Способ, устройство и система трехмерной печати (3d) на основе порошка и машиночитаемый носитель информации
Владельцы патента RU 2790592:
КОСЕЛ ИНТЕЛЛИДЖЕНТ МАШИНЕРИ ЛИМИТЕД (CN)
Группа изобретений относится к трехмерной печати (3D) и, в частности, к способу, устройству и системе 3D-печати на основе порошка и машиночитаемому носителю информации. Способ включает: анализ печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения; и добавление предварительно установленной метки к целевому печатному изображению; при этом целевое печатное изображение содержит печатное изображение целевого слоя, который вызывает выталкивание и смещение предыдущего слоя порошка во время печати; получение печатного изображения в текущем печатном слое; и идентификацию печатного изображения для определения существования предустановленной метки на печатном изображении; и, при наличии предустановленной метки на печатном изображении, обработку текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое таким образом, чтобы предыдущий слой порошка в текущем печатном слое не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя. При этом этап анализа печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения и добавления предустановленной метки к целевому печатному изображению выполняют посредством шагов: выполнение обработки разности площадей нанесения связующего вещества на печатных изображениях двух смежных слоев в слоях, соответствующих печатаемой детали; вычисление площади изображения разности между площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении (n+1)-го слоя и площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении n-го слоя, где n=1, 2, 3...N и N - общее количество печатных изображений; и определение того, превышает ли площадь изображения разности заданное значение; если да, то выбор печатного изображения (n+1)-го слоя в качестве целевого печатного изображения и добавление предустановленной метки к печатному изображению (n+1)-го слоя. Технический результат заявленной группы изобретений заключается в обеспечении способа, устройства и системы трехмерной печати (3D) на основе порошка и машиночитаемого носителя информации, которые могут в определенной степени предотвратить возникновение смещения порошка и полезны для повышения эффективности печати и качества печатной продукции. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
По данной заявке испрашивается приоритет по заявке на патент Китая № 201910568261.6, поданной 27 июня 2019 г. и озаглавленной «POWDER-BASED THREE-DIMENSIONAL PRINTING (3D) METHOD, DEVICE AND SYSTEM, AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM» Содержание вышеупомянутой заявки, включая любые промежуточные поправки к ней, включено в настоящий документ в полном объеме путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данная заявка относится к трехмерной печати (3D) и, в частности, к способу, устройству и системе 3D-печати на основе порошка и машиночитаемому носителю информации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В процессе трехмерной печати (3D) на основе порошка порошковые материалы наносятся слой за слоем, а затем связующее вещество избирательно наносится на часть порошковых слоев, так что эта часть скрепляется и затвердевает для получения требуемой детали. В процессе печати равномерно наносится слой порошка, а затем на формируемую область наносится слой связующего вещества. Поскольку капли связующего вещества малы и их нелегко диспергировать, порошок, находящийся в контакте со связующим веществом, быстро затвердевает в результате химической реакции, в то время как область порошка, не подвергающаяся воздействию связующего вещества, остается сыпучей. Требуемая деталь печатается и формируется посредством попеременного наложения слоя порошка и слоя связующего вещества. После завершения печати требуется только удалить рассыпчатый порошок.
Для обеспечения высокой эффективности 3D-печати площадь нанесения связующего вещества на порошковом слое обычно достигает 2200 мм*1800 мм, а скорость нанесения порошка достигает 300-330 мм/с. Из-за относительно высокой скорости нанесения порошка, при неполном затвердении первого слоя порошка после реакции со
связующим веществом, первый слой порошка, нанесенный с большей площадью связующего вещества, будет выталкиваться со смещением при наложении второго слоя порошка, что серьезно повлияет на качество печати. Таким образом, в реальности при печати рабочую камеру необходимо остановить вручную после печати первого слоя и затем запустить вручную. Более того, средний слой можно использовать только для печати моделей с небольшой разницей в площади изделия между смежными слоями. Поэтому в существующей технологии 3D-печати гибкость оборудования и использование пространства рабочей камеры значительно ограничены, что еще больше влияет на эффективность печати.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является обеспечение способа, устройства и системы трехмерной печати (3D) на основе порошка и машиночитаемого носителя информации, которые могут в определенной степени предотвратить возникновение смещения порошка и полезны для повышения эффективности печати и качества печатной продукции.
Технические решения настоящего изобретения описаны следующим образом.
В первом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ 3D-печати на основе порошка, включающий:
анализ печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения; и добавление предварительно установленной метки к целевому печатному изображению; при этом целевое печатное изображение содержит печатное изображение целевого слоя, который вызывает выталкивание и смещение предыдущего слоя порошка во время печати;
получение печатного изображения в текущем печатном слое; и
идентификацию печатного изображения для определения существования предустановленной метки на печатном изображении; и если предустановленная метка существует на печатном изображении, обработку текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое, таким образом, чтобы предыдущий слой порошка в текущем печатном слое не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя.
В некоторых вариантах осуществления этап «анализ печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали для определения целевого печатного изображения; и добавление предустановленной метки к целевому печатному изображению» выполняется с помощью шагов:
выполнение обработки разности площадей нанесения связующего вещества на печатных изображениях двух смежных слоев в слоях, соответствующих печатаемой детали;
вычисление площади изображения разности между площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении (n+1)-го слоя и площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении n-го слоя, где n=1, 2, 3...N и N - общее количество печатных изображений; и
определение того, превышает ли площадь изображения разности заданное значение; если да, то выбор печатного изображения (n+1)-го слоя в качестве целевого печатного изображения и добавление предустановленной метки к печатному изображению (n+1)-го слоя.
В некоторых вариантах осуществления этап «обработка текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое» выполняется посредством шагов:
уменьшение скорости нанесения распределителя порошка на текущем печатном слое; и/или
отверждение предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое.
В некоторых вариантах осуществления этап “обработка текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое” выполняется посредством шагов:
управление распределителем порошка для приостановки на заданный период времени и последующего нанесения порошка на текущий печатный слой; и/или
отверждение предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое.
В некоторых вариантах осуществления этап «отверждение предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое» выполняется посредством шага:
добавление катализатора к предыдущему слою порошка в текущем печатном слое для отверждения предыдущего слоя порошка.
Во втором аспекте настоящее изобретение обеспечивает устройство 3D печати на основе порошка, содержащее:
модуль добавления метки;
модуль сбора данных;
модуль распознавания; и
модуль обработки;
в котором модуль добавления метки сконфигурирован для анализа печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения и добавления предустановленной метки к целевому печатному изображению; и целевое печатное изображение содержит печатное изображение целевого слоя, который вызывает выталкивание и смещение предыдущего слоя порошка во время печати;
модуль сбора данных сконфигурирован для получения печатного изображения в текущем печатном слое;
модуль распознавания сконфигурирован для идентификации печатного изображения для определения существования предустановленной метки на печатном изображении и запуска модуля обработки, если предустановленная метка существует на печатном изображении; и
модуль обработки сконфигурирован для обработки текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое, таким образом, чтобы предыдущий слой порошка не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя.
В некоторых вариантах осуществления модуль добавления метки содержит:
блок обработки;
блок оценки; и
блок добавления метки;
в котором блок обработки сконфигурирован для выполнения обработки разности площадей нанесения связующего вещества на печатных изображениях двух смежных слоев в слоях, соответствующих печатаемой детали, и вычисления площади изображения разности между площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении (n+1)-го слоя и площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении n-го слоя, где n=1, 2, 3...N, и N - общее количество печатных изображений; и
блок оценки сконфигурирован для определения того, является ли площадь изображения разности больше заданного значения, и запуска блока добавления метки, если площадь изображения разности больше заданного значения; и
блок добавления метки сконфигурирован так, чтобы использовать печатное изображение (n+1)-го слоя в качестве целевого печатного изображения и добавлять заданную метку к печатному изображению (n+1)-го слоя.
В некоторых вариантах осуществления блок обработки содержит:
блок паузы, сконфигурированный для управления распределителем порошка для приостановки в течение заданного периода времени и последующего нанесения порошка на текущий печатный слой; и/или
блок отверждения, сконфигурированный для отверждения предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое.
В третьем аспекте настоящее изобретение обеспечивает систему 3D-печати на основе порошка, включающую:
память, сконфигурированную для хранения компьютерной программы; и
процессор, сконфигурированный для выполнения компьютерной программы для реализации метода 3D-печати на основе порошка.
В четвертом аспекте настоящее изобретение обеспечивает машиночитаемый носитель информации, в котором хранятся компьютерные программы; и компьютерные программы выполняются процессором для реализации этапов вышеупомянутого способа.
По сравнению с предшествующим уровнем техники, настоящее изобретение имеет следующее.
В представленном здесь способе 3D-печати на основе порошка целевое печатное изображение, в которое необходимо добавить предустановленную метку, определяется путем предварительного анализа печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, и предустановленная метка добавляется к целевому печатному изображению, где целевое печатное изображение включает в себя печатное изображение целевого слоя, который вызывает смещение предыдущего слоя порошка во время печати. Затем распознается печатное изображение текущего слоя, и когда на печатном изображении текущего печатного слоя имеется предустановленная метка, текущий печатаемый слой и/или предыдущий порошковый слой в текущем печатном слое, обрабатывается/обрабатываются таким образом, чтобы предыдущий порошковый слой не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя, что в определенной степени предотвращает возникновение смещения порошка и способствует повышению эффективности печати и качества печатной продукции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более четкого объяснения технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения ниже будут кратко представлены чертежи, необходимые для предшествующего уровня техники и вариантов осуществления изобретения. Очевидно, что представленные на чертежах варианты являются лишь некоторыми вариантами настоящего изобретения. Специалисты в данной области могут получить другие чертежи на основе представленных здесь чертежей без каких-либо творческих усилий.
На фиг. 1 представлена схема существующей модели печати компонентов;
На фиг. 2 представлена блок-схема метода 3D-печати на основе порошка в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3 схематично показаны площади нанесения связующего вещества на печатном изображении (n+1)-го слоя и печатном изображении n-го слоя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 4 схематично показано изображение разности, соответствующее фиг. 3; и
На фиг. 5 схематично показано устройство 3D-печати на основе порошка в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем документе представлены способ, устройство и система 3D-печати на основе порошка и машиночитаемый носитель информации, которые могут в определенной степени предотвратить возникновение смещения порошка во время печати и полезны для повышения эффективности печати и качества печатной продукции.
Чтобы сделать объект, технические решения и полезные эффекты более понятными, изобретение будет подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи и варианты осуществления. Следует отметить, что варианты осуществления являются лишь некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения и не предназначены для ограничения изобретения. Следует понимать, что другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области на основе содержания, раскрытого в настоящем документе, без каких-либо творческих усилий, подпадают под сферу защиты настоящего изобретения.
Со ссылкой на фиг. 1 показана модель печати компонентов из предшествующего уровня техники, где порошок, нанесенный связующим веществом на первом порошковом слое, и порошок, нанесенный связующим веществом на 14-м порошковом слое, смещаются соответственно при наложении второго слоя порошка и 15-го слоя порошка. Было установлено, что после нанесения связующего вещества и перед наложением следующего слоя порошка следует подождать полминуты, чтобы порошок достаточно затвердел для предотвращения смещения порошка.
Со ссылкой на фиг. 2 показан метод 3D-печати на основе порошка, который включает в себя следующие шаги.
(S110) Печатные изображения отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, предварительно анализируются для определения целевого печатного изображения, а затем к целевому печатному изображению добавляется предустановленная метка, где целевое печатное изображение включает в себя печатное изображение целевого слоя, который вызовет смещение предыдущего слоя порошка целевого слоя во время печати.
Следует отметить, что каждая печатаемая деталь соответствует своему собственному многослойному печатному изображению. При создании печатаемой детали печатные изображения последовательно считываются для печати соответствующего слоя. В этой заявке печатные изображения отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, анализируются заранее, чтобы определить целевой слой, который сместит предыдущий слой порошка целевого слоя во время печати, и печатное изображение целевого слоя берется в качестве целевого печатного изображения. Целевой слой должен быть обработан специальным образом, чтобы предотвратить смещение предыдущего порошкового слоя целевого слоя во время печати. Поэтому в этой заявке после определения целевого печатного изображения, в целевое печатное изображение вводится предустановленная метка (предустановленная метка, например, «1»), для облегчения идентификации слоя, который приведет к смещению предыдущего слоя порошка во время печати, определяющая, какой слой необходимо обработать. В этом варианте осуществления шаг (S110) необходимо выполнить только один раз перед печатью детали.
В варианте осуществления шаг (S110) выполняется особым образом, как указано далее.
Обработка разности выполняется на площадях нанесения связующего вещества на печатных изображениях двух смежных слоев в слоях, соответствующих печатаемой детали. Вычисляется площадь изображения разности продукта между площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении (n+1)-го слоя и печатным изображением n-го слоя, где n=1, 2, 3...N, и N - общее количество печатных изображений.
Определяется, больше ли площадь изображения разности, чем заданное значение, и если да, то печатное изображение (n+1)-го слоя берется в качестве целевого печатного изображения с добавлением предустановленной метки.
Следует отметить, что площадь нанесения на печатном изображении относится к площади области на печатном изображении, на которую необходимо нанести связующее вещество, то есть на область наносится связующее вещество при фактической печати.
В варианте осуществления область нанесения на печатном изображении (n+1)-го слоя и область нанесения на печатном изображении n-го слоя показаны на фиг. 3. В данном случае вычисляется площадь изображения разности между площадью нанесения на печатном изображении (n+1)-го слоя и печатном изображении n-го слоя и определяется, превышает ли она заданное значение (например, заданное значение равно 0,5 м2). Когда площадь изображения разности больше заданного значения, то это означает, что n-й слой порошка будет смещен при печати (n+1)-го слоя, поэтому печатное изображение (n+1)-го слоя добавляется с предустановленной меткой. Опрос выполняется с первого печатного изображения, площадь нанесения которого имеет площадь изображения разности по отношению к площади нанесения его предыдущего печатного изображения, превышающую заданное значение, до завершения обработки печатного изображения N-го слоя и печатного изображения (N-1)-го слоя. Целевые печатные изображения отдельных печатаемых деталей добавляются с заданной меткой указанным выше способом.
(S120) Получают печатное изображение в текущем печатном слое.
В частности, печатные изображения отдельных слоев считываются последовательно, и каждый слой печатается в соответствии с фактическими потребностями. Когда текущий печатный слой напечатан, печатное изображение текущего слоя может быть считано из предварительно сохраненных печатных изображений нескольких слоев, соответствующих печатаемой детали.
(S130) Печатное изображение идентифицируется для определения существования предустановленной метки на печатном изображении, и если да, выполняется шаг (S140).
После получения печатного изображения в текущем печатном слое, печатное изображение идентифицируется для определения существования предустановленной метки на печатном изображении. Когда на печатном изображении текущего печатного слоя имеется предустановленная метка, если текущий печатный слой напечатан обычным способом, предыдущий слой порошка в текущем печатном слое будет смещен, поэтому в это время необходимо выполнить шаг (S140), чтобы предыдущий слой порошка в текущем печатном слое не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя после обработки. Когда на печатном изображении нет предустановленной метки, текущий печатный слой печатается обычным способом, что не приведет к смещению предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое, поэтому текущий печатный слой может быть напечатан обычным способом (например, скорость нанесения порошка составляет не менее 300 мм/с).
(S140) текущий печатный слой и/или предыдущий слой порошка в текущем печатном слое обрабатывается/обрабатываются таким образом, чтобы предыдущий слой порошка не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя.
В варианте осуществления, если на печатном изображении существует предустановленная метка, текущий печатный слой и/или предыдущий слой порошка в текущем печатном слое могут быть обработаны таким образом, чтобы предыдущий слой порошка не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя. Таким образом, будет напечатан текущий печатный слой. После завершения печати текущего печатного слоя можно последовательно получить печатное изображение следующего печатного слоя, чтобы определить, существует ли на печатном изображении предустановленная метка, и если да, то печатный слой обрабатывается в соответствии с методом, предусмотренным в этой заявке; в противном случае печатный слой печатается в соответствии с обычным способом печати, где обычный способ печати является известным из предшествующего уровня техники и подробно не описан в данной заявке.
В некоторых вариантах осуществления шаг (S140) выполняется следующим образом.
Скорость нанесения порошка распределителем порошка на текущем печатном слое уменьшается; и/или предыдущий слой порошка в текущем печатном слое подвергается отверждению.
Следует отметить, что скорость нанесения порошка может быть уменьшена путем управления распределителем порошка, например, скорость нанесения порошка распределителя порошка меньше 300 мм/с, чтобы уменьшить влияние текущего печатного слоя на предыдущий слой порошка и предотвратить перемещение предыдущего слоя порошка во время нанесения порошка текущего печатного слоя. Кроме того, предыдущий слой порошка также может затвердеть, например, путем нанесения катализатора на предыдущий слой порошка, так что предыдущий слой порошка может затвердевать быстрее, и прочность предыдущего слоя порошка может противостоять воздействию текущего печатного слоя. Также возможно отверждение предыдущего слоя порошка при одновременном снижении скорости нанесения распределителя порошка. Конкретные используемые методы могут быть определены в соответствии с реальными потребностями и не являются специально ограниченными в данной заявке.
Следует также отметить, что шаг (S140) также может быть выполнен следующим образом.
Управление распределителем порошка производится для приостановки на заданный период времени, и впоследствии текущий печатный слой покрывается порошком; и/или
предыдущий слой порошка в текущем печатном слое затвердевает.
То есть, также возможно управлять распределителем порошка для приостановки на заданный период времени (например, на 1 минуту), чтобы предыдущий слой порошка имел достаточно времени для отверждения, чтобы получить прочность, которая может противостоять воздействию текущего печатного слоя. Кроме того, чтобы сократить период времени приостановки, предыдущему слою порошка можно дать затвердеть, в то время как распределитель порошка приостанавливается таким образом, чтобы предыдущий слой порошка не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя, улучшая эффективность печати.
В варианте осуществления предыдущий слой порошка в текущем печатном слое затвердевает следующим образом.
Предыдущий слой порошка добавляется с катализатором для затвердевания.
В дополнение к нанесению катализатора затвердевание предыдущего слоя порошка также может быть достигнуто другими способами, такими как нагрев или охлаждение. Конкретный метод может быть выбран на основе фактических потребностей.
Можно видеть, что в представленном здесь способе 3D-печати на основе порошка целевое печатное изображение, которое необходимо добавить с предустановленной меткой, определяется путем предварительного анализа печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, и предустановленная метка добавляется к целевому печатному изображению. Целевое печатное изображение включает в себя печатное изображение целевого слоя, который вызывает смещение предыдущего порошкового слоя во время печати. Затем распознается печатное изображение текущего слоя, и когда на печатном изображении текущего слоя имеется предустановленная метка, текущий печатный слой и/или предыдущий слой порошка в текущем печатном слое обрабатывается/обрабатываются таким образом, чтобы предыдущий слой порошка не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя, предотвращая в определенной степени возникновение смещения порошка и способствуя повышению эффективности печати и качества печатной продукции.
Кроме того, метод 3D-печати на основе порошка, предусмотренный в этой заявке, не требует ограничения площади нанесения промежуточного слоя печатаемой детали, то есть способ может печатать модель с большой площадью нанесения промежуточного слоя, расширяя область применения.
На основе вышеупомянутого варианта осуществления настоящее изобретение также обеспечивает устройство для порошковой 3D-печати со ссылкой на фиг. 5 для более подробной информации. Устройство включает в себя модуль добавления метки 21, модуль сбора данных 22, модуль распознавания 23 и модуль обработки 24. Модуль добавления метки 21 сконфигурирован для анализа печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения и добавления предустановленной метки к целевому печатному изображению. Целевое печатное изображение включает в себя печатное изображение целевого слоя, который вызывает выталкивание и смещение предыдущего слоя порошка во время печати. Модуль сбора данных 22 сконфигурирован для получения печатного изображении в текущем печатном слое. Модуль распознавания 23 сконфигурирован для идентификации печатного изображения, чтобы определить, существует ли предустановленная метка на печатаемом изображении, и запуска модуля обработки, если предустановленная метка существует на печатаемом изображении. Модуль обработки 24 сконфигурирован для обработки текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое, таким образом, чтобы предыдущий слой порошка не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя.
В некоторых вариантах осуществления модуль добавления метки 21 включает в себя блок обработки, блок оценки и блок добавления метки. Блок обработки сконфигурирован для выполнения обработки разности площадей нанесения связующего вещества на печатных изображениях в двух смежных слоях в слоях, соответствующих печатаемой детали, и вычисления площади изображения разности между площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении (n+1)-го слоя и площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении n-го слоя, где n=1, 2, 3...N, и N - общее количество печатных изображений. Блок оценки сконфигурирован для определения того, является ли площадь изображения разности больше заданного значения, и запуска блока добавления метки, если площадь изображения разности больше заданного значения. Блок добавления метки сконфигурирован так, чтобы использовать печатное изображение (n+1)-го слоя в качестве целевого печатного изображения и добавлять заданную метку к печатному изображению (n+1)-го слоя.
В некоторых вариантах осуществления блок обработки включает в себя блок паузы и блок отверждения. Блок паузы сконфигурирован для управления распределителем порошка для приостановки в течение заданного периода времени и последующего нанесения порошка на текущий печатный слой. И/или блок отверждения сконфигурирован для отверждения предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое.
Следует отметить, что устройство 3D-печати на основе порошка, предусмотренное в этом варианте осуществления, обладает теми же полезными эффектами, что и метод 3D-печати на основе порошка, показанный выше (со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления для конкретной реализации метода 3D-печати на основе порошка).
На основе вышеупомянутых вариантов осуществления настоящее изобретение дополнительно обеспечивает систему 3D-печати на основе порошка. Система включает в себя память и процессор. Память сконфигурирована для хранения компьютерной программы, а процессор сконфигурирован для выполнения компьютерной программы для реализации вышеупомянутого метода 3D-печати на основе порошка.
Например, процессор этого варианта осуществления сконфигурирован для предварительного анализа печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения, которое необходимо добавить с предустановленной меткой, и предустановленная метка добавляется к целевому печатному изображению. Целевое печатное изображение включает в себя печатное изображение целевого слоя, который вызывает смещение предыдущего порошкового слоя во время печати. Процессор также сконфигурирован для получения печатного изображения текущего печатного слоя и распознавания печатного изображения для определения наличия предустановленной метки на печатаемом шаблоне, и если да, текущий печатный слой и/или предыдущий слой порошка в текущем печатном слое, обрабатывается/обрабатываются таким образом, чтобы предыдущий слой порошка не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя.
На основании вышеизложенного в варианте осуществления настоящего изобретения также предусмотрен машиночитаемый носитель информации. На машиночитаемом носителе информации хранится компьютерная программа. Компьютерная программа выполняется процессором для реализации метода 3D печати на основе порошка, предусмотренного в настоящем изобретении.
Машиночитаемый носитель информации может быть USB диском, портативным жестким диском, постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), оперативной памятью (ОЗУ), магнитным диском или компакт-диском, на котором могут храниться программные коды.
Варианты осуществления изобретения описаны последовательным образом. Каждый вариант осуществления изобретения фокусируется на отличиях от других вариантов осуществления, и одни и те же или аналогичные части между вариантами осуществления могут быть отнесены друг к другу. Для устройства, раскрытого здесь, поскольку оно соответствует способу, раскрытому в вариантах осуществления, описание является относительно простым и соответствующая часть может ссылаться на описание способа.
Кроме того, следует также отметить, что термины «первый» и «второй» предназначены только для того, чтобы отличать один предмет или процесс от другого предмета или процесса, и не обязательно требуют или подразумевают наличие какой-либо такой фактической взаимосвязи или последовательности между этими предметами или процессами. Более того, термины «содержит», «включает» или любые другие варианты предназначены для указания на неэксклюзивное включение, так что упомянутые процесс, способ, предмет или оборудование включают не только перечисленные элементы, но также включают другие элементы, которые явно не перечислены, или включают неотъемлемые элементы. Если больше нет ограничений, элементы, определенные термином «включающие...», не исключают наличия других идентичных элементов в процессе, способе, предмете или оборудовании, которое включает этот элемент.
Вышеупомянутое описание заявленных вариантов осуществления предназначено для того, чтобы дать возможность специалистам в данной области реализовать или использовать настоящее изобретение, и не должно рассматриваться как ограничение изобретения. Различные модификации, изменения и усовершенствования, внесенные специалистами в данной области без отступления от духа изобретения, должны подпадать под сферу защиты изобретения, определенную прилагаемыми формулами.
1. Способ трехмерной печати (3D) на основе порошка, включающий:
анализ печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения; и добавление предварительно установленной метки к целевому печатному изображению; при этом целевое печатное изображение содержит печатное изображение целевого слоя, который вызывает выталкивание и смещение предыдущего слоя порошка во время печати;
получение печатного изображения в текущем печатном слое; и
идентификацию печатного изображения для определения существования предустановленной метки на печатном изображении; и, при наличии предустановленной метки на печатном изображении, обработку текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое таким образом, чтобы предыдущий слой порошка в текущем печатном слое не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя; отличающийся тем, что этап анализа печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения и добавления предустановленной метки к целевому печатному изображению выполняют посредством шагов:
выполнение обработки разности площадей нанесения связующего вещества на печатных изображениях двух смежных слоев в слоях, соответствующих печатаемой детали;
вычисление площади изображения разности между площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении (n+1)-го слоя и площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении n-го слоя, где n=1, 2, 3...N и N - общее количество печатных изображений; и
определение того, превышает ли площадь изображения разности заданное значение; если да, то выбор печатного изображения (n+1)-го слоя в качестве целевого печатного изображения и добавление предустановленной метки к печатному изображению (n+1)-го слоя.
2. Способ 3D-печати на основе порошка по п.1, отличающийся тем, что этап обработки текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое выполняют посредством шагов:
уменьшение скорости нанесения распределителя порошка на текущем печатном слое; и/или
отверждение предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое.
3. Способ 3D-печати на основе порошка по п.1, отличающийся тем, что этап обработки текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое выполняют посредством шагов:
управление распределителем порошка для приостановки на заданный период времени и последующего нанесения порошка на текущий печатный слой; и/или
отверждение предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое.
4. Способ 3D-печати на основе порошка по п.3 или 4, отличающийся тем, что этап отверждения предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое выполняют посредством шага:
добавление катализатора к предыдущему слою порошка в текущем печатном слое для отверждения предыдущего слоя порошка.
5. Устройство 3D-печати на основе порошка, содержащее:
модуль добавления метки;
модуль сбора данных;
модуль распознавания; и
модуль обработки;
в котором модуль добавления метки сконфигурирован для анализа печатных изображений отдельных слоев, соответствующих печатаемой детали, для определения целевого печатного изображения и добавления предустановленной метки к целевому печатному изображению; при этом целевое печатное изображение содержит печатное изображение целевого слоя, который вызывает выталкивание и смещение предыдущего слоя порошка во время печати;
модуль сбора данных сконфигурирован для получения печатного изображения в текущем печатном слое;
модуль распознавания сконфигурирован для идентификации печатного изображения для определения существования предустановленной метки на печатном изображении и запуска модуля обработки, если предустановленная метка существует на печатном изображении; и
модуль обработки сконфигурирован для обработки текущего печатного слоя и/или предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое таким образом, чтобы предыдущий слой порошка не смещался во время нанесения порошка текущего печатного слоя; отличающееся тем, что модуль добавления метки содержит:
блок обработки;
блок оценки; и
блок добавления метки;
в котором блок обработки сконфигурирован для выполнения обработки разности площадей нанесения связующего вещества на печатных изображениях двух смежных слоев в слоях, соответствующих печатаемой детали, и вычисления площади изображения разности между площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении (n+1)-го слоя и площадью нанесения связующего вещества на печатном изображении n-го слоя, где n=1, 2, 3...N, и N - общее количество печатных изображений; и
блок оценки сконфигурирован для определения того, является ли площадь изображения разности больше заданного значения, и запуска блока добавления метки, если площадь изображения разности больше заданного значения; и
блок добавления метки сконфигурирован так, чтобы использовать печатное изображение (n+1)-го слоя в качестве целевого печатного изображения и добавлять заданную метку к печатному изображению (n+1)-го слоя.
6. Устройство 3D-печати на основе порошка по п.6, отличающееся тем, что блок обработки содержит:
блок паузы, сконфигурированный для управления распределителем порошка для приостановки в течение заданного периода времени и последующего нанесения порошка на текущий печатный слой; и/или
блок отверждения, сконфигурированный для отверждения предыдущего слоя порошка в текущем печатном слое.
7. Система 3D-печати на основе порошка, содержащая:
память, сконфигурированную для хранения компьютерной программы; и
процессор, сконфигурированный для выполнения компьютерной программы для реализации метода 3D-печати на основе порошка в соответствии с любым из пп.1-5.
8. Машиночитаемый носитель информации, отличающийся тем, что на машиночитаемом носителе информации хранится компьютерная программа; при этом компьютерная программа выполняется процессором для реализации метода 3D-печати на основе порошка в соответствии с любым из пп.1-5.
