目标模型蜂窝填充方法、打印装置及存储介质与流程

1.本技术涉及打印技术领域，尤其涉及一种目标模型蜂窝填充方法、打印装置及存储介质。


背景技术：

2.3d打印技术以产品的数字模型为基础，通过对数字模型进行切片分层，及依据切片分层结果逐层叠加材料的方法来成形出三维物体，即目标产品。相比于传统制造模式，3d打印可以成形出复杂度更高的产品。
3.在采用光固化方式打印目标模型时，在打印了一定高度的目标模型下降至存着树脂液的容器中，在目标模型内部会充满树脂液，由于压力的原因容易导致目标模型内壁破裂以及变形，不利于目标模型的打印。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种目标模型蜂窝填充方法、打印装置及可读存储介质，旨在解决将目标模型浸入树脂液容器时，目标模型变形的问题。
5.为实现上述目的，本技术提供一种目标模型蜂窝填充方法，
6.确定目标模型的最小包围盒；
7.采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型；
8.根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型；
9.根据所述第二蜂窝模型以及所述目标模型得到目标蜂窝模型。
10.所述确定目标模型的最小包围盒的步骤包括：
11.获取目标模型的三维数据在空间坐标系的各个坐标轴的最大值以及最小值；
12.根据各个所述坐标轴的所述最大值以及所述最小值确定最小包围盒的各条边的边长；
13.将所述边长的各条所述边进行围合得到所述目标模型的最小包围盒。
14.在一实施例中，所述采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型的步骤包括：
15.确定支撑柱的属性信息，所述属性信息包括所述支撑柱的高度、壁厚以及所述支撑柱的孔径大小；
16.采用所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱对所述最小包围盒进行打孔，生成第一蜂窝模型。
17.在一实施例中，所述采用所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱对所述最小包围盒进行打孔，生成第一蜂窝模型的步骤包括：
18.将各个所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱分别与所述最小包围盒进行布尔差运算；
19.根据所述布尔求差运算的运算结果得到第一蜂窝模型。
20.在一实施例中，所述根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型的步骤包括：
21.将所述第一蜂窝模型与所述目标模型的实体模型进行布尔交运算；
22.根据所述布尔求交运算的运算结果得到第二蜂窝模型。
23.在一实施例中，所述根据所述第二蜂窝模型以及所述目标模型得到目标蜂窝模型的步骤包括：
24.将所述第二蜂窝模型与所述目标模型进行布尔并运算；
25.根据所述布尔并运算的运算结果得到目标蜂窝模型。
26.在一实施例中，所述根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型的步骤之前，生成所述实体模型的步骤包括：
27.将所述目标模型的三维数据中的底面数据删除；
28.从删除所述底面数据后的所述三维数据中提取所述目标模型的外壳表面数据；
29.生成所述外壳表面数据对应的支撑面数据；
30.根据所述外壳表面数据以及所述支撑面数据生成实体模型。
31.此外，为实现上述目的，本技术还提供一种打印装置，所述打印装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的目标模型蜂窝填充程序，所述目标模型蜂窝填充程序被所述处理器执行时实现如上所述的目标模型蜂窝填充方法的步骤。
32.此外，为实现上述目的，本技术还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有目标模型蜂窝填充程序，所述目标模型蜂窝填充程序被处理器执行时实现如上所述的目标模型蜂窝填充程序的步骤。
33.本技术实施例提出的一种目标模型蜂窝填充方法、打印装置及可读存储介质，通过确定目标模型的最小包围盒；采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型；根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型；根据所述第二蜂窝模型以及所述目标模型得到目标蜂窝模型的技术方案，由于蜂窝状的支撑柱与目标模型的侧壁连接，使得在目标模型浸入树脂液容器时，达到目标模型不易变形的效果。
附图说明
34.图1是本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；
35.图2为本技术打印装置的硬件结构示意图；
36.图3为本技术目标模型蜂窝填充方法第一实施例的流程示意图；
37.图4为本技术目标模型蜂窝填充方法第二实施例的流程示意图；
38.图5为本技术目标模型蜂窝填充方法第三实施例的流程示意图；
39.图6为本技术的第一蜂窝模型示意图；
40.图7为本技术布尔交运算生成第二蜂窝模型的示意图；
41.图8为本技术布尔并运算生成目标蜂窝模型的示意图；
42.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
43.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
44.如图1所示，图1是本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
45.如图1所示，该打印装置可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
46.如图2所示，图2为本技术打印装置的硬件结构示意图。所述打印装置为光固化3d打印机。具体的，在光固化3d打印机中，光敏树脂由液态变为固态的固化反应是受特殊波段的光激发的。参照图2，在基于lcd技术的光固化3d打印机中，光照区域的形状是由lcd屏120来控制的，通过内部电路系统控制lcd屏120显示的图案，就可以控制3d打印过程中每层成型体的形状，在lcd屏120下面布置光固化所需的光源130，在lcd屏120上部布置树脂池100，并增加传动机构和成型平台110，这样就能够实现基于lcd技术的光固化3d打印。
47.打印一开始，成型平台110降到树脂池100内部的底部，其底面与树脂池100底的树脂池膜近乎接触，留有一个设置层厚的距离(通常为0.1mm)，然后由lcd控制透过一部分光，这部分光投射到成型平台110的底面和树脂池膜之间的0.1mm厚的树脂210上，光敏树脂210受到光激发后发生聚合反应由液态转化为固态。在设定曝光时间内，成型平台110的底面和树脂池膜之间的曝光区域内的树脂210转化为固体，在成型平台110向上抬升时，固化的树脂210会与树脂池膜分离开，这样形成第一层的打印体，在成型平台110上升的同时，周围树脂210会向首层曝光区域扩散，树脂210再次填充铺满该区域以备下一层的打印。接下来成型平台110下降至比刚才高一个层厚值的位置，再由lcd屏120透过第二层打印需要的光，第一层打印体和树脂池膜之间的树脂210发生固化形成第二层打印体。此过程重复多次直到打印过程结束。上述为传统模式下的打印过程，传统模式中，每层打印结束后，成型平台110会抬升3mm以上，之后再下降至比前一层高一个层厚值的位置，此过程中树脂210有充分的时间和空间扩散填充前一层打印树脂210固化后造成的空白区域，确保在每层打印进行曝光之前，打印体和树脂池膜之间有均匀填充的树脂210以备下一层的打印。
48.本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
49.如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及目标模型蜂窝填充程序。
50.在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信。
51.处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的目标模型蜂窝填充程序，并执行以下操作：
52.确定目标模型的最小包围盒；
53.采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型；
54.根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型；
55.根据所述第二蜂窝模型以及所述目标模型得到目标蜂窝模型。
56.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的目标模型蜂窝填充程序，还执行以下操作：
57.获取目标模型的三维数据在空间坐标系的各个坐标轴的最大值以及最小值；
58.根据各个所述坐标轴的所述最大值以及所述最小值确定最小包围盒的各条边的边长；
59.将所述边长的各条所述边进行围合得到所述目标模型的最小包围盒。
60.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的目标模型蜂窝填充程序，还执行以下操作：
61.确定支撑柱的属性信息，所述属性信息包括所述支撑柱的高度、壁厚以及所述支撑柱的孔径大小；
62.采用所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱对所述最小包围盒进行打孔，生成第一蜂窝模型。
63.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的目标模型蜂窝填充程序，还执行以下操作：
64.将各个所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱分别与所述最小包围盒进行布尔差运算；
65.根据所述布尔求差运算的运算结果得到第一蜂窝模型。
66.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的目标模型蜂窝填充程序，还执行以下操作：
67.将所述第一蜂窝模型与所述目标模型的实体模型进行布尔交运算；
68.根据所述布尔求交运算的运算结果得到第二蜂窝模型。
69.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的目标模型蜂窝填充程序，还执行以下操作：
70.将所述第二蜂窝模型与所述目标模型进行布尔并运算；
71.根据所述布尔并运算的运算结果得到目标蜂窝模型。
72.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的目标模型蜂窝填充程序，还执行以下操作：
73.将所述目标模型的三维数据中的底面数据删除；
74.从删除所述底面数据后的所述三维数据中提取所述目标模型的外壳表面数据；
75.生成所述外壳表面数据对应的支撑面数据；
76.根据所述外壳表面数据以及所述支撑面数据生成实体模型。
77.以实际的应用场景为例，所述目标模型为镂空模型，实际上是对所述目标模型进行蜂窝填充；具体的，
78.第一、生成多个支撑柱，所述支撑柱为正六棱柱。采用所述支撑柱对目标模型的最小包围盒进行打孔，从而得到第一蜂窝模型。具体的，将所述多个支撑柱与最小包围盒进行布尔差运算从而生成第一蜂窝模型，第一蜂窝模型如附图6所示。
79.第二、将所述第一蜂窝模型与所述目标模型的实体模型进行布尔交运算，得到第二蜂窝模型，所述第二蜂窝模型为所述目标模型的实体模型与所述第一蜂窝模型相交部分的蜂窝状网格，所述第二蜂窝模型如附图7所示。在这个过程中，由于实体模型数据是未知
的，但是目标模型数据是已知的，因此，可删除所述目标模型的三维数据中的底面数据，得到所述目标模型的外壳表面数据，再对所述目标模型的外壳表面数据的支撑面数据进行补平，得到实体模型。其中，所述支撑面数据为所述目标模型的外壳表面数据的底面数据；所述实体模型是实心的。
80.第三、在得到第二蜂窝模型之后，将所述第二蜂窝模型与目标模型进行布尔并运算，从而得到蜂窝填充后的目标蜂窝模型，所述蜂窝填充后的目标蜂窝模型如附图8所示。
81.具体的，参照图3，本技术第一实施例提供了一种目标模型蜂窝填充方法，所述目标模型蜂窝填充方法包括：
82.步骤s10，确定目标模型的最小包围盒。
83.在本实施例中，实施例终端可以是电脑，所述电脑上安装有切片软件，所述切片软件导入所述目标模型对应的stl文件并解析所述stl文件，进而在所述切片软件的显示界面中显示所述目标模型，可以理解的是，所述目标模型是3d模型，所述stl文件包括所述目标模型的三维数据。
84.在本实施例中，所述目标模型为镂空模型，且所述目标模型的三维数据只包括底面数据以及外壳表面数据。所述最小包围盒为包裹住所述目标模型的最小正方体，且所述最小包围盒的形状和尺寸受所述目标模型的形状和尺寸的影响。可在电脑的切片软件的显示界面中显示所述目标模型的最小包围盒。具体的，在所述切片软件中，所述目标模型的三维数据在空间坐标系的各个坐标轴的最大值以及最小值，即x/y/z轴上的最大值以及最小值。根据各个所述坐标轴的所述最大值以及所述最小值确定最小包围盒的各条边的边长。将所述边长的各条所述边进行围合得到所述目标模型的最小包围盒。例如，所述目标模型的三维数据在空间坐标系的x/y/z轴上的最大值以及最小值分别为5、5、5，那么可确定所述最小包围盒的各个角的坐标为：(0，0，0)、(5，0，0)、(5，5，0)、(0，5，0)、(0，5，5)、(0，0，5)、(5，0，5)以及(5，5，5)。从而根据所述最大值以及所述最小值确定最小包围盒的各条边的边长，将各条边进行围合得到目标模型的最小包围盒。在实际应用中，所述目标模型的体积比所述最小包围盒的体积大。
85.步骤s20，采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型。
86.在本实施例中，在确定目标模型的最小包围盒之后，采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型。所述支撑柱为正六棱柱。所述支撑柱包括支撑柱上部以及支撑柱下部，所述支撑柱上部与所述目标模型连接，所述支撑柱下部与3d打印机的成型平台连接，即所述支撑柱下部为远离所述目标模型的部分，所述支撑柱上部为靠近所述目标模型的部分。其中，可以将所述支撑柱上部设置成弱连接结构，以方便去除，所述支撑柱中部可以设置成实体结构，以增大支撑柱对目标模型的支撑力。在采用所述正六棱柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型的过程参见第二实施例的内容，在此不再赘述。
87.步骤s30，根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型。
88.在本实施例中，在确定第一蜂窝模型之后，根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型。在这个过程中，由于实体模型数据是未知的，但是目标模型数据是已知的，因此，可删除所述目标模型的三维数据中的底面数据，得到所述目标模型的外壳表面数据，再对所述目标模型的外壳表面数据的支撑面数据进行补平，从而得到
实体模型。
89.参照图7，在得到目标模型的实体模型之后，将所述第一蜂窝模型与所述目标模型的实体模型进行布尔交运算，并根据所述布尔交运行的运算结果得到第二蜂窝模型。其中，所述布尔交运算实际是获取所述第一蜂窝模型与所述目标模型的实体模型的相交部分的数据，将未相交部分的数据删除，根据相交部分的数据得到第二蜂窝模型。
90.步骤s40，根据所述第二蜂窝模型以及所述目标模型得到目标蜂窝模型。
91.在本实施例中，在确定第二蜂窝模型之后，根据所述第二蜂窝模型以及所述目标模型得到目标蜂窝模型。具体的，参照图8，在得到第二蜂窝模型之后，将所述第二蜂窝模型与所述目标模型进行布尔并运算，并根据所述布尔并运行的运算结果得到目标蜂窝模型。其中，所述布尔并运算实际是获取所述第二蜂窝模型与所述目标模型合并后的数据，根据合并后的数据得到第二蜂窝模型。在所述目标蜂窝模型中，由于蜂窝状的支撑柱与目标模型的侧壁连接，使得在目标模型浸入树脂液容器时，达到目标模型不易变形的效果。
92.在本实施例的技术方案中，通过确定目标模型的最小包围盒；采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型。根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型；根据所述第二蜂窝模型以及所述目标模型得到目标蜂窝模型的技术方案，由于蜂窝状的支撑柱与目标模型的侧壁连接，使得在目标模型浸入树脂液容器时，达到目标模型不易变形的效果。
93.参照图4，图4为本技术的第二实施例，且图4包括了本技术第一实施例步骤s20的细化步骤，本技术第二实施例提供了采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型的步骤，包括：
94.步骤s21，确定支撑柱的属性信息，所述属性信息包括所述支撑柱的高度、壁厚以及所述支撑柱的孔径大小。
95.步骤s22，采用所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱对所述最小包围盒进行打孔，生成第一蜂窝模型。
96.在本实施例中，在采用支撑柱对所述最小包围盒进行打孔得到第一蜂窝模型的过程中，可根据所述最小包围盒尺寸确定支撑柱的属性信息，所述支撑柱的属性信息包括支撑柱的高度、支撑柱的壁厚以及支撑柱的孔径大小。通过采用所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱在所述最小包围盒上进行打孔，从而得到第一蜂窝模型。具体的，所述采用所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱在所述最小包围盒上进行打孔，从而得到第一蜂窝模型的过程实质为：将各个所述高度、所述壁厚以及所述孔径大小的所述支撑柱分别与所述最小包围盒进行布尔差运算；根据所述布尔求差运算的运算结果得到第一蜂窝模型。
97.具体的，所述支撑柱的形状均为正六棱柱；在确定目标模型的最小包围盒之后，在最小包围盒上生成第一支撑柱，所述第一支撑柱位于所述最小包围盒对角线的交点，以该交点的位置确定第一支撑柱的位置，以所述第一支撑柱的中心点位置为原点，在所述第一支撑柱的y轴方向以预设距离生成第二支撑柱；以所述第二支撑柱的中心点位置为原点，在所述第一支撑柱的y轴方向以预设距离生成第三支撑柱，以此类推，依次在所述第一支撑柱的y轴方向以所述预设距离获取支撑柱，以获得第n支撑柱，直至超出所述最小包围盒的最大y坐标停止生成支撑柱。在y轴方向生成支撑柱之后，根据所述第一支撑柱的中心点位置
以及所述第二支撑柱的中心点位置确定所述第一支撑柱的x轴方向并与所述第一支撑柱以及所述第二支撑柱的相邻的支撑柱，并以所述相邻的支撑柱为原点，在所述相邻的支撑柱的y轴方向以预设距离生成支撑柱，直至超出所述最小包围盒的最大y坐标停止生成支撑柱。依次类推，通过上述方式在所述最小包围盒上生成支撑柱，根据各个所述支撑柱的位置在所述最小包围盒上进行打孔，从而生成第一蜂窝模型。其中，上述的预设距离可根据实际情况进行设置。
98.例如：在最小包围盒的中心位置生成第一支撑柱，再向y方向扩张，生成第二支撑柱、第三支撑柱、......、第n支撑柱，直到超出包围盒的y坐标停止。根据所述第一支撑柱的中心点位置以及所述第二支撑柱的中心点位置确定所述第一支撑柱的x轴方向相邻的支撑柱，其中，所述相邻的支撑柱与所述第一支撑柱以及所述第二支撑柱共边，且所述相邻的支撑柱、所述第一支撑柱以及所述第二支撑柱中任意两个支撑柱的中心点的连线相等；在确定相邻的支撑柱之后，在所述相邻的支撑柱的y轴方向以所述预设距离进行扩展，获取新的支撑柱。
99.在本实施例的技术方案中，通过在最小包围盒上生成支撑柱的方式，从而在最小包围盒上进行打孔生成第一蜂窝模型。
100.参照图5，图5为本技术的第三实施例且图5包括第一实施例步骤s30之前的步骤，本技术第三实施例提供了生成所述实体模型的方法，包括以下步骤：
101.步骤s40，将所述目标模型的三维数据中的底面数据删除。
102.步骤s50，从删除所述底面数据后的所述三维数据中提取所述目标模型的外壳表面数据。
103.步骤s60，生成所述外壳表面数据对应的支撑面数据。
104.步骤s70，根据所述外壳表面数据以及所述支撑面数据生成实体模型。
105.在本实施例中，在根据所述第一蜂窝模型以及所述目标模型的实体模型得到第二蜂窝模型之前，由于所述目标模型的实体模型是未知的，因此需要生成所述目标模型的实体模型。所述生成所述目标模型的实体模型包括以下步骤：
106.将目标模型的三维数据中所述目标模型的底面数据删除；从删除所述底面数据后的所述目标模型的三维数据中提取所述目标模型的外壳表面数据。在提取所述目标模型的外壳表面数据之后，生成所述外壳表面数据对应的支撑面数据。在生成所述支撑面数据之后，根据所述外壳表面数据以及所述支撑面数据生成实体模型。
107.在本实施例的技术方案中，由于将所述目标模型的三维数据中的底面数据删除；从删除所述底面数据后的所述三维数据中提取所述目标模型的外壳表面数据；生成所述外壳表面数据对应的支撑面数据；根据所述外壳表面数据以及所述支撑面数据生成实体模型的技术方案，从而得到用于生成第二蜂窝模型的实体模型。
108.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有目标模型蜂窝填充程序，所述目标模型蜂窝填充程序被处理器执行时实现如上所述的电机控制的各个步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
109.由于本技术实施例提供的存储介质，为实施本技术实施例的方法所采用的存储介质，故而基于本技术实施例所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该存储介质的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本技术实施例的方法所采用的存储介质都属于本技术
所欲保护的范围。
110.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
111.上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
112.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
113.以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。