一种面向多种3D打印工艺的切片方法与流程

技术特征：
1.一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：配置切片软件参数，并导入stl文件；步骤2：进行模型预处理，并根据设定层厚对模型进行分层切片，由最底层往上依次用数字标记层号，最底层层号标记为1；步骤3：分层切片后，模型与每层平面相交得到一系列闭合轮廓，标记每层的每一个闭合轮廓为一个区域，并存储区域信息；步骤4：根据设置的轮廓数量及填充样式进行路径规划，标记生成的每一路径，并存储路径信息；步骤5：将存储的路径信息翻译成gcode片段，保持存储信息的数据结构不变；步骤6：用户通过交互界面或函数输入，进行gcode编辑操作；步骤7：根据存储信息的数据结构特点，依次搜集gcode片段，生成gcode代码，并导出打印。2.根据权利要求1所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于：所述切片方法包括以下模块，参数配置模块（m1）、模型展示模块（m2）、gcode交互模块（m3）、gcode函数输入模块（m4）以及文件导入模块（m5）、分层切片模块（m6）、路径规划模块（m7）、gcode翻译模块（m8）、gcode编辑模块（m9）、打印文件导出模块（m10）；步骤1中配置切片软件参数的操作在用户交互界面中进行，且由参数配置模块（m1）将所配置参数传递给文件导入模块（m5）、分层切片模块（m6）、路径规划模块（m7）及gcode翻译模块（m8），所述配置参数至少包括：支撑类型、层厚、成型点直径、填充样式和成型类型；导入过程中由文件导入模块（m5）将ascii格式的stl文件转换成三角面片信息并保存到三角面片信息结构体中。3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于：所述步骤2和步骤3由分层切片模块（m6）执行，其中模型预处理包括，对于间距小于10
‑6m的点取坐标平均值并合并、对悬空部分进行支撑生成；所述闭合轮廓是由stl模型中的一些具有公共边或顶点的三角面片与切平面的交线首尾相连而形成的；一个闭合轮廓即为一个区域，区域类型分为支撑区域、表面区域与填充区域，所述支撑区域即为模型支撑与切平面相交生成的轮廓，在本方法中标记为“s”；所述表面区域为三角面片法向量与z轴夹角为0度的区域，标记为“f”；在所有闭合轮廓中去除支撑区域、表面区域后剩下的每个区域均称为一个填充区域，标记为“a”；所述区域信息存储在区域信息结构体中。4.根据权利要求3所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于，所述区域标记过程如下：首先根据区域类型对第一层切片中的区域进行标记，对于同一类型区域，用序号进一步区别，标记序号1的区域为同一类型区域中最接近原点的区域，之后寻找与最新被标记区域距离最近且未被标记的区域进行标记，直至标记完成；对第2层及以后的区域进行标记时，将当前轮廓与前一层轮廓的水平坐标进行比较，对消失的轮廓进行序号移除，即此前一层同水平位置的区域序号将不会出现在这一层，而对同位置上派生的轮廓需进行序号的进一步细分，所谓派生即在水平坐标上，前一层的某轮廓包含或相交了两个及以上的当前层的轮廓，对无派生、无消失的轮廓进行序号的继承，对新出现的轮廓分配未被使用过的序号。5.根据权利要求1和权利要求2所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于：所述步骤4由路径规划模块（m7）完成，生成的路径信息被存储在路径信息结构体中；所
述路径根据类型可分为外墙、内墙、填充路径及非打印路径，其中外墙标记为“o”，内墙标记为“i”，填充路径标记为“l”，非打印路径标记为“n”。6.根据权利要求1和权利要求2所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于，所述步骤5由gcode翻译模块（m8）完成，具体翻译过程如下：以marlin的指令集为例，在翻译成gcode片段时，标记为“o”、“i”、“l”的路径用g1成型指令，标记为“n”的路径用g0指令，g1、g0后空一格并添加路径的终点坐标；对“o”、“i”、“l”的路径判断成型类型，若为同步供料成型类，则再添加同步挤出指令e以及该路径所用材料体积，若为定向能束选择成型类，则添加激光开启指令m3，并识别下一路径是否为“n”，若为“n”则再添加换行符和激光关闭指令m5；用生成的gcode片段替换路径信息结构体中的路径信息；所述路径信息结构体与翻译后的gcode片段结构体格式相同，区别只在于路径名称下面的信息为路径信息还是gcode片段；翻译时只需沿数组及链表依次搜索即可快速完成翻译。7.根据权利要求1和权利要求2所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于，所述步骤6的具体实现如下：用户选择模型展示模块（m2）上的具体路径，该路径的名称将会出现在gcode交互模块（m3）中，并且可以通过gcode交互模块（m3）完成gcode编辑操作，所述gcode交互模块（m3）会导出一串函数指令给gcode编辑模块（m9）；用户也可以通过gcode函数输入模块（m4）直接编写函数指令，所述gcode函数输入模块（m4）也会导出一串函数指令给gcode编辑模块（m9）；所述gcode编辑模块（m9）完成对函数指令的解析，并根据gcode片段结构体的特点完成gcode片段编辑操作；所述gcode编辑操作包括插入用户宏、替换gcode片段、删除gcode片段，所述编辑操作均可通过链表的插入、删除功能来实现，所述用户宏即用户使用gcode编写的代码片段。8.根据权利要求7所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于，所述函数指令格式如下：层序号 区域类型[区域序号] 路径类型[路径序号] 动作名称；当所述函数指令中的层序号、区域序号、路径序号、动作名称为多个时，可以把多个序号通过逗号“,”隔开，连续的序号还可以用连续符号
“‑”
连接起始序号与终止序号；所述动作名称包括删除操作“delete”、插入操作“insert”以及替换操作“replace”。9.根据权利要求7和8所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于，所述函数指令解析过程如下：新建三个队列，分别存放层序号、区域类型[区域序号]和路径类型[路径序号]，所述各队列遵循先进先出的原则，且所述区域类型[区域序号]队列（q2）和路径类型[路径序号]队列（q3）在元素出队以后继续放入队尾进行循环；新建空字符串用以存放弹出元素，从层序号队列（q1）弹出元素，由该元素定位层位置，然后由区域类型[区域序号]队列（q2）弹出元素，沿链表搜索定位区域位置，再由路径类型[路径序号]队列（q3）弹出元素，沿链表搜索从而定位gcode片段，最后由函数指令中的动作指令完成链表的插入、删除操作。10.根据权利要求1和2所述的一种面向多种3d打印工艺的切片方法，其特征在于，所述步骤7由打印文件导出模块（m10）完成。

技术总结
本发明提供了一种面向多种3D打印工艺的切片方法，包括以下步骤：步骤1，配置切片软件参数，导入模型；步骤2，进行模型预处理，根据设定层厚进行切片，并标记各层序号；步骤3，标记每层的每一个闭合轮廓为一个区域，并存储区域信息；步骤4，根据轮廓数量设置及填充样式设置进行路径规划，标记生成的每一路径，并存储路径信息；步骤5，将存储的路径信息翻译成Gcode片段，保持存储信息的数据结构不变；步骤6，用户通过交互界面或函数输入，进行Gcode编辑操作；步骤7，根据存储信息的数据结构特点，依次收集Gcode片段，生成Gcode代码，并导出打印。本发明可用于FDM、SLA、SLM等多种工艺的切片，并且提供了Gcode代码编辑功能，方便用户开发新工艺。工艺。工艺。


技术研发人员：陈付辉
受保护的技术使用者：陈付辉
技术研发日：2021.09.29
技术公布日：2022/1/4