3D打印路径的处理方法和装置与流程

本发明涉及3d打印，具体而言，涉及一种3d打印路径的处理方法和装置。

背景技术：

1、立体光刻(stereo lithography，简称为sla)3d打印是根据待打印的目标对象的三维模型切片，按照规划的打印路径进行激光固化，从而形成3d打印模型的一种工艺，其中，规划打印路径的主要参考数据是切片的原始轮廓。为了使片层过渡更加平滑，切片软件往往会在对三维模型进行切片化操作时对模型表面进行三角化处理。

2、但由于三维模型表面进行了三角化处理，切片边缘会由首尾相接的小线段组成切片轮廓，三维模型表面三角化的越精细，最后切片轮廓的小线段越多，这些小线段经过偏置等运算操作并不会消失，而在3d打印过程中，激光会沿着这些小线段依次进行固化。

3、在3d打印过程中，激光在运行到这些小线段的末端时会减速并调整路径方向，这使得3d打印机在执行打印过程中激光多次停顿，轮廓上能量分布不均匀，部分区域能量集中、持续固化，导致3d打印模型表面出现异常凸起，影响3d打印模型外观及表面性能。其中，以线成型为主的3d工艺(如粉末床熔融(pbf)、定向能量沉积(ded)、熔融沉积制造(fdm)等)，均会存在类似的问题。而且，现有打印路径的处理方法复杂度高，严重影响后期的路径规划效率，过多的小线段还会导致打印速度严重降低，影响打印效率。

4、现有3d打印中，在处理3d打印机沉积材料速度与成品分辨率的过程中，一般较大直径的喷嘴比较小直径的喷嘴速度更快，但会产生更多的脊线和轮廓，使得在后期必须进行平滑处理，从而增加了大量的后期制作成本。

5、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于3d打印路径处理方法和装置，以至少解决由于三维模型切片轮廓的小线段过多造成的打印机路径规划效率低、以及3d打印模型表面出现异常凸起的技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种3d打印路径的处理方法，包括：获取3d打印机执行打印操作时，3d打印机的打印路径的起始点的位置信息，其中，起始点为待打印的目标对象的三维模型的切片轮廓型线上的任意一点；控制3d打印机以起始点为起点，沿预设方向依次获取切片轮廓型线上的参考点；基于起始点与参考点之间围设成的区域，确定3d打印机执行3d打印作业过程中需执行打印动作的待打印的打印点；将起始点和待打印的打印点依次通过平滑直线连接，生成打印路径；基于打印路径控制3d打印机执行3d打印作业，得到目标对象，基于起始点与参考点之间围设成的区域，确定待打印的打印点，包括：根据参考点，沿预设方向，分别确定以起始点为顶点，以各参考点与起始点的连线为角平分线各作两条射线，其中，参考点与对应的两条射线之间的最小距离均满足预设值，预设值为根据3d打印机的激光宽度确定；基于各参考点，以及各参考点对应的两条射线与起始点之间围设成的区域，确定待打印的打印点，基于各参考点，以及各参考点对应的两条射线与起始点之间围设成的区域，确定待打印的打印点，包括：判断当前参考点，以及位于当前参考点之前的各参考点围设成的区域是否具有重叠区域的情况；如果是，则沿预设方向，判断当前参考点是否位于重叠区域内，如果确定当前参考点位于重叠区域内，则确定位于当前参考点的前一个参考点为非打印点，并将该非打印点标记成待删除的点，如果确定当前参考点位于重叠区域外，则确定位于当前参考点的前一个参考点与当前参考点的向量，与重叠区域的几何中心线的交点为待打印的打印点。

3、进一步地，基于各参考点，以及各参考点对应的两条射线与起始点之间围设成的区域，确定待打印的打印点，还包括：在确定当前参考点，以及位于当前参考点之前的各参考点围设成的区域没有重叠区域的情况下，确定位于当前参考点的前一个参考点与当前参考点的向量，与前一个参考点形成的重叠区域的几何中心线的交点为待打印的打印点。

4、进一步地，方法还包括：在确定当前向量在重叠区域的几何中心线的交点为待打印的打印点的情况下，以当前向量在重叠区域的几何中心线的交点为打印路径的新的起始点，沿预设方向，从剩余的参考点中重新确定待打印的打印点。

5、根据本发明的另一个方面，还提供了一种3d打印路径的处理装置，包括：第一获取单元，获取3d打印机执行打印操作时，3d打印机的打印路径的起始点的位置信息，其中，起始点为待打印的目标对象的三维模型的切片轮廓型线上的任意一点；第二获取单元，控制3d打印机以起始点为起点，沿预设方向依次获取切片轮廓型线上的参考点；确定单元，基于起始点与参考点之间围设成的区域，确定3d打印机执行3d打印作业过程中需执行打印动作的待打印的打印点；生成单元，将起始点和待打印的打印点依次通过平滑直线连接，生成打印路径；执行单元，基于打印路径控制3d打印机执行3d打印作业，得到目标对象，其中，根据参考点，沿预设方向，分别确定以起始点为顶点，以各参考点与起始点的连线为角平分线各作两条射线，其中，参考点与对应的两条射线之间的最大距离均满足预设值，预设值为根据3d打印机的激光宽度确定；基于各参考点，以及各参考点对应的两条射线与起始点之间围设成的区域，确定待打印的打印点；判断当前参考点，以及位于当前参考点之前的各参考点围设成的区域是否具有重叠区域的情况；如果是，则沿预设方向，判断当前参考点是否位于重叠区域内，如果确定当前参考点位于重叠区域内，则确定位于当前参考点的前一个参考点为非打印点，并将该非打印点标记成待删除的点，如果确定当前参考点位于重叠区域外，则确定位于当前参考点的前一个参考点与当前参考点的向量，与重叠区域的几何中心线的交点为待打印的打印点。

6、根据本发明的另一个方面，还提供了一种3d打印系统，包括3d打印路径处理装置，处理装置为上述的处理装置。

7、根据本发明的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述3d打印路径的处理方法。

8、根据本发明的另一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述3d打印路径的处理方法。

9、采用本技术的技术方案，通过获取3d打印机的起始点的位置信息，并控制打印机以起始点为起点，沿预设方向依次获取切片轮廓型线上的参考点，基于起始点与参考点之间围设成的区域，确定3d打印机执行3d打印作业过程中需执行打印动作的待打印的打印点；将起始点和待打印的打印点依次通过平滑直线连接，生成打印路径，基于打印路径控制3d打印机执行3d打印作业，得到目标对象。采用本技术的路径处理方法，有效减少形成目标对象的三维模型的切片轮廓型线的线段数量，避免3d打印机在打印作业中，在线段首、末的停顿频次，同时避免因停顿造成长时间能量辐射3d打印模型表面凸起的问题。在减少停顿频次的同时使打印更加顺畅，提升了打印效率，同时还降低了算法复杂度，有助于算法的简化。并有效的简化了3d打印机的算法。

10、而且，采用该方法能有效防止打印路径上出现大量较短的线段，这些线段可能导致在3d打印过程中，激光多次停顿，轮廓上能量分布不均匀，部分区域能量集中、持续固化，导致3d打印模型表面出现异常凸起。