粉末式3D打印的打印信息处理方法与流程

本发明涉及打印信息处理方法，尤其涉及3D打印的打印信息处理方法。

背景技术：

参阅图1，为现有相关技术的粉末式3D打印机示意图。图1揭露了一粉末式3D打印机(简称为3D打印机1)，该3D打印机1具有一喷头11、一工作平面12及该工作平面12下方的一成形平台13，其中该喷头11具有分别用来喷印彩色墨水与黏着剂的多个喷嘴。

于相关技术中的粉末式3D打印技术，主要是在该成形平台12上铺置一层粉末21，并藉由该喷头11在该层粉末21上分别喷印用以改变该层粉末21的颜色的彩色墨水，以及用来将该层粉末21黏结成一成形物22的黏着剂。待喷印完毕后，该3D打印机1控制该成形平台12下降，并于该工作平面12上铺设下一层粉末21后，再控制该喷头11于下一层粉末21上喷印对应的彩色墨水与黏着剂。该3D打印机1将重复上述动作，直接该成形物22打印完成为止。

请同时参阅图2A与图2B，分别为现有相关技术的色彩影像示意图与黏着剂影像示意图。该3D打印机1于实际打印时，主要是依据一色彩影像I1来喷印对应的彩色墨水，并依据一黏着剂影像I2来喷印对应的黏着剂。如图2A与图2B所示，当要打印的该成形物22为一外围具有色彩的球体时，该色彩影像I 1中会包含形状对应至该成形物22的形状，且外围部分分布有墨水的颜色信息31；而该黏着剂影像I2中则会包含形状对应至该成形物22的形状，且内部布满黏着剂的黏着剂信息32。

参阅图2C，为现有相关技术的合并影像示意图，并且图2C揭露了当该色彩影像I1与该黏着剂影像I2合并后的一合并影像I3，其中该合并影像I3包含了该颜色信息31与该黏着剂信息32重叠后的一成形物信息33。然，该合并影像I3仅用以说明该色彩影像I1与该黏着剂影像I2合并后的状态，该3D打印机1在实际打印时并不会产生该合并影像I3，而是会直接依据该色彩影 像I1来喷印彩色墨水，并依据该黏着剂影像I2来喷印黏着剂。换句话说，在相关技术中，该色彩影像I1与该黏着剂影像I2在打印时没有实质关联性。

由该成形物信息33可看出，当该3D打印机1依据该色彩影像I1与该黏着剂影像I2来分别喷印墨水与黏着剂时，该成形物22的外围部分将会同时存在墨水及黏着剂，而于该成形物22的中心部分则仅存在黏着剂。也就是说，打印完成的该成形物22将会包含有颜色及没有颜色两个部分，其中有颜色的部分由粉末、墨水与黏着剂所构成，而没有颜色的部分则仅由粉末与黏着剂所构成。

进一步请同时参阅图3A、图3B与图3C，分别为现有相关技术的墨水液滴分布示意图、黏着剂分布示意图及最终分布示意图。将该颜色信息31放大来看，可发现该颜色信息31由许多的墨水液滴41所组成。而将该黏着剂信息32放大来看，可发现该黏着剂信息32由许多的黏着剂液滴42所组成。

本技术领域的技术人员皆知，依据该成形物22所需的颜色不同，以及该颜色的深浅度不同，所需喷印的墨水量都不相同。因此，该颜色信息31中将不会布满该墨水液滴41，而是依据所需颜色的深浅而影响该颜色信息31中包含的该墨水液滴41的分布密度。另一方面，由于黏着剂的功效仅在于将该粉末21黏结成形，因此该黏着剂信息32中一般会布满相同质量的该黏着剂液滴42。

因此，如图3C所示，该成形物22于有颜色的位置上，会同时包含该墨水液滴41以及该黏着剂液滴42，也就是在有颜色的位置上该墨水液滴41与该黏着剂液滴42是重叠的。于此情况下，该墨水液滴41将会被相同位置上的该黏着剂液滴42所稀释，进而导致该成形物22于该位置上的色彩鲜艳度下降。

再者，由于在有颜色的位置上同时包含了该墨水液滴41与该黏着剂液滴42，因此在该位置上的该粉末21将会较为湿润，膨胀程度也会变大。

更甚者，由于该成形物22于有颜色的位置上同时包含该墨水液滴41与该黏着剂液滴42，而于没有颜色的位置上仅包含该黏着剂液滴42，这样一来，会造成各个位置上的该粉末21的湿润度不一(即膨胀程度不同)，因而导致该成形物22有变形的情况产生。

技术实现要素：

本发明提供一种粉末式3D打印的打印信息处理方法，可避免3D打印机于打印时，发生墨水液滴与黏着剂液滴重叠的现象。

于本发明的一实施例中，该粉末式3D打印的打印信息处理方法包括：

a)为一打印层产生一色彩影像，其中该色彩影像包含由多个墨水液滴构成的颜色信息；

b)为该打印层产生一黏着剂影像，其中该黏着剂影像包含由多个黏着剂液滴构成的黏着剂信息；

c)依据该色彩影像的该颜色信息调整该黏着剂影像的该黏着剂信息；

d)合并该色彩影像及该调整后黏着剂影像以产生一最终打印影像；及

e)依据该最终打印影像控制一3D打印机的一喷头分别于对应位置上喷印该墨水液滴与该黏着剂液滴。

如上所述，其中该步骤a之前更包括一步骤f)：输入一3D模型文件，其中该3D模型文件包括多个该打印层。

如上所述，其中该步骤c是对该颜色信息中的该多个墨水液滴与该黏着剂信息中的该多个黏着剂液滴进行互斥或运算，以调整该黏着剂影像的该黏着剂信息。

如上所述，其中该步骤c包括下列步骤：

c01)由该颜色信息分析该多个墨水液滴的分布信息；

c02)取得有分布该些墨水液滴的位置，以及没有分布该些墨水液滴的位置；

c03)于该黏着剂信息中删除有分布该些墨水液滴的位置上的该些黏着剂液滴；

c04)于该黏着剂信息中保留没有分布该些墨水液滴的位置上的该些黏着剂液滴；及

c05)依据删除后的该黏着剂信息产生调整后该黏着剂影像。

如上所述，其中该步骤c包括下列步骤：

c11)由该颜色信息分析该多个墨水液滴的分布信息；

c12)取得有分布该些墨水液滴的位置，以及没有分布该些墨水液滴的位置；

c13)于该黏着剂信息中删除有分布该些墨水液滴的位置上的该些黏着剂 液滴；

c14)判断该些墨水液滴的湿润度是否大于一门槛值；

c15)若该些墨水液滴的湿润度未大于该门槛值，于该黏着剂信息中保留没有分布该些墨水液滴的位置上的该些黏着剂液滴；及

c16)依据删除后的该黏着剂信息产生调整后该黏着剂影像。

如上所述，其中该步骤c还包括一步骤c17)：若该些墨水液滴的湿润度大于该门槛值，按一比例于该黏着剂信息中保留没有分布该些墨水液滴的位置上的该些黏着剂液滴。

如上所述，其中该比例与该些墨水液滴的湿润度成反比。

如上所述，其中该步骤c14是由该些墨水液滴的颜色深浅判断该些墨水液滴的湿润度是否大于该门槛值。

如上所述，其中该步骤c14是由该些墨水液滴于该颜色信息中的密度判断该些墨水液滴的湿润度是否大于该门槛值。

通过本发明的处理方法，则该3D打印机依据该最终打印影像进行打印时，喷头喷出的墨水液滴与黏着剂液滴不会有重叠的现象，因此，可有效避免墨水被黏着剂稀释而导致成形物的色鲜艳度下降的问题。并且，由于在相同打印层的同一位置上不会有墨水液滴与黏着剂重叠的现象发生，因此还可解决因墨水与黏着剂重叠而过于湿润，导致重叠处粉末的膨胀程度较大而产生变形的问题。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有相关技术的粉末式3D打印机示意图；

图2A为现有相关技术的色彩影像示意图；

图2B为现有相关技术的黏着剂影像示意图；

图2C为现有相关技术的合并影像示意图；

图3A为现有相关技术的墨水液滴分布示意图；

图3B为现有相关技术的黏着剂分布示意图；

图3C为现有相关技术的最终分布示意图；

图4为本发明的第一具体实施例的信息处理流程图；

图5A为本发明的第一具体实施例的墨水液滴分布示意图；

图5B为本发明的第一具体实施例的黏着剂液滴分布示意图；

图5C为本发明的第一具体实施例的调整后黏着剂液滴分布示意图；

图5D为本发明的第一具体实施例的最终分布示意图；

图6为本发明的第一具体实施例的黏着剂影像调整流程图；

图7为本发明的第二具体实施例的黏着剂影像调整流程图；

图8为本发明的第二具体实施例的最终分布示意图。

其中，附图标记：

1…3D打印机；

11…喷头；

12…工作平面；

13…成形平台；

21…粉末；

22…成形物；

31…颜色信息；

32…黏着剂信息；

33…成形信息；

41…墨水液滴；

42…黏着剂液滴；

51…颜色信息；

52…黏着剂信息；

60…空隙；

61…墨水液滴；

62…黏着剂液滴；

I1、I4…色彩影像；

I2、I5…黏着剂影像；

I5’…调整后黏着剂影像；

I3…合并影像；

I6、I6’…最终打印影像；

S10～S20…处理步骤；

S160～S166…调整步骤；

S1600～S1610…调整步骤。

具体实施方式

兹就本发明的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。

首请参阅图4，为本发明的第一具体实施例的信息处理流程图。本发明的信息处理方法主要运用于一粉末式3D打印机(例如图1所示的3D打印机1)，该3D打印机1可通过要打印的一成形物(例如图1所示的成形物22)的颜色信息来对黏着剂信息进行调整，避免墨水液滴与黏着剂液滴产生重叠，进而导致该成形物22的色彩鲜艳度下降的问题，以及粉末因过于湿润而膨胀度变大，进而导致该成形物22变形的问题。

首先，该3D打印机1通过有线或无线方式输入该成形物22的一3D模型文件(步骤S10)。其中，该3D模型文件(例如CAD文件)经过该3D打印机1的处理器(图未标示)进行一切叠处理(slice)后，会产生多个打印层。上述该切层处理主要可例如为立体切层(Stereolithography(SLA)slice)处理，但不加以限定。该切层处理是为本技术领域的常用技术手段，于此不再赘述。

接着，该3D打印机1的处理器依据该3D模型文件，为每一打印层分别产生一色彩影像(如图5A所示的色彩影像I4)(步骤S12)，并且同样地为每一打印层分别产生一黏着剂影像(如图5B所示的黏着剂影像I5)(步骤S14)。换句话说，若该3D模型文件被切为n层，则该3D打印机1将产生n张该色彩影像I4以及n张该黏着剂影像I5。然而，为了便于说明，于下述实施例中，将以单一打印层的该色彩影像I4与该黏着剂影像I5为例，进行说明。

该色彩影像I4与该黏着剂影像I5产生后，该3D打印机1的处理器依据该色彩影像I4的内容来调整该黏着剂影像I5的内容，以产生一调整后黏着剂影像(如图5C所示的调整后黏着剂影像I5’)(步骤S16)。

该调整后黏着剂影像I5’产生后，该3D打印机1的处理器合并该色彩影像I4与该调整后黏着剂影像I5’，以产生一最终打印影像(如图5D所示的最终打印影像I6)(步骤S18)。其中，该最终打印影像I6对应至该3D打印机1目前要打印的该打印层。该步骤S18后，该3D打印机1的处理器可依据该最终打 印影像I6，控制其上的喷头(如图1所示的喷头11)分别于对应位置上喷印墨水液滴与黏着剂液滴(如图5A至图5D所示的墨水液滴61与黏着剂液滴62)(步骤S20)。

值得一提的是，该3D打印机1的处理器可先对所有打印层的该黏着剂影像I5进行调整，并合并产生所有打印层的该最终打印影像I6后，再开始打印程序。然而，该3D打印机1的处理器亦可在打印各个打印层之前，再动态调整对应至该打印层的该黏着剂影像I5并产生该最终打印影像I6，其执行顺序不加以限定。

本实施例的主要技术特征在于，该3D打印机1直接依据单一张该最终打印影像I6，控制该喷头分别于该打印层的对应位置上喷印该墨水液滴61与该黏着剂液滴62。藉此，有别于在相关技术中，该3D打印机1依据分开的色彩影像与黏着剂影像(如图2A、图2B所示的色彩影像I1与黏着剂影像I2)来分别喷印该墨水液滴61与该黏着剂液滴62的技术方案。

续请同时参阅图5A、图5B、图5C及图5D，分别为本发明的第一具体实施例的墨水液滴分布示意图、黏着剂液滴分布示意图、调整后黏着剂液滴分布示意图及最终分布示意图。如图5A所示，该色彩影像I4中主要包含了该成形物22于该打印层所具备的一颜色信息51，其中该颜色信息51是由多个该墨水液滴(Droplet)61所构成。而如图5B所示，该黏着剂影像I5中主要包含了该成形物22于该打印层所具备的一黏着剂信息52，其中该黏着剂信息52是由多个该黏着剂液滴62所构成。

于前述图4的步骤S16中，该3D打印机1的处理器主要是依据该色彩影像I4中的该颜色信息51来调整该黏着剂影像I5中的该黏着剂信息52，以产生该调整后黏着剂影像I5’。更具体而言，是依据该颜色信息51中的该些墨水液滴61的数量与位置，调整该黏着剂信息52中的该黏着剂液滴62的数量与位置。

如图5A所示，若将该色彩影像I4的该该颜色信息51放大，并以像素(pixel)的概念来看，可知该颜色信息51是由该多个墨水液滴61所组成。因此，若该多个墨水液滴61的数量较少，彼此之间的空隙60数量就越多，因而单位面积中的该多个墨水液滴61的密度就越小，所构成的颜色就会较浅(例如浅红色)；反之，若该多个墨水液滴61的数量较多，彼此之间的该空隙60数量就越少， 因而单位面积中的该多个墨水液滴61的密度就越大，所构成的颜色就会较深(例如深红色)。

如上所述，依据该打印层所需的颜色而定，将会有部分的位置上会分布有该墨水液滴61，而部分的位置上则不会分布有该墨水液滴61(即，为上述之该空隙60)。一般来说，该颜色信息51并不会100％被该多个墨水液滴61所填满。

如图5B所示，若将该黏着剂影像I5的该黏着剂信息52放大，并同样以像素(pixel)的概念来看，可知该黏着剂信息52是由该多个黏着剂液滴62所组成。然而，黏着剂仅用以黏结该打印层以及上、下层的粉末(如图1所示的该粉末21)，与该成形物22的颜色无关。因此，对于该3D打印机1来说，一般预设会将该黏着剂信息52的形状对应至该成形物22于该打印层的形状，并且以该多个黏着剂液滴62填满该黏着剂信息52。即，该黏着剂信息52中不存在该空隙60，藉此确保该成形物22的强度足够。

本实施例的主要技术特征在于，避免在该打印层的相同位置上，同时喷印该墨水液滴61及该黏着剂液滴62。换句话说，令该些黏着剂液滴62仅分布于没有分布该些墨水液滴61的位置(即上述该空隙60)。值得一提的是，本实施例中，该3D打印机1采用的粉末为石膏粉，而本技术领域的技术人员皆知，石膏粉一遇水就会具有黏着性。因此，虽然喷印该些墨水液滴61的位置不具有该些黏着剂液滴62，但石膏粉吸收该些墨水液滴61后，除了会被染色以外还会具有黏着性，因此不会有因为未喷印该些黏着剂液滴62而无法黏结的问题。

本实施例中，该3D打印机1的处理器主要是对该颜色信息51中的该多个墨水液滴61与该黏着剂信息52中的该多个黏着剂液滴62进行一互斥或运算(exclusive or)，以调整该黏着剂信息52中的该多个黏着剂液滴62的数量与位置。

如图5C所示，经过上述互斥或运算后，该3D打印机1的处理器可确保在该调整后黏着剂影像I5’中，有分布该些墨水液滴61的位置上就没有分布该些黏着剂液滴62，即该些黏着剂液滴62只会分布在没有分布该些墨水液滴61的该空隙60上。如图5D所示，于该最终打印影像I6中，不存在该空隙60，且该多个墨水液滴61与该多个黏着剂液滴62不会有重叠的现象产生。

综上所述，当该3D打印机1依据该最终打印影像I6控制该喷头11，以对该打印层喷印该多个墨水液滴61与该多个黏着剂液滴62时，不会有重叠的现象产生。因此，不会有该些墨水液滴61被重叠的该些黏着剂液滴62稀释，导致该成形物22的色彩鲜艳度下降的问题。再者，通过上述实施方式，该成形物22各个位置上的该粉末21的湿润度会较平均，不会有因湿润度不一，膨胀程度不同，导致该成形物22变形的问题。

参阅图6，为本发明的第一具体实施例的黏着剂影像调整流程图。图6用以进一步说明上述图4的步骤S16中，对该黏着剂影像I5的调整步骤，具体说明如下。

首先，该3D打印机1的处理器取得该色彩影像I4中的该颜色信息51，并由该颜色信息51分析该多个墨水液滴61的分布信息(步骤S160)。接着，取出该打印层中有分布该多个墨水液滴61的位置，以及没有分布该多个墨水液滴61的位置(步骤S162)。

接着，于该黏着剂信息52中，删除有分布该些墨水液滴61的位置上的该些黏着剂液滴62(步骤S164)，并且同时于该黏着剂信息52中，保留没有分布该些墨水液滴61的位置上的该些黏着剂液滴62(步骤S166)。最后，即可依据进行了删除、保留动作的该黏着剂信息52来产生该调整后黏着剂影像I5’，以进行后续动作。

值得一提的是，该3D打印机1的彩色墨水，主要是由不同颜色的基础墨水(一般包括青色(cyan)、品红色(magenta)与黄色(yellow)三种基础颜色)混合而成。于打印时，该3D打印机1再通过调整这三种颜色的墨水比例，以控制该成形物22的颜色(即，该粉末21会吸收该些墨水液滴61以染色，并且再吸收该些黏着剂液滴62而黏结成形)。

如上所述，当该些墨水液滴61为较深的颜色(如黑色)时，会因混合了多种颜色的基础墨水而使该些墨水液滴61的体积较大，并且湿润度较高；反之，当该些墨水液滴61为单色(如青色)或浅色时，会因不需混合多种基础墨水，或是仅混合了两种颜色的基础墨水，而使得该些墨水液滴61的体积较小，并且湿润较低。

如上所述，由于该粉末21的湿润度会影响到膨胀程度，因此若一位置上的该粉末21吸收的该些墨水液滴61的湿润度较高，则即使该位置上没有重叠 分布该黏着剂液滴62，该粉末21仍可能因为较大程度的膨胀而导致该成形物22变形。

请参阅图7，为本发明的第二具体实施例的黏着剂影像调整流程图与最终分布示意图。图7用以进一步说明上述图4的步骤S16中，对该黏着剂影像I5的另一调整步骤，具体说明如下。

该3D打印机1的处理器由该颜色信息51分析该多个墨水液滴61的分布信息(步骤S1600)。接着，取出该打印层中有分布该多个墨水液滴61的位置，以及没有分布该多个墨水液滴61的位置(步骤S1602)。接着，于该黏着剂信息52中，删除有分布该些墨水液滴61的位置上的该些黏着剂液滴62(步骤S1604)。

该步骤S1604后，判断该些墨水液滴61的湿润度是否大于一门槛值(步骤S1606)。本实施例中，该门槛值是用以判断该粉末21吸收了该些墨水液滴61后，膨胀程度是否会过大的依据。若判断该些墨水液滴61的湿润度未大于该门槛值，则于该黏着剂信息52中保留没有分布该些墨水液滴61的位置上的该些黏着剂液滴62(步骤S1608)。即，令该些黏着剂液滴62分布于该颜色信息51中的该些空隙60所在的位置上。

该步骤S1608后，即可依据进行了删除、保留动作的该黏着剂信息52来产生该调整后黏着剂影像I5’，以进行后续动作。

本实施例，该3D打印机1的处理器主要可依据该些墨水液滴61的颜色深浅来判断该些墨水液滴61的湿润度是否大于该门槛值，或是依据该些墨水液滴61于该颜色信息51中的密度来判断该些墨水液滴61的湿润度是否大于该门槛值，但不加以限定。

若于该步骤S1606中，判断该些墨水液滴61的湿润度大于该门槛值，则该3D打印机1的处理器将按一比例于该黏着剂信息52中保留没有分布该些墨水液滴61的位置上的该些黏着剂液滴62(步骤S1610)。换句话说，一打印层上有分布该些墨水液滴61的位置就不会分布该些黏着剂液滴62，而没有分布该些墨水液滴61的位置将会按比例分布该些黏着剂液滴62及该空隙60。

本实施例中，该比例主要是与该些墨水液滴61的湿润度成反比。具体而言，若该些墨水液滴61的湿润度越高，则周围保留的该些黏着剂液滴62就越少(即，该空隙60的数量越多)。反之，若该些墨水液滴61的湿润度越低，则 周围保留的该些黏着剂液滴62就越多(即，该空隙60的数量越少)。然而，上述仅为本发明的一较佳实施例，但并不以此为限。

请同时参阅图8，为本发明的第二具体实施例的最终分布示意图。图8揭露了不同于图5D的该最终打印影像I6的另一最终打印影像I6’。由图8可看出，本实施例中，该最终打印影像I6’中的该些墨水液滴61与该些黏着剂液滴62仍然不会重叠，但在该些墨水液滴61的周围保留了部分的该空隙60，而没有填满该些黏着剂液滴62。

本实施例可达到的技术功效在于，保留部分的该空隙60不喷印该些墨水液滴61与该些黏着剂液滴62，藉此，可令吸收了该些湿润度较高的墨水液滴61的该粉未21有空间可以膨胀，因而避免因该粉末21的膨胀而令该成形物22产生变形。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。