喷墨宽度调整方法以及立体打印设备与流程

本发明涉及一种立体打印的喷墨技术，尤其涉及一种喷墨宽度调整方法以及立体打印设备。

背景技术：

随着电脑辅助制造(computer-aidedmanufacturing，cam)的进步，制造业发展了立体打印技术，能很迅速的将设计原始构想制造出来。立体打印技术实际上是一系列快速原型成型(rapidprototyping，rp)技术的统称，其基本原理都是于打印平台上叠层制造，由快速原型机在水平平面内经由扫描形式于打印平台上依序打印多层切层物件，以使这些切层物件可堆叠形成立体打印物件。以熔融沉积造型(fuseddepositionmodeling，fdm)技术为例，其将成型材料制作成线材，并将成型材料加热熔融后依据所需形状/轮廓在成型平台上逐层堆叠构成立体物件。

因应彩色立体打印的需求，目前的立体打印技术还包括可对打印中的立体打印物件执行喷墨操作。也就是说，当立体打印装置打印这些切层物件时，立体打印装置可同时针对每一层切层物件执行喷墨，从而制作出彩色的立体物件。于一种彩色立体打印技术中，立体打印装置是依据相同的预设喷墨宽度对各个切层物件的轮廓边缘部位进行喷墨操作，使由切层物件堆叠出来的立体物件的表面呈现色彩。然而，切层物件上的喷墨范围大小将影响切层物件之间的粘着度与显色效果。

举例而言，当上下相邻的两个切层物件的截面边缘之间的距离大于上述预设喷墨宽度时，立体物件的表面将呈现出未被上色的区块，因此影响彩色立体打印的打印品质。图1示出了依据预设喷墨宽度对切层物件进行喷墨操作的范例。如图1所示，当上方的切层物件l1的截面边缘与下方的切层物件l2的截面边缘之间的距离d1大于预设喷墨宽度wd1时，切层物件l2现露于立体物件表面的部分将有未上色区块b1。尤其是，当立体物件的表面的倾斜程度相对平缓时，如图1所示的现象将更为明显。据此，如何设计出一种较佳的彩色立体打印方式，便成为相关技术人员所需思考的议题之一。

技术实现要素：

本发明提出一种喷墨宽度调整方法以及立体打印设备，可依据切层物件所对应的表面倾斜程度决定理想喷墨宽度，以使立体打印设备可精确地对立体打印物件进行上色喷墨。

本发明实施例提供一种喷墨宽度调整方法，适用于制作彩色立体物件。所述喷墨宽度调整方法包括：获取立体数字模型，对立体数字模型进行切层处理而产生切层物件，其中切层物件具有截面轮廓；自立体数字模型获取截面轮廓所对应的表面倾斜程度，并依据截面轮廓所对应的表面倾斜程度计算切层物件的理想喷墨宽度；以及在控制打印模块打印切层物件之后，依据理想喷墨宽度而控制喷墨模块朝切层物件且沿截面轮廓进行喷墨。

在本发明的一实施例中，其中自立体数字模型获取截面轮廓所对应的表面倾斜程度，并依据截面轮廓所对应的表面倾斜程度计算理想喷墨宽度的步骤包括：自立体数字模型获取截面轮廓所对应的至少一多边形网格单元；计算至少一多边形网格单元与水平面之间的至少一夹角，以代表表面倾斜程度；以及依据至少一夹角、切层厚度与预设喷墨宽度计算出切层物件的理想喷墨宽度。

在本发明的一实施例中，其中依据至少一夹角、切层厚度与预设喷墨宽度计算出理想喷墨宽度的步骤包括：计算至少一夹角的余切值与切层厚度的乘积；以及取乘积与预设喷墨宽度之间的最大值作为切层物件的理想喷墨宽度。

在本发明的一实施例中，其中至少一多边形网格单元包括第一多边形网格单元与第二多边形网格单元，而计算至少一多边形网格单元与水平面之间的至少一夹角的步骤包括：计算第一多边形网格单元与水平面之间的第一夹角，并计算第二多边形网格单元与水平面之间的第二夹角。

在本发明的一实施例中，其中依据至少一夹角、切层厚度与预设喷墨宽度计算出理想喷墨宽度的步骤包括：依据第一夹角、切层厚度与预设喷墨宽度计算出理想喷墨宽度中的第一理想喷墨宽度；以及依据第二夹角、切层厚度与预设喷墨宽度计算出理想喷墨宽度中的第二理想喷墨宽度。

在本发明的一实施例中，所述方法还包括：依据理想喷墨宽度与截面轮廓产生喷墨图像，其中喷墨图像包括基于理想喷墨宽度而形成的喷墨范围。

从另一观点来看，本发明实施例提出一种立体打印设备，适用于制作彩色立体物件，其包括打印模块、喷墨模块、储存装置，以及处理装置。打印模块包括打印头，而喷墨模块包括喷墨头。储存装置记录有多个模块，而处理装置耦接储存装置且经配置而执行所述模块以：获取立体数字模型，对立体数字模型进行切层处理而产生切层物件，其中切层物件具有截面轮廓；自立体数字模型获取截面轮廓所对应的表面倾斜程度，并依据截面轮廓所对应的表面倾斜程度计算切层物件的理想喷墨宽度；以及在控制打印模块打印切层物件之后，依据理想喷墨宽度而控制喷墨模块朝切层物件且沿截面轮廓进行喷墨。

基于上述，本发明实施例的喷墨宽度调整方法以及立体打印设备，可依据立体物件上切层物件所对应的表面倾斜程度来适应性调整理想喷墨宽度。于是，在打印头打印完切层物件之后，立体打印设备可依据理想喷墨宽度而控制喷墨模块朝切层物件且沿截面轮廓进行喷墨。如此一来，即便立体物件的表面倾斜程度相当平缓或上下相邻的切层物件的边缘之间的间隔过大，显露于立体物件的表面的部分皆可精准地被上色，大幅提升彩色立体打印的打印品质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出了依据预设喷墨宽度对切层物件进行喷墨操作的范例。

图2是依照本发明一实施例的立体打印设备的方块图。

图3是依照图2实施例的立体打印设备的示意图。

图4是依照本发明一实施例的喷墨宽度调整方法的流程图。

图5是本发明一实施例的决定理想喷墨宽度的示意图。

图6是本发明一实施例的喷墨图像的示意图。

图7a是本发明一实施例的立体数字模型与切层物件的示意图。

图7b是本发明一实施例计算多边形网格单元与水平面之间夹角的示意图。

图8是图7a所示实施例的切层物件72(3)的喷墨范围的范例。

图9是本发明一实施例的喷墨宽度调整方法的流程图。

图10是本发明一实施例的获取理想喷墨宽度的范例示意图。

【符号说明】

l1、l2、80a、80c、52(1)、52(2)、52(k)、52(n-1)、52(n)、72(1)、72(2)、72(3)、72(4)、72(5)、72(6)：切层物件

b1：未上色区块

20：立体打印设备

210：打印模块

220：喷墨模块

230：储存装置

240：处理装置

210a：打印头

220a：喷墨头

220b：墨水匣

s1：承载面

80：立体物件

f1：成型材

i1：墨水

s401～s403、s901～s907：步骤

51、71、1001：立体数字模型

t1、t2、t3、t4、t5、t6：表面倾斜程度

c1、c2、c3：截面轮廓

img1、img2：喷墨图像

m1、m2、m3、m4、m5：三角形网格单元

v1、v2、v3、v4、v5：端点

v7、v8：交点

v9：垂足点

la、lb：垂线

hp：水平面

81、1002、1003：喷墨范围

具体实施方式

为了使本发明的内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，是代表相同或类似部件。

图2示出本发明一实施例的立体打印设备的示意图。参考图2，立体打印设备20包括打印模块210、喷墨模块220、储存装置230，以及处理装置240。处理装置240耦接打印模块210、喷墨模块220，以及储存装置230。在本实施例中，处理装置240用以控制打印模块210与喷墨模块220，以执行立体打印操作。

在本实施例中，储存装置230可用以储存数据，其可以是缓冲存储器、内部储存媒体、外接式储存媒体、其他类型储存装置或这些装置的组合。例如，缓冲存储器可包括随机存取存储器、只读存储器或其他类似装置。例如，内部储存媒体可包括硬盘(harddiskdrive,hdd)、固态硬盘(solidstatedisk)、快闪(flash)储存装置或其他类似装置。例如，外接式储存媒体可包括外接式硬盘、usb随身盘(usbdrive)、云端硬盘或其他类似装置。在一实施例中，储存装置230还可用以储存多个模块，这些模块可以是软件程序，以使处理装置240可读取或执行这些模块，以实现本发明各实施例所述的喷墨宽度调整方法。

在本实施例中，处理装置240可包括处理芯片、影像处理芯片，或者例如是中央处理单元(centralprocessingunit,cpu)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits,asic)、可程序化逻辑装置(programmablelogicdevice,pld)、其他类似处理电路或这些装置的组合。

在本实施例中，处理装置240可基于立体数字模型控制打印模块210与喷墨模块220进行立体打印操作以及喷墨操作。举例而言，立体打印操作包括馈出成型材料于成型平台上，而喷墨模块220可对成型平台上已固化或固化中的成型材料进行喷墨操作。此外，所属技术领域技术人员应当知晓立体打印设备20还可以包括其余用以与打印模块210与喷墨模块220共同完成立体打印操作与喷墨操作的构件(例如，平台、供料管线、喷墨管线、打印头连动机构、驱动马达等等)。

值得一提的是，在一实施例中，立体打印设备20可包括电脑主机与具备打印模块210与喷墨模块220的立体打印机，则处理装置240可包括电脑主机的处理器与立体打印机的处理器和/或控制器。例如，立体打印设备20可以是由笔记型电脑或桌上型电脑与立体打印机而构成，本发明不在此设限。在另一实施例中，立体打印设备20也可以是具备处理立体数字模型的能力的立体打印机，本发明不在此设限。

图3是依照图2实施例的立体打印设备的示意图。请参照图3，打印模块210可包括打印头210a，而喷墨模块220可包括喷墨头220a，在此同时提供直角坐标系以便于描述相关构件及其运动状态。成型平台250包括一承载面s1，用以承载打印中的彩色立体物件80。成型平台250设置于打印头210a与喷墨头220a的下方。

详细而言，在本实施例中，处理装置240可获取一立体数字模型，其中立体数字模型符合多边形文件(polygonfileformat，ply)、stl文件或obj文件等等的三维文件格式。在上述三维文件格式中的立体模型是由多个多边形网格单元(mesh)所组成，并且每一个多边形网格单元具有多个端点，其中这些端点分别具有不同坐标。在本实施例中，处理装置240可用以对立体数字模型进行切层处理而获取多个切层物件，以取得各个切层物件的切层信息。上述切层信息包括切层物件的截面轮廓与喷墨范围等等。处理装置240可依据上述切层信息来控制立体打印设备20，以使立体打印设备20逐层产生多个切层物件并逐层上色这些切层物件。

在本实施例中，立体打印设备20以熔融沉积造型(fdm)技术来打印立体物件80。亦即，打印头210a经配置以沿着xy面移动以及沿着xy面的法线方向(z轴向)移动，成型材f1经由供料管线进入打印头210a而受热熔融，再经由打印头210a挤出而逐层成型于成型平台250的承载面s1上而形成多个切层物件(图3是以切层物件80a、80c为例)。如此，逐层成型的切层物件80a、80c在承载面s1上彼此堆叠而形成立体物件80。具体而言，成型材f1可由适用于熔丝制造式(fusedfilamentfabrication,fff)、熔化压模式(meltedandextrusionmodeling)等制作方法的热熔性材料所构成，本发明对此不限制。

在本实施例中，喷墨头220a将墨水i1逐层喷涂于各切层物件80a、80c上，以让墨水i1叠覆于切层物件80a、80c的上表面。因此，喷墨头220a可包括墨水匣220b，其中墨水匣220b用以盛装墨水i1，而喷墨头220a依据处理装置240的控制将墨水匣220b内的墨水i1喷涂至切层物件80a、80c上，以对切层物件80a、80c进行上色。虽然图3仅示出一个墨水匣220b，但本发明并不限制墨水匣的数量与墨水的颜色数量。举例而言，喷墨模块220可包括4个分别呈装不同颜色(例如，黄色(y)、洋红色(m)、青色(c)、黑色(k))的墨水匣，与对应的4个喷墨头。

如此配置，在打印头210a于成型平台250上方打印切层物件80a后可通过喷墨头220a喷涂墨水于切层物件80a的上表面，以对切层物件80a进行上色。之后，打印头210a于成型平台250上方打印另一层切层物件80c后可通过喷墨头220a喷涂墨水于切层物件80c的上表面，以对切层物件80c进行上色。可知的，通过重复交互执行立体打印操作与喷墨操作，被上色的多个切层物件将依序堆叠而构成彩色立体物件。

需说明的是，于本发明的实施例中，立体打印设备20是依据喷墨宽度对各个切层物件的轮廓边缘进行喷墨操作，使立体物件的表面呈现色彩。详言之，当喷墨模块220对切层物件进行上色时，喷墨模块220是依据切层物件的截面轮廓而沿着xy面移动，以将墨水i1涂布于切层物件的上表面的截面外缘。通过对各个切层物件的截面外缘进行上色，使得最终成型的彩色立体物件的外表面可呈现出多样化的色彩。亦即，针对各个切层物件的喷墨范围是基于切层物件的截面轮廓与喷墨宽度而决定，此喷墨范围可视为依据的截面轮廓而定的轮廓线状区域，而喷墨宽度即为此线状区域的线宽。更详细而言，处理装置240可依据切层物件的截面轮廓与喷墨宽度而预先产生对应至各个切层物件的喷墨图像，以依据这些喷墨图像控制喷墨模块220于xy平面上进行喷墨操作。特别的是，于本发明的实施例中，各切层物件所对应的喷墨宽度可依据立体物件的表面倾斜程度而适应性地改变。

图4是依据本发明一实施例的彩色立体打印方法的流程图。本实施例的方法适用于图2与图3的立体打印设备20，以下即搭配立体打印设备20中的各构件说明本实施例喷墨宽度调整方法的详细步骤。

于步骤s401，处理装置240获取立体数字模型，对立体数字模型进行切层处理而产生切层物件，其中切层物件具有截面轮廓。具体而言，立体数字模型(例如stl文件)将经过进一步的编译与计算而转档为用以执行彩色立体打印功能的相关信息。首先，处理装置240对立体数字模型进行一切层处理而产生多个切层物件。一般来说，立体数字模型用固定间隔的多个切层平面切割立体数字模型，以提取这些切层物件的截面轮廓。于此，用以切割立体数字模型的切割间隔可视为切层物件的切层厚度。

接着，于步骤s402，处理装置240自立体数字模型获取截面轮廓所对应的表面倾斜程度，并依据截面轮廓所对应的表面倾斜程度计算切层物件的理想喷墨宽度。具体而言，在执行切层处理而获取多个切层物件之后，处理装置240可进一步决定各切层物件的喷墨范围。于本发明的实施例中，处理装置240可依据立体数字模型得知切层物件所对应的表面倾斜程度，再依据切层物件所对应的表面倾斜程度决定此切层物件的理想喷墨宽度(单位：厘米)。

举例而言，请参照图5，图5是本发明一实施例的决定理想喷墨宽度的示意图。假设处理装置240获取立体数字模型51，且立体数字模型51为一个半球体。处理装置240可先依据同一切层厚度对立体数字模型51进行切层处理而获取多个切层物件52(1)、52(2)、…、52(k)、…、52(n-1)、52(n)，其中n为大于0的整数而k介于1至n。于是，处理装置240可通过切层处理而获取切层物件52(1)～52(n)的截面轮廓。于本范例中，由于立体数字模型51为一个半球体，因此切层物件52(1)～52(n)的截面轮廓分别为半径不同的圆形轮廓，且同一切层物件的截面轮廓所对应的表面倾斜程度为一致的。

以切层物件52(k)与切层物件52(n-1)为例。处理装置240可自立体数字模型获取切层物件52(n-1)的截面轮廓所对应的表面倾斜程度t1。之后，处理装置240可依据切层物件52(n-1)的截面轮廓所对应的表面倾斜程度t1计算理想喷墨宽度wd2。相似的，处理装置240可自立体数字模型获取切层物件52(k)的截面轮廓所对应的表面倾斜程度t2。之后，处理装置240可依据切层物件52(k)的截面轮廓所对应的表面倾斜程度t2计算出切层物件52(k)的理想喷墨宽度wd3。由于切层物件52(k)的截面轮廓所对应的表面倾斜程度t1与切层物件52(n-1)的截面轮廓所对应的表面倾斜程度t2彼此相异，因此理想喷墨宽度wd2相异于理想喷墨宽度wd3。于此，由于切层物件52(k)的截面轮廓所对应的表面倾斜程度t2相较于切层物件52(n-1)的截面轮廓所对应的表面倾斜程度t1更为陡峭，因此理想喷墨宽度wd2大于理想喷墨宽度wd3。亦即，于一实施例中，对于每一层切层物件而言，理想喷墨宽度是可以个别决定的。藉此，可避免以过窄的喷墨宽度对切层物件52(n-1)进行喷墨，而发生制作完成的彩色立体物件的表面明显呈现出未上色的区块。

之后，于步骤s403，在控制打印模块210打印切层物件之后，处理装置240依据理想喷墨宽度而控制喷墨模块220朝切层物件且沿截面轮廓进行喷墨。具体而言，在处理装置240决定理想喷墨宽度之后，处理装置240可依据理想喷墨宽度产生对应的喷墨图像，致使喷墨模块220可依据喷墨图像对切层物件的截面边缘部分进行喷墨。例如，以图5的范例为例继续说明。请参照图6，图6是本发明一实施例的喷墨图像的示意图。在处理装置240计算出理想喷墨宽度wd2之后，处理装置240可依据切层物件52(n-1)的截面轮廓c1与理想喷墨宽度wd2产生喷墨图像img1。在处理装置240计算出理想喷墨宽度wd3之后，处理装置240可依据切层物件52(k)的截面轮廓c2与理想喷墨宽度wd3产生喷墨图像img2。藉此，喷墨模块220可依据喷墨图像img2所记录的像素位置与颜色特征值，而将墨水i1喷涂于切层物件52(k)的边缘上。并且，喷墨模块220可依据喷墨图像img1所记录的像素位置与颜色特征值，而将墨水i1喷涂于切层物件52(n-1)的边缘上。

以下将列举实施例以示范性说明如何取得截面轮廓的表面倾斜程度。于一实施例中，立体数字模型是由多个多边形网格单元(mesh)所组成，并且每一个多边形网格单元具有多个端点，其中这些端点分别具有不同坐标。举例而言，这些多边形网格单元一般为三角网格单元，其可视为由三个端点而形成的三角面。当执行切层处理时，用以进行切层处理的某一切层平面将通过立体数字模型的部分多边形网格单元，从而提取出切层物件的截面轮廓。于是，于一实施例中，处理装置240可自立体数字模型获取截面轮廓所对应的至少一多边形网格单元。之后，处理装置240可计算至少一多边形网格单元与水平面之间的至少一夹角，以代表截面轮廓所对应的表面倾斜程度。具体而言，依据多边形网格单元的端点坐标，处理装置240可计算出多边形网格单元与水平面之间的夹角。

请参照图7a，图7a是本发明一实施例的立体数字模型与切层物件的示意图。于本示范性范例中，假设处理装置240对立体数字模型71进行切层处理，且立体数字模型71是由12个三角形网格单元所组成，像是三角形网格单元m1、m2、m3等等。于此，三角形网格单元m1具有3个端点v1、v2、v3。三角形网格单元m2具有3个端点v1、v3、v4。三角形网格单元m3具有3个端点v4、v3、v5。在此假设，在处理装置240依据切层厚度对立体数字模型71进行切层处理之后，可产生6个切层物件72(1)～72(6)。这些切层物件72(1)～72(6)的截面轮廓分别为具有相异尺寸的矩形形状。以切层物件72(3)为例，基于切层物件72(3)的截面轮廓c3，处理装置240可获取切层物件72(3)所对应的多个三角形网格单元(例如本范例中的三角形网格单元m1、m2、m3、m4等等)。

接着，请参照图7b，图7b是本发明一实施例计算多边形网格单元与水平面之间夹角的示意图。以三角形网格单元m1为例，处理装置240可计算三角形网格单元m1与水平面hp之间的夹角θ1，以获取代表截面轮廓c3的表面倾斜程度的夹角θ1。举例而言，当利用水平面hp进行切层处理时，水平面hp与三角形网格单元m1相交于交点v7与交点v8，而交点v7与交点v8之间的直线ln1可构成截面轮廓c3的一部分。三角形网格单元m1与水平面hp之间的夹角θ1即为由端点v1至两交点v7、v8所构成的三角平面与水平面hp的夹角。三角形网格单元m1与水平面hp之间的夹角θ1可由以下方式求得。过端点v1取得一条与直线ln1(交点v7与交点v8之间的连线)垂直的垂线la，而此垂线la与直线ln1交于垂足点v9。接着，过垂足点v9取得一条与直线ln1垂直且位于水平面hp上的另一垂线lb，则夹角θ1可由垂线la与垂线lb之间的夹角求得。需注意的是，处理装置240也将计算另一个三角形网格单元m2与水平面hp之间的夹角，以获取代表对应至截面轮廓c3的表面倾斜程度的另一个夹角。在此情况下，由于是计算端点v3至两交点(即，水平面hp与三角形网格单元m2的两交点)所构成的三角平面与水平面hp的夹角，因此呈现倒三角形的三角形网格单元m2与水平面hp之间的夹角可能大于90度。相似的，处理装置240也将计算另一个三角形网格单元m3与水平面hp之间的夹角，以获取代表对应至截面轮廓c3的表面倾斜程度的又一个夹角。亦即，对于同一切层物件而言，此切层物件可对应至多个不同的夹角。换言之，对于同一切层物件而言，由于立体数字模型的形状是不规则的，因此切层物件的截面轮廓将可能对应至多个不同的表面倾斜程度。

如同前述，当利用水平面hp进行切层处理时，水平面hp与三角形网格单元m1相交于交点v7与交点v8，而交点v7与交点v8之间的直线ln1为截面轮廓c3的部分区段。基此，处理装置240可针对对应至三角形网格单元m1的截面轮廓c3的部分区段计算出理想喷墨宽度，进而可获取宽度等于理想喷墨宽度且长度等于直线ln1的长度的喷墨范围。相似的，当利用水平面hp进行切层处理时，水平面hp与三角形网格单元m2相交于交点v8与另一交点(未示出)，而交点v8与另一交点之间的另一直线将构成截面轮廓c3的另一部分区段。因此，处理装置240不仅可针对对应至三角形网格单元m1的直线ln1计算出理想喷墨宽度，还可针对对应至三角形网格单元m2的另一直线(交点v8与另一交点之间)计算出另一理想喷墨宽度。对应至三角形网格单元m1的直线ln1的长度可相同于或相异于对应至三角形网格单元m2的另一直线的长度。接着，由于处理装置240可针对对应至三角形网格单元m2的截面轮廓c3的部分区段计算出另一理想喷墨宽度，因此处理装置240可获取宽度等于另一理想喷墨宽度且长度等于另一直线的长度的喷墨范围。

亦即，由于同一切层平面可通过不同的多个三角形网格单元，因此针对同一切层物件，处理装置240可据以计算出对应至截面轮廓的不同轮廓区段的多个理想喷墨宽度。此外，单一切层物件的截面轮廓的不同轮廓区段的轮廓长度可能相同或不同，因此对应至不同轮廓区段的喷墨范围的长度也可能不同或相同。

然而，图7a与图7b仅为用以示范性说明，并非用以限定本发明。所属技术领域的技术人员在参照图7a与图7b的说明之后，而可获致足够的启示、建议推知如何针对其他形状的立体数字模型计算出切层物件所对应的表面倾斜程度。

于一实施例中，在获取用以代表表面倾斜程度的至少一夹角之后，处理装置240可依据多边形网格单元与水平面之间的至少一夹角、切层厚度与预设喷墨宽度计算出切层物件的理想喷墨宽度。在一实施例中，处理装置240可依据下列公式(1)而计算出切层物件的理想喷墨宽度。

wdideal＝max(h*|cotθ|,wdp)公式(1)

其中，wdideal代表理想喷墨宽度，h代表切层厚度，θ代表多边形网格单元与水平面之间的夹角(例如是图7b所示的夹角θ1)，wdp代表预设喷墨宽度。可知的，θ介于0至180度之间。参照公式(1)，处理装置240计算至少一夹角的余切值与切层厚度的乘积，并取此乘积与预设喷墨宽度之间的最大值作为理想喷墨宽度。预设喷墨宽度为一个预设的最小喷墨宽度，其可依据实际需求而设计。需说明的是，当多边形网格单元与水平面之间的夹角大于90度，cotθ为负值。基于此，公式(1)还针对cotθ取绝对值。

以图7a的切层物件72(3)为例继续说明，请参照图8，图8是图7a所示实施例的切层物件72(3)的喷墨范围的范例。假设三角形网格单元m3、m4垂直于水平面，基于公式(1)，则截面轮廓c3的区段c3_2的理想喷墨宽将等于预设喷墨宽度wdp。假设三角形网格单元m1、m2、m5共面，基于公式(1)，则截面轮廓c3的区段c3_1的理想喷墨宽度将等于wd5＝h*cotθ，其中θ等于图7b所示的θ1。

基于前述可知，对于形状不规则的立体数字模型而言，同一切层物件也可能对应至不同的表面倾斜程度。因此，切层物件72(3)所对应的多边形网格单元可包括三角形网格单元m1(即第一多边形网格单元)与三角形网格单元m3(即第二多边形网格单元)。于一实施例中，处理装置240将计算三角形网格单元m1与水平面之间的第一夹角，并计算三角形网格单元m3与水平面之间的第二夹角。接着，处理装置240依据第一夹角、切层厚度与预设喷墨宽度计算出理想喷墨宽度中的第一理想喷墨宽度(例如图8的喷墨范围81所示的wd5)，并依据第二夹角、切层厚度与预设喷墨宽度计算出理想喷墨宽度中的第二理想喷墨宽度(例如图8的喷墨范围81所示的wdp)。亦即，对于同一切层物件而言，可能具备有多种不同的理想喷墨宽度。一般来说，类似体积大小的两立体数字模型，其中较复杂或较不规则的模型会较另一模型具有较多但较小面积的多边形网格单元，即可对应至较多的不同理想喷墨宽度。

需说明的是，公式(1)的计算方式仅为本发明的一种实施方式。于其他实施例中，处理装置240例如可基于代表表面倾斜程度的夹角而利用预设的查找表进行查表动作，进而获取对应的理想喷墨宽度。于本发明的实施例中，理想喷墨宽度将随着夹角的减少而增加，且理想喷墨宽度将随着夹角的增加而缩减。举例而言，若代表表面倾斜程度的夹角位于一第一预设范围内，则处理装置可依据查找表而直接获取对应至第一预设范围的理想喷墨宽度。若代表表面倾斜程度的夹角位于一第二预设范围内，则处理装置可依据查找表而直接获取对应至第二预设范围的理想喷墨宽度。于此，第一预设范围相异于第二预设范围。

图9是本发明一实施例的喷墨宽度调整方法的流程图，其详细实施细节可参照前述图2至图8实施例的说明。请参照图9，于步骤s901，获取立体数字模型，对立体数字模型进行切层处理而产生切层物件。于步骤s902，自立体数字模型获取截面轮廓所对应的至少一多边形网格单元。于步骤s903，计算至少一多边形网格单元与水平面之间的至少一夹角，以代表表面倾斜程度。于步骤s904，计算至少一夹角的余切值与切层厚度的乘积。于步骤s905，取乘积与预设喷墨宽度之间的最大值作为切层物件的理想喷墨宽度。于步骤s906，依据理想喷墨宽度与截面轮廓产生喷墨图像，其中喷墨图像包括基于理想喷墨宽度而形成的喷墨范围。于步骤s907，在控制打印模块打印切层物件之后，依据理想喷墨宽度而控制喷墨模块朝切层物件且沿截面轮廓进行喷墨。

图10是本发明一实施例的获取理想喷墨宽度的范例示意图。请参照图10，假设立体数字模型1001设置为横向摆设的立体蛋形模型。第x1层的切层物件的截面轮廓将对应至不同的表面倾斜程度(例如表面倾斜程度t3与表面倾斜程度t4)。据此，通过依据表面倾斜程度来计算第x1层的切层物件的理想喷墨宽度，基于第x1层的切层物件的截面轮廓与所对应的表面倾斜程度，第x1层的切层物件的喷墨范围1003可如图10所示。由喷墨范围1003可知，由于表面倾斜程度t4相较于表面倾斜程度t3较为陡峭(亦即，表面倾斜程度t3相较于表面倾斜程度t4较为平缓)，表面倾斜程度t3所对应的理想喷墨宽度wd6将大于表面倾斜程度t4所对应的理想喷墨宽度wd7。另一方面，第x2层的切层物件的截面轮廓也将对应至不同的表面倾斜程度(例如表面倾斜程度t5与表面倾斜程度t6)。基于第x2层的切层物件的截面轮廓与所对应的表面倾斜程度，第x2层的切层物件的喷墨范围1002可如图10所示。由喷墨范围1002可知，由于表面倾斜程度t5相较于表面倾斜程度t6较为平缓，因此表面倾斜程度t5所对应的理想喷墨宽度wd8将大于表面倾斜程度t6所对应的理想喷墨宽度wd9。如此，立体打印设备的喷墨模块将依据喷墨范围1002与喷墨范围1003对第x1层与第x2层切层物件的截面边缘进行喷墨操作，以对第x1层与第x2层切层物件进行外表面上色。

综上所述，本发明实施例的喷墨宽度调整方法以及立体打印设备，可依据立体物件上切层物件所对应的表面倾斜程度来适应性调整理想喷墨宽度。于是，在打印头打印完切层物件之后，立体打印设备可依据理想喷墨宽度而控制喷墨模块朝切层物件且沿截面轮廓进行喷墨。如此一来，即便立体物件的表面倾斜程度相当平缓或上下相邻的切层物件的边缘之间的间隔过大，显露于立体物件的表面的部分皆可精准地被上色，大幅提升彩色立体打印的打印品质。因此，本发明的立体打印设备可依据精准度更高的喷墨范围对立体打印物件执行喷墨操作，从而避免制作完成的立体物件的表面呈现出未被上色的区块。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。