用于制造三维物体的方法、支撑结构及支撑结构生成方法_2

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结构的生成方法提供的另一实施例的方法流程图,如图6所示,用于制造三维物体的支撑结构的生成方法包括以下步骤:
步骤41、对制件的数据信息进行处理,查找所有需支撑的区域;
步骤42、将需要支撑区域垂直投影至支撑板上,得到一平面区域;
步骤43、用若干个单位区域划分所述平面区域,且所有平面区域的边界均位于单位区域内;
步骤44、将该平面区域划分为若干个区域组,所述若干个区域组包括第一中心区域组和位于第一中心区域组周围的若干个第一非中心区域组,且每个区域组包括若干个单位区域;
步骤45、在需要支撑区域的下表面分别找出平面区域中若干个区域组分别对应的第二中心区域组以及位于第二中心区域组周围的若干个第二非中心区域组;
该步骤中,具体通过如下方式找出平面区域中若干个区域组分别对应的第二中心区域组以及位于第二中心区域组周围的若干个第二非中心区域组:
以平面区域中每一区域组包括的若干个单位区域为底面,分别竖直向上延伸直到与需要支撑区域相接触,其接触面便是平面区域中该区域组在需要支撑区域中对应的区域组,例如第一中心区域组对应第二中心区域组,若干个第一非中心区域组分别对应若干个第二非中心区域组。
[0030]步骤46、从需要支撑区域的下表面的第二中心区域组以及若干个第二非中心区域组向下生成树形支撑结构。
[0031]可以理解的是,该步骤具体可采用不同方法实现,以下图7给出了一种实现该步骤的具体方法,当然,本发明不局限仅采用该种方法实现,如图7所示,从需要支撑区域的下表面的第二中心区域组以及若干个第二非中心区域组向下生成树形支撑结构具体包括: 步骤451、生成主干;
该步骤中,以所述第二中心区域组包括的若干个单位区域为底面,分别竖直向下延伸直至支撑板形成若干个第一柱状体,所述形成的若干个第一柱状体为生成的主干;
步骤452、生成叶子;
该步骤中,每一个第二非中心区域组分别向下延伸形成一斜锥体,所述斜锥体为生成的叶子;
步骤453、生成枝干;
该步骤中,每一斜锥体具有锥顶,以与基板呈第一倾斜角度的方向向下延伸形成斜柱体,并截止至与主干相交处,所述斜柱体为生成的枝干,且位于叶子和主干之间。具体实施中,所述第一倾斜角度的具体值可由设计人员根据所需支撑区域与支撑板之间距离、单位区域组的面积等综合确定,优选地,所述第一倾斜角度为O?45度。
[0032]优选地,在步骤452形成一斜锥体之前,还包括:
以每一个所述第二非中心区域组包括的若干个单位区域为底面,分别竖直向下延伸形成若干个第二柱状体,所述第二柱状体高度为H,所述H大于0,其具体参数值可根据所需支撑区域与支撑板之间距离、所需支撑区域形状、材料等综合确定。在此需说明的是,所述若干个第二柱状体和上述斜锥体共同构成叶子。
[0033]图2为本发明提供的一实施例的叶子结构示意图,参照图2,上述步骤452可具体包括以下步骤:
从第二非中心区域组中选择最靠近中心区域组的单位区域,记作锥顶区域;
以锥顶区域为底面,竖直向下延伸;
第二非中心区域组的其余单位区域分别以与基板呈第二倾斜角度的方向向下延伸,使得其余单位区域均汇聚到锥顶区域的同一截面,以形成一斜锥体。
[0034]所述最靠近中心区域组中的单位区域,是指该单位区域距离中心区域组的中心位置最近。
[0035]具体实施中,所述第二倾斜角度的具体值可由设计人员根据所需支撑区域与支撑板之间距离、单位区域组的面积等综合确定,优选地,所述第二倾斜角度为O?45度,另夕卜,在此需说明的是,针对上述第二非中心区域组的其余单位区域中的不同单位区域,其对应的第二倾斜角度可能不相同,其具体值可由设计人员根据所需支撑区域与支撑板之间距离、单位区域组的面积等综合确定。
[0036]具体实施中,相邻叶子之间的距离可由设计人员根据要求设定,例如,对于某些区域需要加强支撑(制件的轮廓边缘或者靠近铺粉装置起始位置的区域),则可以将这些区域的叶子设置紧凑些,也就是说使得相邻叶子之间的距离小些,而对于一些不需要加强支撑的区域,则使得相邻叶子之间的距离适当大些。
[0037]具体实施中,所述单位区域可以是正三角形、正方形或者正六边形,当然,其还可以为其它形状,在此需说明的是,在整个树形支撑结构中,每一区域组中单位区域的形状相同,不同区域组中单位区域的形状可以不同,例如,A区域组的单位区域均为正方形,而B区域组的单位区域均为正六边形。当然,优选地,所有区域组均采用相同形状的单位区域。另夕卜,在整个树形支撑结构中,不同区域组可包括不同数量的单位区域。具体实施中,所述单位区域的边长为0.1mm?10mm。在此需说明的是,在以上述第二中心区域组、第二非中心区域组中单位区域为底面向下延伸形成叶子、主干时,对于每一单位区域可以延伸形成实心体,也可以延伸形成空心体,当然,优选形成空心体,以减少材料的浪费、建造体积以及方便去除支撑。同理,在以上述锥顶为底面并以与基板呈第一倾斜角度的方向向下延伸形成斜柱体,并截止至与主干相交处,所述斜柱体为生成的枝干时,所述斜柱体可以为实心体或空心体,当然,优选为空心体,以减少材料的浪费、建造体积以及方便去除支撑。
[0038]如图8所示,用于制造三维物体的方法包括以下步骤:
步骤61、按照上述所述生成方法生成树形支撑结构;
步骤62、将树形支撑结构与三维物体合并为待制造工件;
步骤63、通过将材料逐层的,且在相应位置硬化形成上述待制造工件;
该步骤可以采用现有选择性激光熔融技术或者其它快速成型技术制造上述待制造工件,其具体工艺在此不做具体介绍。可以理解的是,所述材料为液体材料、粉末材料等等。
[0039]步骤64、将制得的工件去除树形支撑结构得到所述三维物体。
[0040]以上实施例仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均应属于本发明的保护范围。应当指出,在不脱离本发明原理前提下的若干修改和修饰,应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于制造三维物体的支撑结构,其特征在于,所述支撑结构的形状为树形,且对于每一制件包括至少一个树形支撑结构。2.根据权利要求1所述的支撑结构,其特征在于,所述树形支撑结构包括叶子、枝干和主干。3.根据权利要求2所述的支撑结构,其特征在于,所述叶子的数量为若干个,且均匀设置在需要支撑区域的下表面。4.一种用于制造三维物体的支撑结构的生成方法,其特征在于,所述方法包括: 根据对制件数据信息的处理获得所有的需要支撑区域; 分别在需要支撑区域与支撑板之间生成树形支撑结构。5.根据权利要求4所述的生成方法,其特征在于,根据对制件数据信息的处理获得所有的需要支撑区域具体包括: 对制件的数据信息进行处理,查找所有需支撑的区域; 将这些区域进行整合得到所有的需要支撑区域; 其中,整合是指将具有相邻顶点或相邻边的区域整合成一个区域。6.根据权利要求5所述的生成方法,其特征在于,所述方法还包括: 判断需要支撑区域与支撑板之间是否存在制件本体; 当存在,则将需要支撑区域分成第一区域和第二区域,其中需要支撑区域中与制件本体垂直对应的区域为第一区域,去除第一区域后剩余的需要支撑区域为第二区域。7.根据权利要求1至6任一项所述的生成方法,其特征在于,在需要支撑区域与支撑板之间生成树形支撑结构具体包括: 将需要支撑区域垂直投影至支撑板上,得到一平面区域; 用若干个单位区域划分所述平面区域,且所有平面区域的边界均位于单位区域内;将该平面区域划分为若干个区域组,所述若干个区域组包括第一中心区域组和位于第一中心区域组周围的若干个第一非中心区域组,且每个区域组包括若干个单位区域; 在需要支撑区域的下表面分别找出平面区域中若干个区域组分别对应的第二中心区域组以及位于第二中心区域组周围的若干个第二非中心区域组; 从需要支撑区域的下表面的第二中心区域组以及若干个第二非中心区域组向下生成树形支撑结构。8.根据权利要求7所述的生成方法,其特征在于,所述从需要支撑区域的下表面的第二中心区域组以及若干个第二非中心区域组向下生成树形支撑结构具体包括: 生成主干:以所述第二中心区域组包括的若干个单位区域为底面,分别竖直向下延伸直至支撑板形成若干个第一柱状体; 生成叶子:每一个第二非中心区域组分别向下延伸形成一斜锥体; 生成枝干:每一斜锥体具有锥顶,以锥顶为底面以与基板呈第一倾斜角度的方向向下延伸形成斜柱体,并截止至与主干相交处。9.根据权利要求8所述的生成方法,其特征在于,在每一个第二非中心区域组分别向下延伸形成一斜锥体之前,还包括: 以每一个所述第二非中心区域组包括的若干个单位区域为底面,分别竖直向下延伸形成若干个第二柱状体,所述第二柱状体高度为H。10.根据权利要求9所述的生成方法,其特征在于,所述生成叶子具体包括: 从第二非中心区域组中选择最靠近中心区域组的单位区域,记作锥顶区域; 以锥顶区域为底面,竖直向下延伸; 第二非中心区域组的其余单位区域分别以与基板呈第二倾斜角度的方向向下延伸,使得其余单位区域均汇聚到锥顶区域的同一截面,以形成一斜锥体。11.一种用于制造三维物体的方法,其特征在于,所述方法包括: 按照权利要求4-10任一项所述的生成方法生成树形支撑结构; 将树形支撑结构与三维物体合并为待制造工件; 通过将材料逐层的,且在相应位置硬化形成上述待制造工件; 将制得的工件去除树形支撑结构得到所述三维物体。
【专利摘要】一种用于制造三维物体的方法、支撑结构及支撑结构生成方法,其中用于制造三维物体的支撑结构的形状为树形,且对于每一制件包括至少一个树形支撑结构,本发明用于制造三维物体的方法、支撑结构及支撑结构生成方法,由于支撑结构的形状为树形,因此其在支撑制件,保证制件不变形的前提下,可以大大减少用于生成支撑结构的材料,从而降低了材料的浪费,并且由于树形支撑结构所需建造体积小,从而大大提高了三维物体的整个制造工艺效率。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105117528
【申请号】CN201510471358
【发明人】许小曙, 刘鹏
【申请人】湖南华曙高科技有限责任公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月5日
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