立体打印装置及其打印数据存储方法与流程

本发明涉及一种立体打印装置，尤其涉及一种立体打印装置及其打印数据存储方法。

背景技术：

近年来，随着科技的日益发展，许多利用逐层建构模型等加成式制造技术(additive manufacturing technology)来建造物理三维(three dimensional,3D)模型的不同方法已纷纷被提出。一般而言，加成式制造技术是将利用电脑辅助设计(computer aided design,CAD)等软件所建构的3D模型的设计数据转换为连续堆叠的多个薄横截面层。而打印装置的打印模组通常可依据3D模型的设计数据所建构的空间坐标XYZ在基座的上方沿着XY平面移动，从而使建构材料形成正确的横截面层形状。

而在上述技术中，主控端(例如，与打印装置连接的个人电脑)或是打印装置则需在对3D模型进行打印之前，首先将所述的设计数据，例如包括各个横截面层信息的图档转换为打印装置的打印笔头(printing head)可辨识的编码信号。然而，将图档转换为打印装置的打印笔头可辨识的编码信号须耗费大量的时间。在同样的3D模型具有重复打印的需求时，每次的转换将会十分的耗时。但另一方面，打印笔头可辨识的编码信号的整体数据大小也十分的庞大，若是为了节省重复打印所造成的时间耗费而将转换好的编码信号直接存储的话，也需要为数不小的存储空间。因此，如何在时间耗费和存储空间上找到适当的平衡，为本领域的技术人员所急需解决的问题之一。

技术实现要素：

本发明提供一种立体打印装置及其打印数据存储方法，可存储部分的对应于打印内容部分的原始数据以及部分转换后的打印信号数据。

本发明的立体打印装置包括处理单元以及混合单元。处理单元将切层档格式化切层档为打印笔头信号档。其中，切层档以及打印笔头信号档对应于 立体结构，切层档包括对应于立体结构的多个层的多个层数据，以及打印笔头信号档包括对应于立体结构的层的多个层打印数据。混合单元耦接处理单元根据存储比例合并切层档中的层数据的部分以及打印笔头信号档中的层打印数据的部分为混合档，并且存储混合档于立体打印装置的存储单元中，其中混合档中的层数据对应于立体结构的层与混合档中的层打印数据所对应的立体结构的层不同。

本发明的打印数据存储方法，适用于立体打印装置，包括以下步骤。首先，格式化切层档为打印笔头信号档，其中，切层档以及打印笔头信号档对应于立体结构，切层档包括对应于立体结构的多个层的多个层数据，以及打印笔头信号档包括对应于立体结构的层的多个层打印数据。接着，根据存储比例合并切层档中的层数据的部分以及打印笔头信号档中的层打印数据的部分为混合档，并且存储混合档于立体打印装置的存储单元中，其中混合档中的层数据对应于立体结构的层与混合档中的层打印数据所对应的立体结构的层不同。

基于上述，本发明提供了一种立体打印装置以及打印数据存储方法，可根据需求而存储一部分的原始数据(即，切层档中的层数据)以及一部分已编码的打印笔头可辨识的编码信号(即，打印笔头信号档中的层打印数据)，以在重复打印时在时间耗费以及数据存储上取得平衡。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的立体打印装置以及打印装置的功能方块图；

图2为本发明一实施例的打印数据存储方法的方法流程图；

图3A～图3C为本发明一实施例的混合档中层数据以及层打印数据与存储比例的关系示意图。

附图标记说明：

10：立体打印装置； PH：打印笔头信号档；

110：处理单元； HF：混合档；

120：混合单元； GF：切层档；

130：存储单元； 20：打印装置；

LD11～100：层数据； LPD 1～90：层打印数据；

S202～S203：步骤。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的立体打印装置以及打印装置的功能方块图。请参照图1，立体打印装置10包括处理单元110、混合单元120以及存储单元130。处理单元110接收切层档GF，格式化(formatting)切层档GF为打印笔头信号档PH。其中，切层档GF以及打印笔头信号档PH对应于立体结构，切层档GF包括对应于立体结构的多个层的多个层数据，以及打印笔头信号档PH包括对应于立体结构的层的多个层打印数据。混合单元120耦接处理单元110，根据存储比例合并切层档GF中的层数据的部分以及打印笔头信号档PH中的层打印数据的部分为混合档HF，并且存储混合档HF于存储单元130中，其中混合档HF中的层数据对应于立体结构的层与混合档中的层打印数据所对应的立体结构的层不同。

图2为本发明一实施例的打印数据存储方法的方法流程图。适用于例如图1所示的立体打印装置。请参照图2，首先，在步骤S202时，格式化切层档为打印笔头信号档，其中，切层档以及打印笔头信号档对应于立体结构，切层档包括对应于立体结构的多个层的多个层数据，以及打印笔头信号档包括对应于立体结构的层的多个层打印数据。接着步骤S203时，根据存储比例合并切层档中的层数据的部分以及打印笔头信号档中的层打印数据的部分为混合档，并且存储混合档于立体打印装置的存储单元中，其中混合档中的层数据对应于立体结构的层与混合档中的层打印数据所对应的立体结构的层不同。

如图1所示的立体打印装置10可为一个人电脑或笔记本电脑，连接至打印装置20(例如，3D打印机)。另外，在本发明其它的实施例中，所述立体打印装置10也可以为与所述打印装置20整合设置。而所述的处理单元110以及混合单元120可分别采用实体电路实现，也可由处理器执行对应程序而实现。本发明并不限定于上述。

简单来说，当立体打印装置10的处理单元110接收到对应于一个立体结 构的打印需求时，处理单元110也将同时接收到对应于此立体结构的原始图档，例如对应于副档名为.STL的向量图档案。接着，处理单元110即可将所述的原始图档切层处理(slicing)而得到切层档GF，其中切层档GF中以多个层数据来表示所述的立体结构。而在产生切层档GF后，处理单元110即可将所述的切层档GF编码转换(即上述的格式化)为由打印装置20的打印笔头可以辨识的已编码信号(即，上述的打印笔头信号档PH以及其所包括的层打印数据)后，再整笔/批次地传送至所述的打印装置20，使得所述的打印装置20即可根据打印笔头信号档PH中各层打印数据来执行对应于立体结构的打印程序。所述的切层档GF中包括对应于所述立体结构的多个横截面图档(即，上述的层信息)，而顺序上连续的横截面图档则在立体结构中表示为彼此互相堆迭的层。而所述的切层档GF可为点阵图(bitmap)类型的图档，也可为向量图(vector graphics)类型的图档。在本实施例中，所述的切层档GF为对应于可缩放向量图形(Scalable Vector Graphics,SVG)格式，副档名为.SVG的向量图档，但本发明并不限定于此。

而在对应于切层档GF的打印笔头信号档PH完成(即，分别将切层档GF中的层数据编码转换为打印笔头信号档PH中的层打印数据)后，混合单元120即可根据存储比例来存储部分的切层档GF，以及部分的打印笔头信号档PH的混合档HF，使得下一次处理单元110要再次对应于切层档GF的立体结构的指令时，部分的打印笔头信号档PH(即对应于上述混合档HF中的部分层打印数据)便可不用在重新的被产生，而达到节省时间的功效。但由于打印笔头信号档PH的数据大小远大于切层档GF，因此混合档HF中也可存储一部分的切层档GF，以节省存储单元130的空间，待下一次处理单元110要再次对应于切层档GF的立体结构的指令时，再由处理单元110格式化为对应的层打印数据。

图3A～图3C为本发明一实施例的混合档中层数据以及层打印数据与存储比例的关系示意图。其中，在图3A～图3C所示实施例中，立体结构包括100层的横截面。因此，在切层档GF中包括了100个层数据(以下以LD 1～100表示)，而打印笔头信号档PH中则包括了100个层打印数据(以下以LPD 1～100)表示。图3A所示为混合档的存储比例为90％的情况，即，混合档HF中包括了90％来自切层档GF的层数据，以及10％来自打印笔头信号档PH的层打印数据。值得注意的是，在图3A所示实施例中，存储成已格 式化后的层打印数据的为第1到10层(即，层打印数据LPD 1～10)，而存储为对应于切层档GF中的层数据的则为第11层到第100层(即，层数据LD11～100)。这么一来，当处理单元120接收到打印对应于此混合档HF的指令时，便可直接将层打印数据LPD 1～10中的部分或全部传送至与立体打印装置10相连接的打印装置，使得处理单元120在进行剩余的层数据LD 11～100的格式化时，打印装置则可以先根据层打印数据LPD 1～10的内容进行打印程序，进而达到“边印边转换”的状态，更进一步的节省打印所述立体结构所需的时间。

图3B以及图3C所示则分别为存储比例为50％以及10％的情况。也就是说，图3B所示的混合档HF中包括了50％的层数据和50％层打印数据(层打印数据LPD 1～50以及层数据LD 51～100)，而图3C所示的混合档HF中包括了10％的层数据和90％层打印数据(层打印数据LPD 1～90以及层数据LD 91～100)。就图3A～图3C及其所分别对应的存储比例而言，图3A所示的混合档HF保留了最少的层打印数据，因此最节省存储单元的存储空间，但是在当要重新格式化混合档HF中的层数据为层打印数据(即，将层数据LD11～100格式化为层打印数据LPD11～100)时则须耗费最多的时间。而图3C所示的混合档HF保留了最多的层打印数据，因此最耗费存储单元的存储空间。但是，在当要重新采用混合档HF进行产生层打印数据时则可最节省时间。

例如，在一实际运用的实施范例中，切层完成后的SVG格式的切层向量图档(即，切层档GF)的大小为271k。而将切层档GF格式化完成的打印笔头信号档PH的大小则为510141k。若是以上述的图3B所示的存储比例(即，50％)而言，混合档HF的大小约为255206k，重新编码混合档HF的层数据为层打印数据(即，将图3B中的层数据LD51～100格式化为层打印数据LPD51～100)的时间，则约为格式化整体切层档GF为打印笔头信号档PH所需时间的一半。

而关于存储比例的大小设定，则可以根据实际需求而设置，本发明并不限定。例如，在本发明一实施例中，图1所示的立体打印装置10可还包括适于与使用者互动的输入输出单元(例如，触控面板、鼠标、键盘等)。所述的输入输出单元可耦接至立体打印装置10的处理单元110。当使用者欲根据需求设定存储比例的值时，处理单元110便可通过所述的输入输出单元接收 使用者对应使用者输入的控制信号，并根据此控制信号产生存储比例的设定值。这么一来处理单元110便可以将此设定值传送至混合单元120供混合单元120运用。

在本发明一实施例中，处理单元110也可以主动地侦测存储单元130的存储空间大小以及目前剩余的存储空间大小，并根据存储空间大小以及目前剩余的存储空间大小来设定所述的存储比例。

在本发明一实施例中，处理单元110从打印装置20取得对应于立体结构中单一层的打印时间值(例如打印装置20在打印完成立体结构中的第一层时即可回传打印第一层所需的打印时间值)，处理单元110即可传送打印时间值至混合单元120，使得混合单元120可根据打印时间值设定存储比例，进而达成“边印边转换”的工作状态。或者，处理单元110也可在格式化切层档GF产生计时以取得格式化打印笔头信号档PH中任一层(例如第一层)的层打印数据的产生时间值，或者是打印笔头信号档PH中各层打印数据的平均产生时间值。如此一来，混合单元120即可从处理单元110接收单一层打印数据的产生时间值，或是整体层打印数据的平均产生时间值，并根据单一层打印数据的产生时间值，或是整体层打印数据的平均产生时间值来设定所述的存储比例。上述所提到的各种设定存储比例的方法也可同时整个部分或全部作为考量而设定，本发明并不限定于上述。

综上所述，本发明提供了一种立体打印装置及其打印数据存储方法，使得立体打印装置在第一次完成对应于打印装置的打印笔头可读取的打印笔头信号档后，可根据存储比例来存储部分的切层档以及打印笔头信号档，使得再次针对同一立体结构进行打印程序时，(例如原立体打印装置再次打印，或是转传至其它相同的立体打印装置进行打印)重新格式化的时间可被减少，同时与档案数据的存储空间的运用上达到较佳的平衡。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。