立体物件原型图的产生方法、装置及电脑程序产品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种快速成型（Rapid Prototyping)技术，且特别是涉及一种快速增 设支撑架以产生立体物件原型图的方法、装置及电脑程序产品。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着打印技术的不断演进及改良，三维（three dimensional, 3D)打印已 经成为相当热门的产业。三维打印又称作增材制造 （Additive manufacturing),属于快速 成型技术的一种，其基于数字成型图文件，运用例如粉末状金属或塑料等可黏合材料，并通 过逐层打印的方式来建构立体实物的技术。
[0003] -般而言，三维打印的流程可先通过电脑辅助设计（computer aided design, CAD)产生立体物件模型，并将其转换成例如标准样板函式库（Standard template library, STL)等快速成型设备可读取的图文件，以作成平面分割（slicing)文件。通过电 脑分辨立体物件的断面后，需要通过专业级工程人员决定是否为此立体物件增设支撑架， 以形成此立体物件的原型图，才能经由快速成型设备堆叠成立体实物。此外，尚需对立体实 物进行支撑架切除及抛光等繁杂流程而产出成品。由此可知，传统三维打印的工作流程通 常需要专业级工程人员进行操作，因此，有必要提供一种简易操作的三维打印技术，以使三 维打印更能普及化地深入家庭。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种立体物件原型图的产生方法、装置及电脑程序产品， 可自动增设支撑架以快速产生立体物件的原型图。
[0005] 为达上述目的，本发明的立体物件原型图的产生方法先扫描立体图中的物件以决 定切面，并依序判断各切面与物件重叠的切点。然后，判断各切点在切面的相邻切面上是否 有支撑，当判断切点在相邻切面上没有支撑时，在切面与相邻切面之间的切点位置增设支 撑架。最后，结合所有切面以产生物件的原型图。
[0006] 在本发明的一实施例中，上述扫描立体图中的物件以决定切面的步骤是在物件的 成形方向上依据物件的宽度变化或依据固定间隔决定切面。
[0007] 在本发明的一实施例中，上述判断各切点在切面的相邻切面上是否有支撑的步骤 是在成形方向的相反方向上依序判断各切面的各切点在切面的相邻切面上是否存在物件， 以判断切点是否有支撑。
[0008] 在本发明的一实施例中，上述在切面与相邻切面之间的切点位置增设支撑架的步 骤之后，所述方法还在成形方向的相反方向上判断切点在相邻切面的下一个相邻切面上是 否有支撑。然后，当判断切点在下一个相邻切面上没有支撑时，延伸支撑架至下一个相邻切 面。
[0009] 在本发明的一实施例中，上述当判断切点在相邻切面上没有支撑时，在切面与相 邻切面之间的切点位置增设支撑架的步骤，所述方法还记录切点位置，以做为后续拆除支 撑架的位置。
[0010] 在本发明的一实施例中，上述在扫描立体图中的物件以决定切面的步骤之前，所 述方法还产生立体图，其中产生此立体图的步骤是擷取数据库中的物件及各物件的属性， 依据各物件与属性之间的关联性以及属性彼此之间的关联性，并建立树状选单。然后，显示 对应于树状选单中物件的选项，并接收对于选项的选择操作，依序显示选项所对应物件的 属性的子选项。最后，接收对于子选项的选择操作，以决定所对应物件的属性，并据以产生 立体图。
[0011] 本发明的立体物件原型图的产生装置包括存储单元以及处理单元。其中，存储单 元用以记录模块。处理单元连接存储单元，而用以存取并执行存储单元中记录的模块，上 述模块包括切面决定模块、切点判断模块、支撑判断模块、支撑架设置模块及原型图产生模 块，其中切面决定模块扫描立体图中的物件以决定切面，切点判断模块依序判断各切面与 物件重叠的切点，支撑判断模块判断各切点在切面的相邻切面上是否有支撑，当支撑判断 模块判断切点在相邻切面上没有支撑时，支撑架设置模块在切面与相邻切面之间的切点位 置增设支撑架，以及原型图产生模块结合所有切面以产生物件的原型图。
[0012] 在本发明的一实施例中，上述的切面决定模块在物件的成形方向上依据物件的宽 度变化或依据固定间隔决定切面。
[0013] 在本发明的一实施例中，上述的支撑判断模块在成形方向的相反方向上依序判断 各切面的各切点在切面的相邻切面上是否存在物件，以判断切点是否有支撑。
[0014] 在本发明的一实施例中，上述的支撑判断模块在成形方向的相反方向上判断切点 在相邻切面的下一个相邻切面上是否有支撑，其中当支撑判断模块判断切点在下一个相邻 切面上没有支撑时，支撑架设置模块延伸支撑架至下一个相邻切面。
[0015] 在本发明的一实施例中，上述的模块还包括支撑架记录模块，其中支撑架记录模 块记录切点位置于存储单元，以做为后续拆除支撑架的位置。
[0016] 在本发明的一实施例中，上述的产生装置还包括触控显示单元，其中触控显示单 元连接处理单元。并且，上述模块还包括立体图产生模块，用以产生立体图，其中立体图产 生模块先擷取数据库中的物件及各物件的属性，依据各物件与属性之间的关联性以及属性 彼此之间的关联性，并建立树状选单。然后，在触控显示单元上显示对应于树状选单中物件 的选项，并根据触控显示单元所接收对于选项的选择操作，依序显示选项所对应物件的属 性的子选项。最后，根据触控显示单元所接收对于子选项的选择操作，决定所对应物件的属 性,并据以产生立体图。
[0017] 基于上述，本发明的立体物件原型图的产生方法、装置及电脑程序产品先决定立 体图中对应于物件的切面，以判断是否在切面与相邻切面之间的切点位置增设支撑架，且 结合增设的支撑架来产生物件的原型图。由此，便能降低制图时间，且无需专业级工程人员 参与操作流程，进而简化三维打印流程。
[0018] 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，并配合所附的附 图作详细说明如下。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明一实施例所绘示的立体物件原型图的产生装置的方块图；
[0020] 图2为本发明一实施例所绘示的立体物件原型图的产生方法流程图；
[0021] 图3为本发明一实施例所绘示的立体图的范例。
[0022] 符号说明
[0023] 10 :产生装置
[0024] 12 :存储单元
[0025] 122 :切面决定模块
[0026] 124 :切点判断模块
[0027] 126 :支撑判断模块
[0028] 128 :支撑架设置模块
[0029] 129 :原型图产生模块
[0030] 14 :处理单元
[0031] S202 ~S210:步骤
[0032] 30 :立体图
[0033] 32 :物件
[0034] 34~37 :支撑架
[0035] A、B、C、D、E:切面
[0036] A1、B1、C1 ~C3 :切点
[0037] A2、A2、B2、B3 :节点
【具体实施方式】
[0038] 三维打印技术中可能由下至上、由左至右或依据任何特定方向堆叠以形成立体实 物，因此必须先依据立体图中的物件结构判断是否会有支撑不足的问题，以避免堆叠过程 中立体实物产生崩盘的情况。对此，本发明即将物件区分为多个切面并判断各切面与物件 重叠的切点，据以判断各切点是否需要增设支撑架，依此类推即可得到整个立体实物所需 的支撑架，最后将支撑架与物件结合则可产生适于三维打印的原型图。另一方面，本发明还 提供多个物件及各物件的属性以建立树状选单，使得使用者能以简单的操作方式来选择物 件及其对应的属性，进而快速产生物件的立体图。由此，便能提升制图速度，简化打印操作， 以使三维打印普及化。
[0039] 图1是依照本发明一实施例所绘示的立体物件原型图的产生装置的方块图。请参 照图1，本实施例的产生装置10例如是桌上型电脑、笔记型电脑或是智能型手机、平板电脑 等具有运算功能的电子装置，在此不设限。产生装置10包括存储单元12以及一个或多个 处理单元（本实施例仅以处理单元14为例做说明，但不限于此），其功能分述如下：
[0040] 存储单元12可以是产生装置10的主存储器、任何型态的固定或可移动随机存取 存储器（r