[发明专利]一种空心模型打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种空心模型打印方法。

背景技术

三维打印也称3D打印(Three Dimensions Printing)，属于快速成形技术的一种。它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，特别是一些高价值产品(比如髋关节或牙齿，或飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现，由于三维打印技术较为复杂，因此三维打印成本也较为高昂。

三维打印，也称增材制造或者积层造型，是利用数字模型加工出物理对象的过程。在加工过程中，通过逐层填加材料而建造打印对象。通常三维打印的实心打印模式，打印的是整个物体的体积，比较浪费材料。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种空心模型打印方法，有利于节约原材料成本，提高效率。

本发明提出的一种空心模型打印方法，将原始模型分割为蒙皮层模型和填充层模型，并将填充层模型镂空形成支撑架模型，将蒙皮层模型和支撑架模型组合成打印模型，并根据打印模型进行打印，具体步骤如下：

获得打印对象的三维模型作为原始模型；

将原始模型分割为蒙皮层模型和填充层模型，计算蒙皮层模型和填充层模型分割面上的点的坐标；

分析提取蒙皮层模型特征点对应的蒙皮层模型内表面的点的坐标，建立特征点坐标集；

建立与填充层模型中心重合的中心球体；

分析建立中心球体连接至特征点坐标集中各点的支杆，中心球体和支杆组合成支撑架模型；

将蒙皮层模型和支撑架模型组合成打印模型；

根据打印模型进行打印，获得空心结构的打印对象。

优选地，填充层模型外表面为平滑曲面。

优选地，以初始模型中心点为原点计算蒙皮层模型和填充层模型分割面上的点的坐标。

优选地，特征点包含蒙皮层模型外表面与填充层外表面切线或切面上的点。

本发明提供的空心模型打印方法，根据打印对象生成原始模型，并将原始模型分割为蒙皮层模型和填充层模型，通过保留蒙皮层模型以获得与原始模型一致的外观，并通过将填充层模型换成支撑架模型，从而对原始模型内部进行镂空，节约原料与打印时间。

本发明中通过中心球体和特征点坐标集重新生成支撑架模型，达到将填充层模型镂空的效果，同时又避免了直接在填充层模型上计算镂空部分的繁琐和限制，使得支撑架模型的建立更具灵活性，并减少计算量，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种空心模型打印方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种空心模型打印方法，将原始模型分割为蒙皮层模型和填充层模型，并将填充层模型镂空形成支撑架模型，将蒙皮层模型和支撑架模型组合成打印模型，并根据打印模型进行打印。

本方法具体步骤如下：

S1、获得打印对象的三维模型作为原始模型。

S2、将原始模型分割为蒙皮层模型和填充层模型，计算蒙皮层模型和填充层模型分割面上的点的坐标。

蒙皮层模型和填充层模型由模型分隔而成，故蒙皮层模型内表面和填充层模型外表面重合，皮层模型内表面和填充层模型外表面上的点一一重合，即相对于同一点如模型中心点坐标相同。

本实施方式中，以初始模型中心点为原点计算蒙皮层模型和填充层模型分割面上即蒙皮层模型内表面和填充层模型外表面上一一重合的点的坐标。初始模型中心点即为蒙皮层模型和填充层模型的中心点，以中心点为原点，有利于后续步骤中对蒙皮层模型和填充层模型分别进行分析运算并产生相匹配的结果。

S3、分析提取蒙皮层模型特征点对应的蒙皮层模型内表面的点的坐标，建立特征点坐标集。

S4、建立与填充层模型中心重合的中心球体。

S5、分析建立中心球体连接至特征点坐标集中各点的支杆，中心球体和支杆组合成支撑架模型。

步骤S3中，特征点包含蒙皮层模型外表面与填充层外表面切线或切面上的点，由于切线或切面最为薄弱，将其列入特征点，从而可设置支杆对其进行支撑，从而可对其进行加固，保证打印模型的可靠性。

步骤上S2中，填充层模型外表面为平滑曲面，即蒙皮层模型内表面为平滑曲面，如此可便于特征点的采集与支杆的设计。