Способ и устройство для формирования числового представления трехмерного объекта, числовое представление, предназначенное для применения в целях изготовления трехмерного объекта посредством стереолитографии

Изобретение относится к способу формирования числового представления трехмерного объекта, подлежащего изготовлению посредством стереолитографии. Технический результат заключается в уменьшении расхода материала и времени, которое требуется для изготовления объекта. Подготавливают первый набор данных, представляющий геометрию указанного трехмерного объекта. Определяют первые поверхности объекта и обращенных к ним референсных поверхностей. Определяют соответствующую первую точку на первой поверхности, соответствующую вторую точку на соответствующей референсной поверхности и соответствующие геометрические параметры, которые определяют трехмерную геометрию соответствующего поддерживающего элемента, который соединяет первую точку со второй точкой. Формируют третий набор данных, содержащий координаты первой точки и второй точки, а также значения геометрических параметров каждого поддерживающего элемента. Формируют числовое представление каждого поддерживающего элемента на основании третьего набора данных. Вычисляют второй набор данных, представляющий геометрию, получаемую в результате объединения объекта с соответствующими элементами. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу для формирования набора данных, представляющих геометрию трехмерного объекта, подлежащего изготовлению посредством стереолитографии.

Настоящее изобретение также относится к устройству для формирования указанного набора данных, а также компьютерному программному продукту, предназначенному для загрузки в компьютер, чтобы сделать последний пригодным для осуществления указанного способа

Как известно, процесс стереолитографии заключается в изготовлении трехмерного объекта путем последовательного наложения друг на друга нескольких слоев этого объекта.

Каждый слой объекта получают посредством отверждения путем выборочного воздействия световым излучением на материал в жидком или пастообразном состоянии, который находится в контакте с предыдущим отвержденным слоем, который служит опорой.

В общем, процесс требует, чтобы были предусмотрены поддерживающие элементы, чтобы соединять одну или более поверхностей трехмерного объекта с соответствующими обращенными к ним референсными поверхностями.

Указанные поддерживающие элементы дают возможность избежать разрушения и/или деформации тех областей новых слоев, подлежащих отверждению, которые непосредственно не поддерживаются уже отвержденными слоями.

Управление указанным процессом осуществляют посредством компьютера, в который передают первый набор данных, представляющий геометрию трехмерного объекта, подлежащего изготовлению.

Компьютер исполняет программу, которая добавляет поддерживающие элементы более или менее автоматически, и генерирует второй набор данных, представляющий трехмерную геометрию, которая получается в результате объединения объекта с поддерживающими элементами.

Указанный второй набор данных затем используется стереолитографической машиной для фактического изготовления объекта.

Характерные примеры вышеупомянутой процедуры приведены в публикации «Компьютерно-реализуемое проектирование поддерживающих структур для стереолитографических компонентов» (Kirschman et al, "Computer-Aided Design of Support Structures for Stereolithographic Components" - Proceedings of the 1991 ASME Computers in Engineering Conference - Santa Clara, 1991), и в публикации «Компьютерно-реализуемое проектирование поддерживающих структур для стереолитографических моделей» (Webb et al. "Computer-Aided Support Structure Design for Stereolithography Models" - Proceedings of the Fifth International Conference on Rapid Prototyping - 1994: June 12-15, 1994 - The Dayton Convention and Exhibition Center, Dayton Ohio USA/ Sponsored by the Rapid Prototype Development Laboratory, The Management Development, June 1994 (1994-06), pages 221-225).

Недостаток указанного известного способа заключается в том, что часто поддерживающие элементы, которые получены данным способом, не обладают оптимальной геометрией.

В частности, может случиться, что несущее сечение поддерживающих элементов оказывается излишне большим, что приводит к избыточному расходу материала и увеличению времени, которое требуется для изготовления объекта, и дополнительно создает больше трудностей в конце процесса, когда объект очищают.

В других случаях, например, на уровне особо важных сечений объекта, может оказаться, что несущее сечение соответствующих поддерживающих элементов является недостаточным, и вызывает повреждение объекта во время его изготовления.

Кроме того, следует учитывать, что геометрия поддерживающих элементов зависит также от материала, который используется для изготовления трехмерного объекта.

Поэтому, может случиться так, что, уже сформировав поддерживающие элементы, исходя из данного материала, который предполагается использовать, оператор впоследствии решает поменять материал, и таким образом возникает необходимость модифицировать поддерживающие элементы.

В вышеопределенных случаях, согласно известной технологии, оператор модифицирует геометрию объекта, которая получается после добавления поддерживающих элементов, путем добавления или удаления материала в зонах, соответствующих поддерживающим элементам; при этом указанные операции выполняют посредством подходящей программы 3-D моделирования, которая переносит соответствующие изменения во второй набор данных.

Только что упомянутая операция имеет недостаток, состоящий в том, что она довольно сложная и требует значительного времени для вычислений.

Другой известный способ заключается в модификации параметров, используемых программой для формирования поддерживающих элементов, прежде чем определять последние, и в последовательном повторном формировании второго набора данных.

Однако, указанный другой способ в любом случае требует, чтобы имел место первый акт формирования второго набора данных; и кроме того не позволяет модифицировать поддерживающие элементы индивидуально.

Задача настоящего изобретения состоит в преодолении вышеуказанных недостатков, которые относятся к существующему уровню техники.

В частности, задача настоящего изобретения заключается в создании способа для формирования числового представления трехмерного объекта, оснащенного поддерживающими элементами, который позволяет оператору легко модифицировать поддерживающие элементы.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании способа, который позволяет оператору модифицировать поддерживающие элементы, прежде чем формировать базу данных, которая определяет трехмерную геометрию, представляющую объединение объектов с поддерживающими элементами.

Также задача настоящего изобретения заключается создании способа, который позволяет оператору легко модифицировать каждый поддерживающий элемент независимо от других поддерживающих элементов.

Указанные задачи решаются посредством способа, соответствующего пункту 1 формулы изобретения.

Дополнительные характеристики и подробности способа, которые составляют предмет изобретения, раскрыты в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Указанные задачи также решаются посредством устройства в соответствии с п. 12 и посредством компьютерного программного продукта в соответствии с п. 13 формулы изобретения.

Преимущество изобретения заключается в возможности простой модификации поддерживающих элементов после того как они были определены, но до формирования второй базы данных, что дает возможность оператору быстрее моделировать поддерживающие элементы.

И еще преимущество изобретения заключается в том, что оператор может легко оптимизировать геометрию поддерживающих элементов таким образом, чтобы ограничить время, необходимое для изготовления трехмерного объекта посредством стереолитографии, и количество материала, используемого в указанном процессе.

Указанные задачи изобретения и его преимущества, наряду с другими, которые будут освещены ниже, будут понятны из приведенного ниже определения предпочтительного варианта осуществления изобретения, который показан на примере, который не несет ограничительного характера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 схематически изображен способ, соответствующий изобретению,

на фиг. 2 схематически изображена структура данных, используемая в способе, соответствующем изобретению,

на фиг. 3 изображен трехмерный объект,

на фиг. 4 изображен трехмерный объект, полученный путем объединения трехмерного объекта, изображенного на фиг. 3, с множеством поддерживающих элементов,

на фиг. 5 изображен увеличенный фрагмент трехмерного объекта, изображенного на фиг. 4, и

на фиг. 6 схематически изображен трехмерный объект фиг. 4, разделенный на слои.

Способ, т.е. объект настоящего изобретения, предназначенный для формирования числового представления трехмерного объекта 11, подлежащего изготовлению посредством стереолитографии, схематически изображен на фиг. 1 и содержит операции, которые будут рассмотрены ниже.

Во-первых, способ включает в себя операцию подготовки первого набора 1 данных, представляющих геометрию трехмерного объекта 11, подлежащего изготовлению, иллюстративный пример которого представлен на фиг. 3.

Затем, последовательно определяют одну или более первых поверхностей 13, 13а трехмерного объекта 11, которые необходимо поддерживать, и которые в качестве примера указаны на фиг. 4.

Очевидно, что первые поверхности 13, 13а могут быть определены как посредством математического алгоритма, так и путем выбора вручную, выполняемого оператором.

Аналогично, определяют референсные поверхности 14, 14а, которые обращены к указанным первым поверхностям 13, 13а, и подходят для поддержания первых поверхностей.

Референсные поверхности 14, 14а могут быть определены как соответствующие поверхности, принадлежащие трехмерному объекту 11, или как поверхности, которые отделены от самого трехмерного объекта 11.

Первый вариант предпочтительно выбрать для первой поверхности 13, которая принадлежит полости, создаваемой внутри трехмерного объекта 11.

В данном случае соответствующей референсной поверхностью 14 является противоположная поверхность, принадлежащая той же самой полости.

Второй вариант предпочтительно выбирать, когда первая поверхность 13а является наружной поверхностью трехмерного объекта 11.

В данном втором случае соответствующую референсную поверхность 14а определяют так, чтобы она была расположена на определенном расстоянии от исходного трехмерного объекта 11.

В данном случае, указанная референсная поверхность 14а предпочтительно принадлежит несущему основанию 21, которое формируют снаружи трехмерного объекта 11.

Несущее основание 21, показанное на фиг. 4, служит для опирания объекта на моделирующую платформу стереолитографической машины во время изготовления самого трехмерного объекта 11 в целях улучшения связи объекта с моделирующей платформой.

Кроме того, способ содержит операцию определения множества поддерживающих элементов 15, которые соединяют первые поверхности 13, 13а с соответствующими референсными поверхностями 14, 14а, как в качестве примера показано на фиг. 4.

Способ также содержит операцию вычисления второго набора 2 данных, представляющего модифицированный трехмерный объект 12, получающийся в результате объединения трехмерного объекта 11 с множеством поддерживающих элементов 15, как было определено выше, и с несущим основанием 21, если таковое имеется.

Согласно изобретению, поддерживающие элементы 15 определяют посредством соответствующих геометрических параметров.

Точнее, для каждого поддерживающего элемента 15 определяют следующее: первую точку Х1 на соответствующей первой поверхности 13, 13а, вторую точку Х2 на соответствующей референсной поверхности 14, 14а, и n геометрических параметров Р1…Рn, подходящих для того, чтобы полностью определить трехмерную геометрию самого поддерживающего элемента 15 на основании стандартного определения поддерживающих элементов.

Ясно, что n может изменяться от единицы до любого числа в зависимости от числа степеней свободы, которое планируется использовать для определения поддерживающих элементов 15.

Пример геометрических параметров, которые можно использовать, будет приведен ниже.

Следует понимать, что каждый поддерживающий элемент 15 полностью определен координатами 7 конечных точек Х1 и Х2, и геометрическими параметрами Р1…Рn, которые определяют его трехмерное развитие.

В частности, процедура определения поддерживающих элементов 15 содержит формирование третьего набора 3 данных, содержащего указанные координаты 7, а также значения 8 геометрических параметров Р1…Рn для каждого поддерживающего элемента 15.

Третий набор 3 данных используют для формирования числового представления каждого поддерживающего элемента 15, которое затем используют при вычислении второго набора 2 данных.

Структура вышеопределенных данных схематически представлена на фиг. 2, где координаты точек Х1 и Х2, и геометрические параметры Р1…Рn, соответствующие каждому поддерживающему элементу 15, условно обозначены индексами от 1 до m в скобках, где m - число поддерживающих элементов.

Другими словами, координаты конечных точек и геометрические параметры i-гo поддерживающего элемента 15 условно обозначены X1(i), X2(i) и P1(i)…Pn(i).

Следует понимать, что указанная структура данных делает возможной модификацию любого i-гo поддерживающего элемента 15 путем модификации связанных с ним геометрических параметров P1(i)…Pn(i).

Это дает возможность модифицировать геометрию поддерживающих элементов 15 простым, быстрым и интерактивным способом, даже после того, как они были определены, и перед вычислением второго набора 2 данных.

Кроме того, тот факт, что каждый поддерживающий элемент 15 определен посредством конкретных геометрических параметров, позволяет модифицировать поддерживающий элемент 15 независимо от других поддерживающих элементов, что таким образом решает другую задачу изобретения.

Следовательно, в предпочтительном варианте способ содержит операцию модификации третьего набора 3 данных так, чтобы модифицировать значения 8 одного или более геометрических параметров Р1…Рn, соответствующих по меньшей мере одному из поддерживающих элементов 15.

Последовательным образом производится регенерация числового представления модифицированного поддерживающего элемента 15, и затем обновляется второй набор 2 данных.

Преимуществом является то, что указанное обновление не требует полного пересчета второго набора 2 данных, что дает возможность ограничить регенерацию только модифицируемым поддерживающим элементом.

В предпочтительном варианте определение поддерживающих элементов 15 содержит формирование четвертого набора 4 данных, содержащего референсное значение 9 для каждого геометрического параметра Р1…Рn. Геометрические параметры, соответствующие указанным референсным значениям 9, на фиг. 2 обозначены Р1*…Рn*, чтобы отличать их от геометрических параметров каждого поддерживающего элемента.

Указанные референсные значения 9 используются при формировании третьего набора 3 данных, при этом каждому геометрическому параметру Р1…Рn, который соответствует каждому поддерживающему элементу 15, присваивается соответствующее референсное значение 9 из четвертого набора 4 данных.

Преимущество в том, что указанный четвертый набор 4 данных дает возможность изначально присвоить аналогичные референсные значения 9 параметрам Р1…Рn всех поддерживающих элементов 15.

Понятно, что референсные значения 9 могут быть определены исходя из геометрии трехмерного объекта 11, материала, который предполагается использовать для изготовления объекта, толщины каждого слоя, на которые предполагается разделить трехмерный объект для изготовления, и т.п.

В предпочтительном варианте способ содержит также операцию модификации четвертого набора 4 данных таким образом, чтобы изменить референсное значение 9, соответствующее одному или более геометрическим параметрам Р1*…Рn*.

Модифицированные таким образом референсные значения 9 могут быть присвоены соответствующим геометрическим параметрам Р1…Рn двух или более поддерживающих элементов 15, предпочтительно всех поддерживающих элементов 15, посредством соответствующей модификации третьего набора 3 данных.

Последовательным образом будет повторено вычисление второго набора 2 данных на основании третьего набора 3 данных, модифицированного, как было указано выше.

Следует понимать, что возможность модификации четвертого набора 4 данных благоприятным образом дает возможность модифицировать два или более поддерживающих элементов 15 за одну операцию.

В предпочтительном варианте способ содержит также определение пятого набора 5 данных, содержащего набор заранее заданных референсных значений 10 геометрических параметров Р1…Рn для каждого материала из множества материалов, которые пригодны для использования в целях изготовления типичного трехмерного объекта посредством стереолитографии, и которые определены заранее.

На фиг. 2 геометрические параметры каждого набора обозначены звездочкой с индексом от 1 до s в скобках, где s - число разных материалов.

Другими словами, определенный набор геометрических параметров, относящийся к j-му материалу, обозначен P1*(j)…Pn*(j).

В предпочтительном варианте формирование четвертого набора 4 данных включает в себя операцию выбора одного из указанных материалов, и присвоения референсным значения 9 четвертого набора 4 данных соответствующих заранее заданных референсных значений 10, которые соответствуют самому материалу и содержатся в пятом наборе 5 данных.

Преимущество состоит в том, что определенный выше пятый набор 5 данных дает возможность просто и быстро присваивать референсные значения 9 геометрическим параметрам Р1…Рn поддерживающих элементов 15, исходя из типа материала, из которого планируется изготовлять трехмерный объект 11.

Предпочтительно, чтобы указанные первый, второй и третий наборы 1,2,3 данных были сохранены в устройстве памяти компьютера.

Предпочтительно, чтобы также наборы 4 и 5 данных были сохранены в том же устройстве памяти компьютера.

Что касается геометрических параметров Р1…Рn, то в предпочтительном варианте в их число входят один или более из следующих параметров:

поперечный размер типичного поддерживающего элемента 15;

отношение поперечного размера поддерживающего элемента 15 к длине поддерживающего элемента 15;

размер сферы 16, которая определяет по меньшей мере один конец поддерживающего элемента 15, как показано на фиг. 5;

глубина 17 проникновения указанной сферы 16 в соответствующую первую поверхность 13, 13а или в соответствующую референсную поверхность 14, 14а поддерживающего элемента 15;

максимальное число ветвей 18 на уровне по меньшей мере одного конца поддерживающего элемента 15;

максимальный наклон 19 указанных ветвей 18 относительно направления 20 развития поддерживающего элемента 15.

Понятно, что к приведенному перечню могут быть добавлены дополнительные геометрические параметры, представляющие соответствующее число геометрических аспектов поддерживающих элементов 15.

В предпочтительном варианте, второй набор 2 данных, полученный вышеопределенным способом, используют в процессе изготовления трехмерного объекта 11 посредством стереолитографии.

В соответствии с этим процессом вычисляют шестой набор 6 данных, который представляет множество двумерных и взаимно параллельных сечений 22 трехмерного объекта, который описывается вторым набором 2 данных, как для примера показано на фиг. 6.

Следовательно, шестой набор 6 данных включает в себя, помимо трехмерного объекта 11, также поддерживающие элементы 15 и несущее основание 21, если таковое имеется.

Указанный шестой набор 6 данных затем используют в стереолитографической машине для получения множества твердых слоев, соответствующих указанному множеству двумерных сечений 22.

Как уже упоминалось, изобретение также относится к устройству для формирования указанного числового представления трехмерного объекта 11.

Указанное устройство содержит компьютер, который не показан на чертежах, но является по сути известным. Компьютер оснащен процессорным устройством и устройством памяти, к которому процессорное устройство может иметь доступ.

Аппарат также содержит средства для получения первого набора 1 данных, представляющего геометрию трехмерного объекта 11, и для загрузки первого набора данных в устройство памяти.

Устройство также содержит средства для определения первых поверхностей 13, 13а и референсных поверхностей 14, 14а, а также средства для определения поддерживающих элементов 15.

В частности, средства для определения поддерживающих элементов 15 включают в себя средства для задания первой точки Х1, второй точки Х2, и геометрических параметров Р1…Рn каждого поддерживающего элемента 15, а также средства для формирования третьего набора 3 данных и его загрузки в устройство памяти.

В частности, средства для вычисления второго набора 2 данных включают в себя средства для формирования числового представления каждого поддерживающего элемента 15 на основании указанного третьего набора 3 данных.

Как уже упоминалось, настоящее изобретение также относится к компьютерному программному продукту, представляющему информационное обеспечение, и оснащенному программными блоками, выполненными таким образом, что при их исполнении в компьютере компьютер настраивается на реализацию раскрытого выше способа согласно настоящему изобретению.

В частности, указанные программные блоки при их выполнении на компьютере образуют средства для получения первого набора 1 данных и его загрузки в устройство памяти, средства для определения первых поверхностей 13, 13а, референсных поверхностей 14, 14а и поддерживающих элементов 15, которые их соединяют, как это было определено выше, а также средства для вычисления второго набора 2 данных, и его загрузки в устройство памяти.

На практике оператор получает первый набор 1 данных, представляющий трехмерный объект 11.

Первый набор 1 данных может быть задан в любом формате известного типа, например, DWG, STEP, IGES, PRT, STL или в любом другом формате при условии, что он пригоден для числового представления трехмерной геометрии.

Первый набор 1 данных может быть сформирован, например, при помощи программы трехмерного моделирования, или трехмерного оптического считывателя, или посредством любого другого устройства, способного генерировать числовое представление трехмерного объекта 11.

Оператор сохраняет первый набор 1 данных в устройстве вышеопределенного типа, и запускает исполнение записанной в устройстве программы, которая описывает поддерживающие элементы 15 и генерирует соответствующий третий набор 3 данных.

Если необходимо, то прежде чем запускать указанную программу, оператор может задать четвертый набор 4 данных, содержащий референсные значения 9 геометрических параметров Р1*…Рn*.

Затем устройство делает указанные данные доступными для оператора, предпочтительно транслируя их в графический формат.

Оператор затем может модифицировать геометрические параметры Р1…Рn одного или более поддерживающих элементов 15, модифицируя третий набор 3 данных, или модифицируя множество поддерживающих элементов 15 путем вмешательства в референсные значения 9, содержащиеся в четвертом наборе 4 данных.

Последовательным образом программа генерирует второй набор 2 данных, представляющий трехмерный объект 11 с поддерживающими элементами 15, модифицированными, как это требуется пользователю, а также с несущим основанием 21, если таковое имеется.

В соответствии с вышеизложенным следует понимать, что указанные способ и устройство для формирования числового представления, а также вышеопределенный компьютерный программный продукт решают все поставленные задачи изобретения.

В частности, определение поддерживающих элементов, основанное на конечных точках и на геометрических параметрах, которые определяют их трехмерную конфигурацию, а также организация конечных точек и геометрических параметров в третьем наборе данных, позволяет легко изменять форму поддерживающих элементов после их определения.

Кроме того, поскольку третий набор данных содержит геометрические параметры каждого поддерживающего элемента, которые не зависят от геометрических параметров остальных поддерживающих элементов, имеется возможность легко модифицировать каждый поддерживающий элемент независимо от других поддерживающих элементов.

1. Компьютерно-реализуемый способ формирования числового представления трехмерного объекта (11), подлежащего изготовлению посредством стереолитографии, содержащий следующие операции:

подготовку первого набора (1) данных, представляющего геометрию указанного трехмерного объекта (11);

определение одной или более первых поверхностей (13, 13а) указанного трехмерного объекта (11) и одной или более референсных поверхностей (14, 14а), обращенных к каждой из указанных первых поверхностей (13, 13а);

определение множества поддерживающих элементов (15), соединяющих указанные первые поверхности (13, 13а) с указанными одной или более соответствующими референсными поверхностями (14, 14а);

вычисление второго набора (2) данных таким образом, чтобы он представлял геометрию, получаемую в результате объединения указанного трехмерного объекта (11) с указанным множеством поддерживающих элементов (15),

причем указанная операция определения множества поддерживающих элементов (15) содержит, для каждого из указанных поддерживающих элементов (15), операцию определения соответствующей первой точки (Х1), принадлежащей поддерживающему элементу (15) на соответствующей первой поверхности (13, 13а), и соответствующей второй точки (Х2), принадлежащей поддерживающему элементу (15) на соответствующей референсной поверхности (14, 14а),

отличающийся тем, что указанная операция определения указанного множества поддерживающих элементов (15) содержит следующие операции:

определение, для каждого из указанных поддерживающих элементов (15), одного или более соответствующих геометрических параметров (Р1…Pn), подходящих для полного определения, в сочетании с соответствующей первой точкой (Х1) и второй точкой (Х2), трехмерной конфигурации указанного поддерживающего элемента (15);

формирование третьего набора (3) данных, содержащего координаты (7) указанных первой точки (Х1) и второй точки (Х2), а также значения (8) указанных геометрических параметров (Р1…Pn) каждого из и всех поддерживающих элементов (15);

предоставление указанного третьего набора (3) данных оператору для модификации перед выполнением указанной операции вычисления указанного второго набора (2) данных, причем указанная модификация содержит изменение значений (8) одного или более геометрических параметров (Р1…Pn), соответствующих по меньшей мере одному поддерживающему элементу (15) из указанного множества поддерживающих элементов (15), независимо от геометрических параметров (Р1…Pn), соответствующих другим поддерживающим элементам (15),

при этом операция вычисления второго набора (2) данных содержит формирование числового представления для каждого поддерживающего элемента (15) на основании указанного третьего набора (3) данных.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

указанная операция определения указанного множества поддерживающих элементов (15) содержит формирование четвертого набора (4) данных, содержащего референсное значение (9) для каждого из указанных геометрических параметров (Р1…Pn);

указанное формирование указанного третьего набора (3) данных содержит присвоение указанных референсных значений (9) соответствующим геометрическим параметрам (Р1…Pn) каждого поддерживающего элемента (15).

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что указанная операция определения множества поддерживающих элементов (15) содержит следующие операции:

модификацию указанного четвертого набора (4) данных так, чтобы изменить референсное значение (9) соответствующего по меньшей мере одного из указанных геометрических параметров (Р1…Pn);

модификацию указанного третьего набора (3) данных так, чтобы присвоить измененное референсное значение (9) по меньшей мере одному из геометрических параметров (Р1…Pn) по меньшей мере двух поддерживающих элементов (15).

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что содержит следующие операции:

нахождение множества материалов, пригодных для использования для изготовления трехмерного объекта (11) посредством стереолитографии;

определение пятого набора (5) данных, содержащего для каждого из указанных материалов соответствующее множество заданных референсных значений (10) для геометрических параметров (Р1…Pn),

причем формирование указанного четвертого набора (4) данных включает в себя выбор материала, принадлежащего указанному множеству материалов, и присвоение заданных референсных значений (10), соответствующих указанному материалу, четвертому набору (4) данных.

5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что содержит операцию сохранения первого набора (1) данных, второго набора (2) данных и третьего набора (3) данных в устройстве памяти компьютера.

6. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что указанные геометрические параметры (Р1…Pn) содержат один или более из следующих параметров:

поперечный размер поддерживающего элемента (15);

отношение поперечного размера поддерживающего элемента (15) к длине поддерживающего элемента (15);

размер сферы (16), которая определяет по меньшей мере один из концов поддерживающего элемента (15);

глубина (17) проникновения указанной сферы (16) в соответствующую первую поверхность (13, 13а) или в соответствующую референсную поверхность (14, 14а);

максимальное число ветвей (18) поддерживающего элемента (15) на уровне по меньшей мере одного из указанных концов;

максимальный наклон (19) указанных ветвей (18) относительно направления (20) развития поддерживающего элемента (15).

7. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных референсных поверхностей (14) является поверхностью указанного трехмерного объекта (11).

8. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных референсных поверхностей (14а) является поверхностью, которая отделена от указанного трехмерного объекта (11).

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанное вычисление указанного второго набора (2) данных содержит следующие операции:

определение несущего основания (21), содержащего указанную по меньшей мере одну референсную поверхность (14, 14а);

вычисление указанного второго набора (2) данных таким образом, чтобы он служил представлением геометрии, получаемой в результате объединения трехмерного объекта (11) с множеством поддерживающих элементов (15) и с несущим основанием (21).

10. Способ изготовления трехмерного объекта (11), отличающийся тем, что он содержит следующие операции:

применение способа по любому из пп. 1-9 для формирования второго набора (2) данных, представляющего указанный трехмерный объект (11);

вычисление шестого набора (6) данных, представляющего множество двумерных взаимно параллельных сечений (22) трехмерного объекта, представленного вторым набором (2) данных;

использование указанного шестого набора (6) данных в стереолитографической машине таким образом, чтобы получить множество твердых слоев, соответствующих указанному множеству двумерных сечений (22).

11. Устройство для формирования числового представления трехмерного объекта (11), подлежащего изготовлению посредством стереолитографии, содержащее:

компьютер, содержащий процессорное устройство и устройство памяти, доступное для процессорного устройства;

средства для получения первого набора (1) данных, представляющего геометрию трехмерного объекта (11), и для загрузки первого набора данных в устройство памяти;

средства для определения одной или более первых поверхностей (13, 13а) указанного трехмерного объекта (11) и одной или более референсных поверхностей (14, 14а), обращенных к каждой из указанных первых поверхностей (13, 13а);

средства для определения множества поддерживающих элементов (15), соединяющих каждую из указанных первых поверхностей (13, 13а) с указанными одной или более соответствующими референсными поверхностями (14, 14а);

средства для вычисления указанного второго набора (2) данных таким образом, чтобы он являлся представлением геометрии, получаемой в результате объединения указанного трехмерного объекта (11) с множеством поддерживающих элементов (15), и для загрузки указанного второго набора (2) данных в устройство памяти,

причем указанные средства для определения указанного множества поддерживающих элементов (15) включают в себя средства для определения, для каждого из поддерживающих элементов (15), соответствующей первой точки (Х1) поддерживающего элемента (15) на соответствующей первой поверхности (13, 13а) и соответствующей второй точки (Х2) поддерживающего элемента (15) на соответствующей референсной поверхности (14, 14а),

отличающееся тем, что указанные средства для определения множества поддерживающих элементов (15) содержат:

средства для определения, для каждого из поддерживающих элементов (15), одного или более соответствующих геометрических параметров (Р1…Pn), подходящих для полного определения, в сочетании с соответствующей первой точкой (Х1) и второй точкой (Х2), трехмерной конфигурации поддерживающего элемента (15);

средства для формирования третьего набора (3) данных, содержащего координаты первой точки (Х1) и второй точки (Х2), а также значения (8) указанных геометрических параметров (Р1…Pn) каждого и всех поддерживающих элементов (15) и для загрузки третьего набора (3) данных в устройство памяти;

средства, позволяющие оператору модифицировать указанный третий набор (3) данных, так чтобы изменять значения (8) одного или более геометрических параметров (Р1…Pn), соответствующие по меньшей мере одному поддерживающему элементу (15) из множества поддерживающих элементов (15), независимо от геометрических параметров (Р1…Pn), соответствующих другим поддерживающим элементам (15),

при этом указанные средства для вычисления указанного второго набора (2) данных включают в себя средства для формирования числового представления каждого поддерживающего элемента (15) на основании указанного третьего набора (3) данных.

12. Носитель компьютерных данных, содержащий программные блоки, выполненные таким образом, что при их выполнении на компьютере, содержащем процессорное устройство и устройство памяти, доступное для указанного процессорного устройства, указанные программные блоки образуют:

средства для получения первого набора 1 данных, представляющего геометрию трехмерного объекта (11), и для загрузки первого набора данных в устройство памяти;

средства для определения одной или более первых поверхностей (13, 13а) указанного трехмерного объекта и одной или более референсных поверхностей (14, 14а), обращенных к каждой из указанных первых поверхностей (13, 13а);

средства для определения множества поддерживающих элементов (15), соединяющих каждую из указанных первых поверхностей (13, 13а) с соответствующей референсной поверхностью (14, 14а);

средства для вычисления второго набора (2) данных, который является представлением геометрии, получаемой в результате объединения указанного трехмерного объекта (11) с множеством поддерживающих элементов (15), и для загрузки указанного второго набора данных в устройство памяти,

причем указанные средства для определения множества поддерживающих элементов (15) включают в себя средства для определения, для каждого из поддерживающих элементов (15), соответствующей первой точки (Х1) поддерживающего элемента (15) на соответствующей первой поверхности (13, 13а), и соответствующей второй точки (Х2) поддерживающего элемента (15) на соответствующей референсной поверхности (14, 14а);

отличающийся тем, что указанные средства для определения указанного множества поддерживающих элементов (15) включают в себя:

средства для определения, для каждого из поддерживающих элементов (15), одного или более соответствующих геометрических параметров (Р1…Pn), подходящих для полного определения, в сочетании с первой точкой (Х1) и второй точкой (Х2), трехмерной конфигурации поддерживающего элемента (15);

средства для формирования третьего набора (3) данных, содержащего координаты первой точки (Х1) и второй точки (Х2), а также значения (8) указанных геометрических параметров (Р1…Pn) каждого и всех поддерживающих элементов (15), и для загрузки указанного третьего набора данных в устройство памяти;

средства, позволяющие оператору модифицировать указанный третий набор (3) данных так, чтобы изменять значения (8) одного или более геометрических параметров (Р1…Pn), соответствующих по меньшей мере одному поддерживающему элементу (15) из указанного множества поддерживающих элементов (15), независимо от геометрических параметров (Р1…Pn), соответствующих другим поддерживающим элементам (15),

при этом указанные средства для вычисления второго набора (2) данных включают в себя средства для формирования числового представления каждого поддерживающего элемента на основании указанного третьего набора (3) данных.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производственным процессам. Виртуальная система управления процессом выпуска однородной продукции предприятия с его регулированием состоит из производственного и виртуально-компьютерного комплексов.

Группа изобретений относится к вариантам способа выполнения стимулирующих операций с размещением проппанта на буровой площадке. Буровая площадка имеет ствол скважины, проникающий в пласт месторождения, имеющий разрыв.

Группа изобретений относится к вариантам способа выполнения стимулирующих операций с размещением проппанта на буровой площадке. Буровая площадка имеет ствол скважины, проникающий в пласт месторождения, имеющий разрыв.

Изобретение относится к автоматизированному проектированию. Техническим результатом является повышение точности моделирования изделий.

Изобретение относится к области анализа и моделирования разработки нефтяных месторождений. Его использование позволяет за приемлемое для практики расчетное время получить один из наиболее благоприятных вариантов системы разработки или положения интервалов перфорации скважин.

Способ коррекции базовой цифровой модели (5), например, для регулирования турбореактивного двигателя, содержит: этап (Е10) обнаружения стабильного состояния по меньшей мере одного первого параметра (Т25) указанной модели, причем этот первый параметр характеризует сигнал, выдаваемый датчиком (3); этап (Е60) получения параметра коррекции (GainF) указанной модели во время стабильного состояния указанного первого параметра (Т25) в зависимости от указанного первого параметра, от второго параметра (PCN12R) указанной модели и от указанной базовой цифровой модели (5); и этап (Е70) получения модели, скорректированной на основании базовой цифровой модели (5) и параметра коррекции (GainF).

Изобретение относится к средствам распределения ресурсов в информационных системах. Технический результат заключается в обеспечении защищенности данных при обновлении ресурсов.

Изобретение относится к способу и системе определения петрофизических свойств. Техническим результатом является повышение точности и надежности определения петрофизических свойств горных пород/пластов.

Изобретение относится кобласти геологии и может быть использовано для определения распределения углеводородов в подповерхностной зоне. Раскрыты способ и система историко-геологического моделирования для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах.

Изобретение относится кобласти геологии и может быть использовано для определения распределения углеводородов в подповерхностной зоне. Раскрыты способ и система историко-геологического моделирования для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах.

Способ относится к области порошковой металлургии, в частности к способу послойного изготовления трехмерных объектов посредством порошкового спекания, и может быть использован при изготовлении композиционных изделий для создания модельной оснастки для процессов литья, изделий машиностроения и приборостроения, физических моделей изделий для научных исследований, создаваемых на основе технических данных, полученных посредством систем автоматизированного проектирования.

Изобретение относится к способу изготовления внешней покрывающей кромки формованной крышки стакана. Согласно предложенному способу в качестве материала для полуфабриката крышки используют растительное волокно, а для получения данного полуфабриката применяют формование посредством процесса формования пульпы и процесса термоформования под давлением.

Группа изобретений относится к способу и устройству для упаковки продукта (Р). Способ упаковки продукта, размещенного на подложке (4), включает разматывание пленки (10а), поперечное отрезание размотанной части пленки (10а) и подготовку отрезанных листов пленки (18).

Изобретение относится к аддитивному процессу печати. В способе численного моделирования для идентификации того, как применять модифицирующий агент при осуществлении способа трехмерной (3D) печати, создается модель термодиффузии слоя 3D-объекта, который должен быть сформирован из части способного к спеканию материала с использованием способа 3D-печати.

Изобретение относится к способу изготовления поверхностной структуры крупноформатного прессового штампа. Техническим результатом является повышение экологической безопасности и упрощение технологии производства.
Изобретение относится к технологии формования деталей, состоящих из композиционного материала на основе термоактивной матрицы, а именно к способу изготовления деталей из волокнистого полимерного композиционного материала.

Группа изобретений относится к устройству и способу присоединения переднего и заднего концов шины. Устройство содержит разделитель (4), предназначенный для того, чтобы в положении отделения отделить передний конец (LE) и задний конец (ТЕ) от рабочей поверхности для образования разделительного пространства.

Изобретение относится к области радиоаппаратостроения и может использоваться при конструировании устройств вентиляции радиоэлектронной аппаратуры. Способ изготовления из термопластичного полимерного материала в виде филамента вентиляционной панели, экранирующей ЭМИ, имеющей множество вентиляционных отверстий, разделенных перемычками, размером меньше диаметра отверстий, включающий изготовление панели из термопластичного полимерного материала, металлизацию всех ограничивающих панель поверхностей металлом с высокой электропроводностью, изготовление рамы, установку металлизированной панели в раму из электропроводящего материала, при этом изготовление панели выполняется на 3D-принтере, имеющем приводимые электродвигателями печатающую головку и стол, при подаче филамента из термопластичного полимерного материала в печатающую головку с экструдером, нагреве филамента в экструдере до температуры плавления, экструдировании расплавленного материала филамента через сопло экструдера, послойном нанесении экструдируемого расплавленного материала на поверхность рабочего стола 3D-принтера, при движениях печатающей головки и стола с помощью электроприводов, управляемых контроллером, до получения заданной толщины вентиляционной панели с множеством вентиляционных отверстий, при этом расстояние между торцом сопла экструдера и нанесенным первым и последующим слоями панели находится в интервале 0,4-0,8 толщины материала, экструдируемого из сопла, толщина перемычек между отверстиями кратна диаметру сопла, а на области, не содержащей отверстий и не превышающей 10% их площади, выполняется логотип производителя.

Изобретение относится к конструкционным соединительным элементам и направлено на повышение предсказуемости в отношении протекания адгезива в имеющих большую длину швах скрепления посредством связующего.
Изобретение относится к системам аддитивного производства. Согласно одному аспекту предложено устройство для формирования трехмерного объекта.

Изобретение относится к устройству для выполнения открывных устройств (3) на листе упаковочного материала (2) для упаковки текучих пищевых продуктов. Устройство (10, 10’, 10’’) содержит транспортировочное средство (30) для продвижения упаковочного материала (2) по заданному пути (Р), по меньшей мере, один формовочный узел (32), расположенный вдоль пути (Р) и выполненный для формования одного открывного устройства (3) на принимающем участке (8) упаковочного материала (2), и, по меньшей мере, один подвижный элемент (35), несущий формовочный узел (32). Последний продвигается параллельно, по меньшей мере, участку (Р1) пути (Р) для возможности образования открывного устройства (3) с помощью формовочного узла (32) во время продвижения упаковочного материала (2) вдоль пути (Р). Технический результат, достигаемый при использовании устройства по изобретению, заключается в том, чтобы обеспечить выполнение открывных устройств в заданном положении на листовом упаковочном материале для упаковки текучих пищевых продуктов и повышение производительности. 17 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к способу формирования числового представления трехмерного объекта, подлежащего изготовлению посредством стереолитографии. Технический результат заключается в уменьшении расхода материала и времени, которое требуется для изготовления объекта. Подготавливают первый набор данных, представляющий геометрию указанного трехмерного объекта. Определяют первые поверхности объекта и обращенных к ним референсных поверхностей. Определяют соответствующую первую точку на первой поверхности, соответствующую вторую точку на соответствующей референсной поверхности и соответствующие геометрические параметры, которые определяют трехмерную геометрию соответствующего поддерживающего элемента, который соединяет первую точку со второй точкой. Формируют третий набор данных, содержащий координаты первой точки и второй точки, а также значения геометрических параметров каждого поддерживающего элемента. Формируют числовое представление каждого поддерживающего элемента на основании третьего набора данных. Вычисляют второй набор данных, представляющий геометрию, получаемую в результате объединения объекта с соответствующими элементами. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх