[发明专利]在3D打印期间在模型上提供力补偿点的系统和方法

说明书

公开了用于向3D打印模型生成辅助结构点的系统和方法。辅助结构点可以用于向3D模型添加辅助结构，其补偿在3D打印过程期间作用在模型上或模型内的力，以确保成功的构建过程。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下项的权益和优先权：(1)于2015年8月30日提交的美国临时申请No.62/211,868；以及(2)于2016年8月31日提交的美国临时申请No.62/211,876。上面引用的申请中的每一个通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本申请涉及增材制造中的支撑生成。更特别地，本申请涉及用于生成辅助结构点的系统和方法，该辅助结构点用于向3D模型添加辅助结构，以便补偿在3D打印过程期间作用在模型上或模型内的力。

背景技术

在增材制造(通常被称为3D打印)中，对象被打印成一系列层。这些对象通常被创建为提供给3D打印系统供打印的3D计算机模型。在某些类型的3D打印技术中和/或在某些模型几何形状中，必须向模型添加附加结构，以便其有效且准确地被制造(例如，被3D打印)。这些辅助结构有时被称为支撑件。用于确定如何以及在何处添加这些辅助结构的现有解决方案是不充分的。一些现有解决方案是不充分的，因为它们通常非常耗时实现，特别是它们通常向打印/制造过程添加了大量时间。其他的现有解决方案在各种使用情况下易于出错。因此，需要用于生成辅助结构点的改进技术。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种向3D模型生成辅助结构点的方法。该方法可以包括选择用于考虑的层以及计算在层中有效的力。然后可以确定3D模型的切片部分的重心。该方法还包括将由作用在层中或层上的力引起的动量与由已经存在于3D模型的切片部分上的辅助结构点的保持力引起的动量进行比较。当由保持力引起的动量小于由作用在层中的力引起的动量时，可以生成辅助结构点。

附图说明

图1是增材制造系统环境的高级视图。

图2是示出了图1中所示的计算机系统之一的各种组件的高级框图。

图3是3D打印过程的图示。

图4A和图4B提供了可以根据一个或多个实施例被使用的3D打印系统的示例。

图5A至图5C是3D打印机配置的附加示例，包括可以根据一个或多个实施例被使用的自下而上的基于树脂的3D打印系统。

图6图示了用于标识需要利用辅助结构延伸的3D模型上的一组点以补偿在构建过程期间作用在模型上的力的过程的流程图。

图7是图示了用于确定不是自支撑的部分区域并且为这些区域生成支撑件的一个过程的流程图。

图8是图6中所示的动量计算的更详细视图。

图9A是可以添加辅助结构以便能够使用3D打印系统成功打印对象的3D打印树的图示。

图9B是图9中所示的树的图示，示出了支撑件和介入在树对象上的切片的切片平面。

图9C是图9B中所示的横截面和支撑件的图示，连同对辅助结构的保持力的描绘。

图9D是来自图9B的切片的自顶向下视图，其示出了根据一个或多个实施例的切片部分的计算的附加辅助结构点和潜在支撑区域。

具体实施方式

本申请的实施例涉及解决由发明人已经标识的本领域中的各种问题的系统和方法。发明人已经认识到需要用于生成辅助结构的改进技术来解决在对象的3D打印中经常遇到的各种问题。例如，通常需要辅助结构来支撑模型中不自支撑的区域。这些不自支撑的区域在这种3D打印过程中倾向于断裂和/或变形。