Способ и устройство для формирования числового представления трехмерного объекта, числовое представление, предназначенное для применения в целях изготовления трехмерного объекта посредством стереолитографии - заявка 2016140697 на патент на изобретение в РФ

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.
Наверх