[发明专利]三维物体子结构

说明书

描述了与3D物体的子结构相关的方法和设备。在示例中，描述了用于提供三维半色调阈值矩阵的方法。该方法可包括：接收表示三维材料结构的子结构模型，以及用半色调阈值填充子结构模型中的、存在结构的每个位置。

背景技术

通过增材制造工艺生成的三维物体可以以逐层方式形成。在增材制造的一个示例中，通过固化构造材料的层的部分来生成物体。在示例中，构造材料可以是粉末、流体或片状材料的形式。通过将试剂印刷在构造材料的层上，可获得预期的固化和/或物理属性。能量可被施加到该层，并且已施加试剂的构造材料可一经冷却就聚结和固化。在其它示例中，可通过将挤出的塑料或喷射的材料用作构造材料来生成三维物体，构造材料固化以形成物体。

一些生成三维物体的打印工艺使用从三维物体的模型生成的控制数据。该控制数据可例如指定向构造材料施加试剂的位置或构造材料自身可被放置的位置，以及要被放置的量。

附图说明

为了更完整的理解，现在参考结合附图进行的下述说明，其中：

图1是其中生成三维半色调阈值矩阵的方法的示例的流程图；

图2是其中生成三维半色调阈值矩阵的方法的示例的流程图；

图3是用于生成用于制作三维物体的控制数据的处理设备的示例的简化示意图；以及

图4是用于生成用于制作三维物体的控制数据的方法的示例。

具体实施方式

本文描述的一些示例提供用于生成可被用以制作三维物体的控制数据的装置和方法。一些示例允许对具有各种指定的物体属性的任意三维内容进行处理并将其用于生成三维物体。这些物体属性可以包括：外观属性(颜色、透明度、光泽度等)、电导率、密度、孔隙度和/或诸如强度等机械属性。

在本文的一些示例中，三维空间以“体素”即三维像素为特征，其中每个体素占据离散体积。在对三维物体进行数据建模时，给定位置处的体素可以具有至少一个特征。例如，它可以为空、或者可以具有特定的颜色、或可以表示特定的材料或特定的物体属性等。

在一些示例中，对表示三维物体的数据进行处理，以生成将被用于生成物体的控制数据。

在一些示例中，材料体积覆盖表示对打印材料数据进行定义，例如，对打印材料(例如，将被沉积到构造材料层上的试剂或者在一些示例中的构造材料自身)的量、以及若恰当则对打印材料的组合进行详细设计。在一些示例中，这可以被规定为比例体积覆盖率(proportional volume coverage)(例如，构造材料层的区域的X％应该具有施加于其上的试剂Y)。这种打印材料可以与诸如例如颜色、透明度、柔韧性、弹性、刚度、表面粗糙度、孔隙度、导电性、层间强度、密度等的物体属性相关、或者被选择以提供诸如例如颜色、透明度、柔韧性、弹性、刚度、表面粗糙度、孔隙度、导电性、层间强度、密度等的物体属性。

可以使用半色调(halftoning)技术来确定如控制数据中所指定的每种打印材料(例如，试剂的一滴)应被施加的实际位置。

例如，物体模型数据内的一组体素可以具有相关联的一组材料体积覆盖率矢量。在一个简单的情况下，这样的矢量可以指示三维空间的给定区域的X％应具有施加于其上的特定试剂，而(100-X)％应不用试剂。随后，材料体积覆盖表示可以提供用于“半色调”处理的输入，以生成可由增材制造系统用来制作三维物体的控制数据。例如，可以确定，为了产生特定的物体属性，构造材料层(或层的一部分)的25％应具有施加于其上的试剂。半色调处理例如通过对每个位置与在半色调阈值矩阵中提供的阈值进行比较，来确定试剂滴落在哪里，以便提供25％的覆盖率。

在一些示例中，用于表示三维结构或物体的数据被“栅格化”，即被转换为一系列的离散位置。经栅格化的数据可以处于三维打印装置的可打印分辨率下，控制数据可以被提供至该3D打印装置。