение величины i-му сегменту поверхности обновляют таким образом, что = для сегмента поверхности, в позиции которого была добавлена опорная конструкция (2), и что величины соседних сегментов поверхности снижаются с коэффициентом , где - трехмерный вектор расстояния от сегмента поверхности, к которому была добавлена опорная конструкция (2), до соседнего сегмента поверхности, причем равна единице, если не имеет составляющей в направлении построения;purpose of value The i-th surface segment is updated in such a way that = for the surface segment at whose position the support structure (2) was added, and that the values adjacent surface segments are reduced by a factor , Where is a three-dimensional vector of the distance from the surface segment to which the support structure (2) was added to the adjacent surface segment, and equal to one if has no component in the direction of construction; обновленные величины сегментов поверхности группируют в нисходящем порядке в соответствующие группы, соответствующие приписываемой степени качества в восходящем порядке;updated values surface segments are grouped in descending order into appropriate groups corresponding to the assigned degree of quality in ascending order; начиная с группы самой низкой степени качества (L) до группы самой высокой степени качества (H), опорную конструкцию (2) добавляют на сегменте поверхности с наибольшей обновленной величиной ; и From the lowest quality group (L) to the highest quality group (H), support structure (2) is added on the surface segment with the highest updated value ; And процедуру повторяют, пока обновленные самые высокие величины в каждой группе не упадут ниже заранее определенных уровней , связанных с группами соответственно, где каждый является постоянной величиной.the procedure is repeated until the highest values are updated in each group will not fall below predetermined levels , associated with groups respectively, where each is a constant value. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что функция асимптотически приближается к единице с увеличением модуля .12. The method according to claim 11, characterized in that the function asymptotically approaches unity as the modulus increases . 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что функция задается как , где - положительная постоянная.13. The method according to claim 12, characterized in that the function is given as , Where - positive constant. 14. Способ по любому из пп. 12, 13, отличающийся тем, что .14. Method according to any one of paragraphs. 12, 13, characterized in that . 15. Компьютерно-читаемый носитель данных, на котором хранится программа, содержащая компьютерно-читаемые коды, предписывающие модулю CAD/CAM осуществлять этапы способа по любому из пп. 1-14.15. A computer-readable storage medium on which a program is stored containing computer-readable codes instructing the CAD/CAM module to carry out the steps of the method according to any one of claims. 1-14.