Способ и устройство для задания поддерживающей конструкции для трехмерного объекта, изготавливаемого посредством стереолитографии - заявка 2016140883 на патент на изобретение в РФ

1. Компьютерно-реализуемый способ задания поддерживающей конструкции (2) для трехмерного объекта (1), изготавливаемого посредством стереолитографического процесса, содержащий следующие операции:
задают первую поверхность (3), которая подлежит поддержке и принадлежит указанному трехмерному объекту (1);
задают вторую поверхность (4), обращенную к указанной первой поверхности (3);
задают множество поддерживающих элементов (5), имеющих вытянутую форму и проходящих от указанной первой поверхности (3) до указанной второй поверхности (4);
задают множество пар указанных поддерживающих элементов (5);
для каждой пары из указанного множества пар поддерживающих элементов (5) задают по меньшей мере один усиливающий элемент (6), имеющий вытянутую форму и соединенный с двумя поддерживающими элементами (5) указанной пары;
при этом указанная операция задания указанного множества пар поддерживающих элементов (5) содержит следующие шаги:
задают для каждого поддерживающего элемента (5) принадлежащую ему референсную точку (7);
задают связный ациклический граф (8), имеющий в качестве вершин указанные референсные точки (7) и содержащий соответствующие ребра (9) между указанными вершинами;
задают одну из указанных пар поддерживающих элементов для каждого из указанных ребер (9), причем указанная пара содержит два поддерживающих элемента (5), соответствующих концам указанного ребра (9);
отличающийся тем, что указанная операция задания указанного множества пар поддерживающих элементов (5) содержит дополнительную операцию задания дополнительной пары поддерживающих элементов для каждой вершины указанного связного ациклического графа (8), имеющей порядок 1, указанная дополнительная пара содержит первый поддерживающий элемент (5), соответствующий указанной вершине, имеющей порядок 1, а второй из указанных поддерживающих элементов (5) не связан с указанным первым поддерживающим элементом (5) ни одним из указанных ребер (9).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный связный ациклический граф (8) задают таким образом, чтобы он совпадал с наименьшим остовным деревом полного графа, имеющего те же вершины, что и указанный связный ациклический граф (8), при этом каждому ребру (9) присваивают вес, равный значению расстояния между концами указанного ребра (9).
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанные дополнительные пары задают таким образом, чтобы сумма расстояний между соответствующими вершинами указанного связного ациклического графа (8) была наименьшей.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанная операция задания указанного по меньшей мере одного усиливающего элемента (6) содержит операцию задания множества указанных усиливающих элементов (6), отличающихся один от другого, для по меньшей мере одной пары из указанного множества пар поддерживающих элементов (5).
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанная вторая поверхность принадлежит указанному трехмерному объекту (1).
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанная вторая поверхность (4) является отдельной от указанного трехмерного объекта (1), при этом все указанные усиливающие элементы (6) лежат на указанной второй поверхности (4).
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указанная вторая поверхность (4) является плоской.
8. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, отличающийся тем, что каждый из указанных поддерживающих элементов (5) имеет соответствующую более тонкую часть, находящуюся на уровне первой поверхности (3) или соответствующей второй поверхности (4).
9. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, отличающийся тем, что указанные усиливающие элементы (6) имеют коническую или цилиндрическую форму.
10. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, отличающийся тем, что указанное задание указанных референсных точек (7) содержит следующие операции:
задают референсную поверхность, пересекающую все указанные поддерживающие элементы (5);
для каждого поддерживающего элемента (5) задают соответствующую референсную точку (7) в зоне пересечения указанного поддерживающего элемента (5) и указанной референсной поверхности.
11. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, отличающийся тем, что указанное задание указанных референсных точек содержит следующие операции:
задают референсную поверхность, пересекающую все указанные поддерживающие элементы (5);
задают поддерживающую точку в зоне пересечения каждого поддерживающего элемента (5) с указанной референсной поверхностью;
задают поверхность проекции;
задают каждую из указанных референсных точек (7) как проекцию соответствующей одной из указанных поддерживающих точек на указанную поверхность проекции.
12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что указанная референсная поверхность совпадает с указанной первой поверхностью (3) или с указанной второй поверхностью (4).
13. Устройство для задания поддерживающей конструкции (2) для трехмерного объекта (1), изготавливаемого посредством стереолитографического процесса, содержащее:
компьютер, содержащий модуль обработки и запоминающее устройство, к которому указанное устройство обработки данных имеет доступ;
средства для приема первого множества данных, описывающего геометрическую форму указанного трехмерного объекта (1), и для загрузки указанного первого множества данных в указанное запоминающее устройство;
средства для задания первой поверхности (3), которая подлежит поддержке и которая принадлежит указанному трехмерному объекту (1);
средства для задания второй поверхности (4), обращенной к указанной первой поверхности (3);
средства для задания множества поддерживающих элементов (5), имеющих вытянутую форму и проходящих от указанной первой поверхности (3) до указанной второй поверхности (4);
средства для задания множества пар указанных поддерживающих элементов (5);
средства для задания для каждой пары из указанного множества пар поддерживающих элементов (5) по меньшей мере одного усиливающего элемента (6), имеющего вытянутую форму и соединенного с указанными двумя соответствующими поддерживающими элементами (5);
средства для формирования второго множества данных, описывающих геометрическую форму, получаемую в результате объединения указанных поддерживающих элементов (5) и указанных усиливающих элементов (6) с указанным трехмерным объектом (1), и для загрузки указанного второго множества данных в указанное запоминающее устройство;
при этом указанные средства для конструирования указанного множества пар поддерживающих элементов (5) содержат:
средства для задания для каждого поддерживающего элемента (5) принадлежащей ему референсной точки (7);
средства для задания связного ациклического графа (8), имеющего в качестве вершин указанные референсные точки (7) и содержащего соответствующие ребра (9) между указанными вершинами;
средства для задания одной пары поддерживающих элементов для каждого из указанных ребер (9), причем указанная пара содержит два поддерживающих элемента (5), соответствующих концам указанного ребра (9);
отличающаяся тем, что указанные средства для задания указанного множества пар поддерживающих элементов (5) выполнены так, чтобы для каждой вершины указанного связного ациклического графа (8), имеющей порядок 1, задавать дополнительную пару поддерживающих элементов, причем указанная дополнительная пара содержит первый поддерживающий элемент (5), соответствующий указанной вершине, имеющей порядок 1, а второй из указанных поддерживающих элементов (5) не связан с указанным первым поддерживающим элементом (5) ни одним из указанных ребер (9).
14. Компьютерный программный продукт, содержащий средства обработки данных, снабженные программными сегментами, причем, при выполнении на компьютере, содержащем модуль обработки и запоминающее устройство, к которому указанное устройство обработки данных имеет доступ, указанные программные сегменты определяют:
средства для сбора первого множества данных, представляющего геометрическую форму указанного трехмерного объекта (1), и для загрузки указанного первого множества данных в указанное запоминающее устройство;
средства для задания первой поверхности (3), которая подлежит поддержке и принадлежит указанному трехмерному объекту (1);
средства для задания второй поверхности (4), обращенной к указанной первой поверхности (3);
средства для задания множества поддерживающих элементов (5), имеющих вытянутую форму и проходящих от указанной первой поверхности (3) до указанной второй поверхности (4);
средства для задания множества пар указанных поддерживающих элементов (5);
средства для задания для каждой пары из указанного множества пар поддерживающих элементов (5) по меньшей мере одного усиливающего элемента (6), имеющего вытянутую форму и соединенного с указанными двумя соответствующими поддерживающими элементами (5);
средства для формирования второго множества данных, представляющих геометрическую форму, образующуюся в результате объединения указанных поддерживающих элементов (5) и указанных усиливающих элементов (6) с указанным трехмерным объектом (1), и для загрузки указанного второго множества данных в указанное запоминающее устройство;
при этом указанные средства для задания указанного множества пар поддерживающих элементов (5) содержат:
средства для задания для каждого поддерживающего элемента (5) принадлежащей ему референсной точки (7);
средства для задания связного ациклического графа (8), имеющего в качестве вершин указанные референсные точки (7) и содержащего соответствующие ребра (9) между указанными вершинами;
средства для задания одной пары поддерживающих элементов для каждого из указанных ребер (9), причем указанная пара содержит два поддерживающих элемента (5), соответствующих концам указанного ребра (9);
отличающийся тем, что указанные средства для задания указанного множества пар поддерживающих элементов (5) выполнены так, чтобы для каждой вершины указанного связного ациклического графа (8), имеющей порядок 1, задавать дополнительную пару поддерживающих элементов, причем указанная дополнительная пара содержит первый поддерживающий элемент (5), соответствующий указанной вершине, имеющей порядок 1, а второй из указанных поддерживающих элементов (5) не связан с указанным первым поддерживающим элементом (5) ни одним из указанных ребер (9).
Наверх