[发明专利]一种基于机器视觉的3D打印方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的3D打印方法及系统，通过获取待打印物品的三维模型文件；读取三维模型文件中的三维模型；生成三维模型中各个顶点的内部映射点，并连接各个内部映射点构建内部支撑网；对进行三维模型的内部支撑网的间隙补全操作得到优化支撑网；对三维模型进行分层得到各层切片；通过3D打印机将各层切片进行3D打印得到待打印物品；通过在三维模型内部生成一个均衡的网络，使得3D打印的物品为致密的空心状，大幅节省了3D打印材料，并且使得内部支撑网的内部没有大空洞提高了3D产品的承压性，让3D打印的产品受到的应力均衡，产品结构更加稳定，不容易轻易被压凹陷，本发明应用于图像处理和3D打印领域。

技术领域

本公开属于机器视觉、计算机图像处理、3D打印领域，具体涉及一种基于机器视觉的3D打印方法及系统。

背景技术

3D打印技术是基于一个预先设定的模型，然后以3D打印设备进行逐层打印此模型，现有的3D打印技术一般为：在计算机中构建成品的3D数字模型；将3D数字模型，切片为无数张图片；从第一张切片开始，用特定的材料绘制图片，常见工艺是激光烧结；叠加在前一张已绘制完成的切片上，用同样工艺绘制第二张切片，直至所有切片绘制完成。但是现有的材料一般都是实心或者是等间距的填充切片，严重的浪费3D打印的耗材，为此，现有的3D打印方法，例如公开号为：CN107901423A的发明专利《非均质填充的3D打印方法》，根据三维模型的高度方向和/或宽度方向的密度分布特征规划打印路径，并按照规划的打印路径进行3D打印，从而实现了样品等间距填充方式和/或非等间距填充方式的打印，但是其打印的切片，依然是按照密度分布机械的分隔填充，材料的浪费依然比较严重，无法最大化的减少其中3D打印材料的损耗。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于机器视觉的3D打印方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种基于机器视觉的3D打印方法，所述方法包括以下步骤：

S100，获取待打印物品的三维模型文件；

S200，读取三维模型文件中的三维模型；

S300，生成三维模型中各个顶点的内部映射点，并连接各个内部映射点构建内部支撑网；

S400，对进行三维模型的内部支撑网的间隙补全操作得到优化支撑网；

S500，对三维模型进行分层得到各层切片；

S600，通过3D打印机将各层切片进行3D打印得到待打印物品。

进一步地，在S100中，三维模型文件包括IGS文件、OBJ文件、BREP文件、MAX文件、3DM文件、3DS文件、STL文件中任意一种，三维模型文件通过三维软件建模或者三维扫描仪对产品(例如小型家电产品、玩偶玩具、机器零件等)进行三维模型扫描得到。

进一步地，在S300中，生成三维模型中各个顶点的内部映射点，并连接各个内部映射点构建内部支撑网的方法包括以下步骤：

S301，设三维模型的各个顶点的顶点集为V，边集为E，V＝{v₀、v₁、v₂…v_i…v_N}，E＝{e₀、e₁、e₂…e_j…e_M}，e₀边为v₀顶点的边，v₀顶点为模型距离三维坐标系零点(空间xyz坐标0,0,0)的欧氏距离最短的一个顶点或者任意一个顶点，i＝[1,N],j＝[1,M],N为三维模型中顶点的数量,M为三维模型中边的数量，v_i为三维模型的第i个顶点，e_j为三维模型的第j条边；令内部映射点的集合为V1，设置一个生成集合VA，将集合VA、V1初始化为空集