一种3D打印模型切片方法与流程

一种3d打印模型切片方法
技术领域
1.本发明属于3d打印技术领域，尤其涉及一种3d打印模型切片方法。


背景技术：

2.模型层切是3d打印技术中的重要组成部分，在实际的3d打印过程中，会对模型进行切片处理，保存切片数据后按照相应的数据进行操作即可完成实体工件的制造。如何完成模型切片，并保证层切图像的精确性，业内有各自不同的处理方式。
3.现有的模型分层方式是先导入被层切的stl格式的模型，在模型所处的3轴坐标系内，使用不同高度的xoy平面与模型的三角面相交，z轴方向为分层方向，获取模型的二维轮廓数据，使得三维模型可以通过这些不同的二维轮廓来近似的进行表示。随后需要根据三角面与分层面的交线段计算交线段的两个端点在xoy上的二维坐标，得到模型的横截面轮廓，最后对模型的截面轮廓内部进行填充，得到模型的层切图像。上述以确定外部轮廓后再对模型进行填充的方法，并不能完全保证层切图像内部的准确性。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种3d打印模型切片方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
5.本发明采用如下技术方案：
6.在一些可选的实施例中，提供一种3d打印模型切片方法，包括：筛选出垂线组内各个垂线与打印模型重合的线段；以垂直于所述垂线的方向进行分层以形成层切面，并获取所述线段与每个所述层切面的交点；将各个所述层切面与所述线段的交点组合作为各层的层切图形。
7.进一步的，该方法之前还包括：生成覆盖于所述打印模型整体的垂线组。
8.进一步的，所述生成覆盖于所述打印模型整体的垂线组的过程包括：对所述打印模型作垂直投影，以获取二维投影图形；以所述二维投影图形内的所有像素点为垂点作垂线，以形成所述垂线组。
9.进一步的，所述筛选出垂线组内各个垂线与打印模型重合的线段的过程包括：所述垂线组内各个垂线穿过所述打印模型时产生两类交点，两类交点分别标记为进点与出点；保留所述进点与所述出点之间的直线以作为所述线段。
10.进一步的，对所述打印模型作自上至下的垂直投影，在建立的坐标系的xoy平面内形成所述二维投影图形，以xoy平面上的所述二维投影图形中的各个像素点为垂点，自下至上作垂线，所述垂线从坐标系进入所述打印模型内部形成的交点标记为进点，从所述打印模型内部进入坐标系形成的交点标记为出点。
11.本发明所带来的有益效果：本发明使用由点到面的方法，首先确定打印模型的俯
视图，以各个像素中心点作垂线与打印模型求交集，再组合不同层的像素点完成打印模型的层切，最终获取高精度且准确的二维图像，因此本发明可完全保证层切图像内部的准确性，进而保证3d打印的准确度，且分层方式降低数据处理的难度，从而提高层切速度与效率。
附图说明
12.图1是本发明一种3d打印模型切片方法的流程图；
13.图2是本发明模型示意图；
14.图3是本发明二维投影图形的示意图；
15.图4是本发明以二维投影图形内的像素点为垂点作垂线的示意图；
16.图5是本发明作垂线形成的进点与出点的示意图；
17.图6是本发明保留线段后的示意图；
18.图7是本发明线段与层切面的交点示意图；
19.图8是本发明其中一个层切图形的示意图；
20.图9是本发明另一个层切图形的示意图；
21.图10是本发明再另一个层切图形的示意图。
具体实施方式
22.以下描述和附图充分地展示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
23.如图1
‑
10所示，在一些说明性的实施例中，提供一种3d打印模型切片方法，下面以图2所示模型为例进行说明，本发明包括如下步骤：
24.101：建立坐标系，对坐标系空间内的打印模型从上到下作垂直投影，在xoy平面内形成对应的二维投影图形，如图3所示。
25.102：以xoy平面上的二维投影图形中的所有像素点为垂点作垂线，以形成垂线组，即各个垂线进行组合形成垂线组，如图4所示。
26.步骤101与步骤102完成生成覆盖于打印模型整体的垂线组的过程，形成垂线组后即可进行筛选出垂线组内各个垂线与打印模型重合的线段的流程，筛选流程包括：
27.103：垂线组内各个垂线穿过打印模型时产生两类交点，将两类交点分别标记为进点与出点，以打印模型的剖面图为例，如图5所示，图中实线为垂线与打印模型重合的部分，虚线表示垂线与打印模型不重合。
28.其中，对打印模型作自上至下的垂直投影，在建立的坐标系的xoy平面内形成二维投影图形，以xoy平面上的二维投影图形中的各个像素点为垂点，自下至上作垂线，垂线从坐标系进入打印模型内部形成的交点标记为进点，从打印模型内部进入坐标系形成的交点标记为出点。
29.104：保留进点与出点之间的直线以作为线段，即保留进点与出点之间的线段，如图6所示，保留了各个垂线穿过的剖面图线段。
30.至此完成对线段的筛选流程，本发明还包括：
31.105：以垂直于垂线的方向进行分层以形成层切面，即以xoy为平面，向z轴方向分层，并获取线段与每个层切面的交点，线段与层切面交点如图7所示。
32.106：将各个层切面与线段的交点组合作为各层的层切图形，即将同层的交点组合至一起，即为打印模型当前层的层切图形，切片效果如图8、9、10所示。
33.本发明提供一种基于stl格式的3d模型切片方法，本发明可以获取打印模型每个像素点在空间坐标系中的位置，同层的像素点经过组合可以得到高精度的模型层切图像，即本发明将模型内容转换为由一个个像素点，同一高度所有点组成的二维图像，即为模型最终的层切图像。本发明使用由点到面的方法，首先确定3d打印模型的俯视图，以像素中心点做垂线与打印模型求交集，随后再组合不同层的像素点完成模型的层切，完全保证层切图像内部的准确性，进而保证3d打印的准确度。
34.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。


技术特征：
1.一种3d打印模型切片方法，其特征在于，包括：筛选出垂线组内各个垂线与打印模型重合的线段；以垂直于所述垂线的方向进行分层以形成层切面，并获取所述线段与每个所述层切面的交点；将各个所述层切面与所述线段的交点组合作为各层的层切图形。2.根据权利要求1所述的一种3d打印模型切片方法，其特征在于，该方法之前还包括：生成覆盖于所述打印模型整体的垂线组。3.根据权利要求2所述的一种3d打印模型切片方法，其特征在于，所述生成覆盖于所述打印模型整体的垂线组的过程包括：对所述打印模型作垂直投影，以获取二维投影图形；以所述二维投影图形内的所有像素点为垂点作垂线，以形成所述垂线组。4.根据权利要求3所述的一种3d打印模型切片方法，其特征在于，所述筛选出垂线组内各个垂线与打印模型重合的线段的过程包括：所述垂线组内各个垂线穿过所述打印模型时产生两类交点，两类交点分别标记为进点与出点；保留所述进点与所述出点之间的直线以作为所述线段。5.根据权利要求4所述的一种3d打印模型切片方法，其特征在于，对所述打印模型作自上至下的垂直投影，在建立的坐标系的xoy平面内形成所述二维投影图形，以xoy平面上的所述二维投影图形中的各个像素点为垂点，自下至上作垂线，所述垂线从坐标系进入所述打印模型内部形成的交点标记为进点，从所述打印模型内部进入坐标系形成的交点标记为出点。

技术总结
本发明提供一种3D打印模型切片方法，包括：筛选出垂线组内各个垂线与打印模型重合的线段；以垂直于垂线的方向进行分层以形成层切面，并获取线段与每个层切面的交点；将各个层切面与线段的交点组合作为各层的层切图形。本发明使用由点到面的方法，首先确定打印模型的俯视图，以各个像素中心点作垂线与打印模型求交集，再组合不同层的像素点完成打印模型的层切，最终获取高精度且准确的二维图像，因此本发明可完全保证层切图像内部的准确性，进而保证3D打印的准确度。证3D打印的准确度。证3D打印的准确度。


技术研发人员：黄石伟 陈光
受保护的技术使用者：江苏乾度智造高科技有限公司
技术研发日：2021.07.29
技术公布日：2021/10/8