[发明专利]生成结构网格的方法、结构网格的使用方法、计算机程序和计算机可读介质

权利要求书

1.一种用于生成结构(2)的结构网格(9)的方法，所述结构网格在增材制造构建过程中被构建在三维构建体积(1)中并且包括至少一个样本(6a，b)和至少一个支撑件(8a，b)，所述至少一个支撑件用于将所述至少一个样本(6a，b)支撑在所述构建体积(1)的边界(5)上、特别是在限定所述构建体积(1)的边界(5)的下部的构建平台上，其中，所述结构网格(9)能被用于模拟所述结构(2)的增材制造构建过程，

其特征在于，

所述方法包括以下步骤：

a)提供表示所述三维构建体积(1)的边界(5)的构建体积表面网格(10)；

b)提供至少一个样本网格(9a)，所述至少一个样本网格包括样本表面网格，所述样本表面网格至少表示由所述构建体积表面网格(10)围绕的内部空间内的相应样本(6a，b)的外表面；

c)使用所述至少一个样本表面网格(11a，b)作为种子网格，在所述构建体积表面网格(10)与所述至少一个样本表面网格(11a，b)之间的空腔中创建三维背景网格(12)，其中，所述背景网格(12)由元素(13)组成，所述元素由背景网格节点(14)以及延伸在所述背景网格节点(14)之间的背景网格边缘(15)构成；

d)使用描述所述至少一个支撑件(8a，b)的刻面表面(16)的所述背景网格(12)和表面数据、尤其是STL数据来识别至少一个支撑件网格(9b)以及除所述至少一个支撑件网格(9b)的区域之外由所述背景网格(12)限定的至少一个环境网格(17)，其中，所述至少一个支撑件网格(9b)和所述至少一个样本网格(9a)一起限定所述结构网格(9)，所述结构网格被生成为使得所述至少一个支撑件网格(9b)、所述至少一个样本网格(9a)和所述至少一个环境网格(17)相互连接，使得两个相邻网格在过渡区域的接合处共享相同的节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)包括提供至少一个三维样本网格(9a)，所述至少一个三维样本网格不仅表示所述至少一个样本(6a，b)的表面的离散化，还表示所述至少一个样本(6a，b)的整个体积的离散化，并且步骤c)包括将具有与所述至少一个三维样本网格(9a)的三维样本网格元素的尺寸和/或形状相同的背景网格元素(13)的空腔离散化，和/或步骤c)包括创建背景网格元素(13)为四面体形、锥体形、六面体形和/或长方体形的三维背景网格(12)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤c)包括创建在所述构建体积(1)的所述至少一个支撑件(8a，b)预期所处的区域中、尤其是在包围所述至少一个支撑件(8a，b)并且包括其所有元素的几何边界框所限定的区域中具有较小元素(13)以及在此区域以外具有较大元素(13)的背景网格(12)。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤d)包括通过识别所述至少一个支撑件(8a，b)的所述表面(18)与背景网格边(15)的交叉点(19)来识别所述背景网格(12)内的所述至少一个支撑件(8a，b)的表面(18)、尤其是外表面，在所述交叉点(19)处创建新节点，从而分割相应的背景网格边缘(15)，并且互连至少多个所述新节点以创建至少一个支撑件表面网格。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤d)中识别的所述至少一个支撑件(8a，b)的所述表面(18)是所述构建体积(1)的表示与在增材制造构建过程中实际构建的至少一个支撑件(8a，b)相比所模拟的所述至少一个支撑件(8a，b)的子体积(20)的表面(18)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述构建体积(1)的表示所模拟的所述至少一个支撑件(8a，b)的所述子体积(20)被限定为在所述构建体积(1)内的点集合，所述点集合位于距离由所述表面数据所描述的所述至少一个支撑件(8a，b)的刻面表面(16)的最近刻面小于阈值D的位置处，其中，所述阈值D优选地被选择为最小距离使得位于所述至少一个支撑件(8a，b)内部的任何点与所述至少一个支撑件(8a，b)的最近刻面的距离至多为d，其中，d的值对应于D的值。