對(duì)增材制造中支撐件的建造的改進(jìn)或者關(guān)于增材制造中支撐件的建造的改進(jìn)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于生成待在利用逐層增材制造過(guò)程建造物體中使用的幾何數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。該方法包括：提供界定該物體的物體數(shù)據(jù)；從該物體數(shù)據(jù)識(shí)別該物體的在該增材制造工藝期間待被支撐的表面的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域；以及對(duì)于該區(qū)域或者每個(gè)區(qū)域，識(shí)別將提供為該區(qū)域提供支撐的一個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)并且生成在該區(qū)域內(nèi)的支撐件的布置。該布置的每個(gè)支撐件相對(duì)于該布置的其它支撐件的支撐位置得自該支撐結(jié)構(gòu)的位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
對(duì)増材制造中支撐件的建造的改進(jìn)或者關(guān)于増材制造中支撐件的建造的改進(jìn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)增材制造中的支撐件的建造的改進(jìn)或者關(guān)于增材制造中的支撐件的建造的改進(jìn)，在增材制造中，通過(guò)借助諸如激光束或者電子束的能量束固化材料來(lái)逐層制造物體。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如選擇性激光熔融(SLM)或者選擇性激光燒結(jié)(SLS)的增材制造工藝中，通過(guò)利用諸如激光束或者電子束的聚焦高能量束來(lái)固結(jié)諸如粉末材料之類(lèi)的材料而逐層地建造物體。在SLM或者SLS中，連續(xù)的粉末層被沉積在建造平臺(tái)上并且聚焦激光束掃描過(guò)每層的與正被建造的物體的橫截面對(duì)應(yīng)的部分，使得在激光掃描的點(diǎn)處的粉末被固結(jié)。為了將物體錨定就位并且為了防止或者至少減少物體的變形(諸如卷曲)，在建造期間，已知的是建造從建造平臺(tái)向物體的下表面延伸的相同材料的支撐件。為了便于在物體已建造完畢之后從支撐件移除物體，期望的是將支撐件的數(shù)量保持到最小。然而，太少的支撐件或者不適當(dāng)定位的支撐件的使用將導(dǎo)致物體變形。
[0003 ]已知的是以預(yù)定模式建造支撐件，諸如在物體下方延伸的一組等間隔的縱向支撐件。在US5943235中公開(kāi)了這樣的布置的示例，其中被認(rèn)為需要支撐的區(qū)域被填充有設(shè)置模式的支撐件。支撐件的模式被施加到區(qū)域中的每層，該區(qū)域由總體數(shù)據(jù)和用于給定層的物體數(shù)據(jù)之間的差來(lái)限定，總體數(shù)據(jù)從針對(duì)該給定層上方的所有層的物體數(shù)據(jù)的布爾并集來(lái)確定。
[0004]由Marcam Engineering售賣(mài)的AutoFab是自動(dòng)地設(shè)計(jì)用于待在增材制造工藝中建造的物體的支撐件的軟件。該軟件能夠在待被支撐的區(qū)域3的邊緣的周?chē)纱篌w上連續(xù)的支撐件I (所謂的“邊緣支撐件”)并且利用設(shè)定的模式的支撐件2(所謂的“區(qū)域支撐件”)填充其間的區(qū)域，如圖1所示。在AutoFab中，當(dāng)支撐件1、2被限制為直線時(shí)，對(duì)于具有彎曲邊緣的區(qū)域，邊緣支撐件I可以包括位于每個(gè)支撐件I之間的小間隙。還可以將邊緣支撐件I從邊緣向內(nèi)間隔開(kāi)特定的距離(如圖2所示)，或者可以提供柱形支撐件(如圖3所示)。
[0005]期望的是利用充分支撐區(qū)域3所需要的最小數(shù)量的支撐件來(lái)支撐區(qū)域3，這是因?yàn)橹渭臄?shù)量越大，將越難以在建造結(jié)束時(shí)將物體與支撐件分離。利用大體上連續(xù)的邊緣支撐件I和/或通過(guò)設(shè)定的模式的支撐件2大量填充區(qū)域的中心不旨在使支撐區(qū)域所需要的支撐件的數(shù)量最佳。具體地，區(qū)域的邊緣周?chē)拇篌w上連續(xù)的支撐件I可以為該邊緣提供比需要更多的支撐件。此外，區(qū)域支撐件2的模式可以提供比用于該區(qū)域的其它區(qū)域(例如區(qū)域B)的邊緣更靠近用于該區(qū)域的一些區(qū)域(諸如區(qū)域A)的邊緣的支撐件。因而，設(shè)定區(qū)域支撐件的模式的間隔使得泛式支撐件(flood support)充分地支撐區(qū)域的所有區(qū)域可能會(huì)導(dǎo)致用于支撐該區(qū)域的一些區(qū)域(諸如區(qū)域A)的太多的支撐件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種生成幾何數(shù)據(jù)的方法，該幾何數(shù)據(jù)將在利用逐層增材制造工藝建造物體時(shí)使用，該方法包括:
[0007]提供界定該物體的物體數(shù)據(jù)，從該物體數(shù)據(jù)識(shí)別該物體的待在該增材制造工藝期間被支撐的表面的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，并且考慮到該區(qū)域已被支撐的方式來(lái)生成用于支撐該區(qū)域的支撐件的布置。
[0008]該方法可以包括對(duì)于該區(qū)域或者每個(gè)區(qū)域，識(shí)別將為該區(qū)域提供支撐的一個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)并且在該區(qū)域內(nèi)生成支撐件的布置，其中該布置的每個(gè)支撐件相對(duì)于該布置的其它支撐件的支撐位置得自該支撐結(jié)構(gòu)的位置。
[0009]因而，布置支撐件的此方法考慮到已為該區(qū)域提供的支撐。因而，支撐件可以被生成為不重復(fù)其位置已被識(shí)別出的支撐結(jié)構(gòu)的支撐功能，該支撐結(jié)構(gòu)諸如物體的支撐該區(qū)域的部分和/或用于支撐該區(qū)域的支撐件(諸如邊緣支撐件、區(qū)域支撐件或者用戶(hù)定位支撐件)。這樣的方法可以使得支撐件的模式取決于區(qū)域的邊界的形狀(并且可能取決于邊界的線段是否由物體的底面部分支撐)和/或邊緣支撐件的位置，并且可以產(chǎn)生該區(qū)域上的支撐件的不規(guī)則模式。
[0010]支撐件的布置可以通過(guò)如下方式生成:識(shí)別被認(rèn)為待由該布置的支撐件支撐的區(qū)域的排除區(qū)，并且識(shí)別在區(qū)域內(nèi)且在排除區(qū)之外的用于布置的另外的支撐件的位置。支撐件的布置可以通過(guò)以順次的方式識(shí)別用于布置的每個(gè)支撐件的位置來(lái)生成，其中對(duì)于每個(gè)支撐件，排除區(qū)基于已針對(duì)布置的支撐件識(shí)別出的位置來(lái)確定，并且用于支撐件的位置在該區(qū)域內(nèi)并且在排除區(qū)之外被識(shí)別。用于布置中的支撐件的位置可以以該方式被識(shí)別直到滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)終止標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]區(qū)域的范圍可以從以下的線來(lái)確定，在該線處，物體的表面被認(rèn)為從自支撐過(guò)渡到非自支撐。表面的一些部分是否被認(rèn)為是自支撐的，可以取決于表面與垂面的角度。表面從預(yù)設(shè)定的自支撐閾值角以上或以下分別過(guò)渡到自支撐角的以下或以上時(shí)所在的線可以限定區(qū)域的邊界。在其中表面由多個(gè)多邊形(諸如三角形)界定的情況下，邊界可以由相鄰的多邊形的共用線段來(lái)界定，其中對(duì)于每個(gè)線段，相鄰的多邊形中的一個(gè)界定自支撐閾值角以下的表面并且相鄰的多邊形中的另一個(gè)界定在支撐閾值角以上的表面。該區(qū)域可以由自支撐閾值角以下的多邊形來(lái)界定。自支撐閾值角可以由用戶(hù)預(yù)設(shè)定并且取決于材料。自支撐閾值角可以是45度。
[0012]區(qū)域的邊界可以包括未被支撐和/或被支撐線段的折線。被支撐線段是區(qū)域的邊界被認(rèn)為在建造期間由物體的已被建造的部分充分地支撐的線段。未被支撐線段是區(qū)域的邊界被認(rèn)為在建造期間未由物體的已被建造的部分充分地支撐的線段。該方法可以包括確定邊界的線段是被支撐線段還是未被支撐線段。確定線段是否被充分地支撐可以包括評(píng)估物體的一個(gè)或多個(gè)幾何屬性，這可以取決于建造期間物體的取向。
[0013]例如，確定線段是否被充分地支撐可以包括確定線段正下方的部分的表面是否與垂面成支撐閾值角以下的角度，例如15度以下的角度。支撐閾值角可以由用戶(hù)選擇并且可以取決于材料。即使表面的角度在支撐閾值角以上，如果線段和在支撐閾值角以下的表面之間的距離和/或區(qū)域在閾值距離和/或閾值區(qū)域以下，則線段仍然可以認(rèn)為被充分地支撐。這可考慮到如果包括支撐閾值角以下的表面的物體的短跨度小于閾值距離和/或如果該區(qū)域在閾值區(qū)域以下，則該跨度是自支撐的。另外，閾值距離和/或閾值區(qū)域可以由用戶(hù)設(shè)定并且可以取決于材料。
[0014]確定區(qū)域的線段是否為未被支撐線段可以包括確定在該線段正下方的部分的表面是否例如因?yàn)樵摫砻媾c垂面成支撐閾值角以上的角度而被認(rèn)為并未充分地支撐線段。
[0015]該方法可以包括對(duì)于該區(qū)域或者每個(gè)區(qū)域識(shí)別區(qū)域的邊界的一個(gè)或多個(gè)未被支撐線段并且基于該一個(gè)或多個(gè)未被支撐線段的位置生成支撐件的布置，諸如用于支撐該一個(gè)或多個(gè)線段的邊緣支撐件的布置。該方法還可以包括在由邊緣支撐件定界的區(qū)域內(nèi)生成區(qū)域支撐件的布置，其中每個(gè)區(qū)域支撐件相對(duì)于其它區(qū)域支撐件的位置得自包括邊緣支撐件的支撐結(jié)構(gòu)的位置。
[0016]該方法可以包括對(duì)于每個(gè)區(qū)域識(shí)別該區(qū)域的邊界的一個(gè)或多個(gè)被支撐線段并且生成用于支撐該區(qū)域的支撐件的布置，該布置基于該被支撐線段或每個(gè)被支撐線段的位置。邊緣支撐件和/或區(qū)域支撐件的位置可以基于被支撐線段的位置。支撐件的該布置或者每個(gè)布置均可以通過(guò)將每個(gè)支撐件間隔開(kāi)遠(yuǎn)離該被支撐線段或每個(gè)被支撐線段至少設(shè)定距離來(lái)確定。排除區(qū)可以基于被支撐線段的位置來(lái)確定，并且用于邊緣支撐件和/或區(qū)域支撐件的位置可以基于排除區(qū)來(lái)識(shí)別并且可以?xún)?yōu)選地識(shí)別為在排除區(qū)之外。
[0017]每個(gè)支撐件在布置內(nèi)的相對(duì)位置可以直接或間接地得自支撐結(jié)構(gòu)的位置。例如，區(qū)域支撐件在布置內(nèi)的相對(duì)位置可以?xún)H相對(duì)于相鄰的區(qū)域支撐件來(lái)確定，但是相鄰的區(qū)域支撐件中的至少一個(gè)的相對(duì)位置可以已經(jīng)至少部分地從其它支撐結(jié)構(gòu)(諸如邊緣支撐件和/或支撐線段)的位置而直接地被確定。這樣，區(qū)域支撐件的相對(duì)位置可以間接以及直接地得自支撐結(jié)構(gòu)的位置。這與支撐件的預(yù)設(shè)定模式不同，在支撐件的預(yù)設(shè)定模式中，支撐件在模式內(nèi)的相對(duì)位置被預(yù)設(shè)定(即使模式的絕對(duì)位置可以受邊緣支撐件的位置/區(qū)域的邊界影響)。
[0018]布置的每個(gè)支撐件的位置可以從支撐件的距布置在區(qū)域內(nèi)的其它支撐件的距離來(lái)確定。支撐件的位置可以被確定成使得區(qū)域內(nèi)沒(méi)有分解點(diǎn)距支撐件比預(yù)設(shè)定距離遠(yuǎn)。生成支撐件的布置可以包括重復(fù)地確定區(qū)域內(nèi)的一組分解點(diǎn)距已識(shí)別出的支撐件的位置的距離，并且基于所確定的距離識(shí)別用于在分解點(diǎn)處的另一支撐件的位置，直到滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)終止標(biāo)準(zhǔn)。該一個(gè)或多個(gè)終止標(biāo)準(zhǔn)可以包括區(qū)域中沒(méi)有分解點(diǎn)離支撐件或支撐線段超過(guò)預(yù)設(shè)距離的標(biāo)準(zhǔn)。由支撐件支撐的區(qū)域的范圍可以逼近支撐件周?chē)脑O(shè)定距離。因而，通過(guò)基于距其它支撐件的距離識(shí)別用于支撐件的位置，允許選擇位置，該位置避免或者減少重復(fù)由其它支撐件提供的支撐功能。
[0019]將理解的是，“分解點(diǎn)”是指區(qū)域上的針對(duì)其確定距支撐件的距離的點(diǎn)。分解點(diǎn)的數(shù)量將取決于所設(shè)定的用于分析的分辨率。分辨率可以由用戶(hù)選擇。所選擇的分辨率可以是處理速度和支撐件的放置精度之間的平衡。
[0020]可以在該區(qū)域上生成具有規(guī)則模式的節(jié)點(diǎn)(頂點(diǎn))網(wǎng)格(諸如方形網(wǎng)格)(至少在從一個(gè)方向觀察諸如鳥(niǎo)瞰時(shí))，并且針對(duì)網(wǎng)格的每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算距最近的支撐件的距離。支撐件的定位可以包括重復(fù)地將支撐件定位在節(jié)點(diǎn)處并且至少針對(duì)受到影響的節(jié)點(diǎn)重新計(jì)算距最近支撐件的距離。每個(gè)支撐件均可以位于這樣的節(jié)點(diǎn)處，該節(jié)點(diǎn)距其最近的支撐件最遠(yuǎn)距離。支撐件可以被生成直到每個(gè)節(jié)點(diǎn)距其最近的支撐件的距離在閾值以下時(shí)為止。閾值可以由用戶(hù)設(shè)定并且可以取決于諸如待用于建造物體的材料等因素。將理解的是，節(jié)點(diǎn)和最近的支撐件之間的距離可以不是沿著物體的表面的距離，而可以是在二維平面中節(jié)點(diǎn)之間的距離，諸如與建造物體在其上被建造的建造板平行的平面。
[0021]此生成支撐件的方法允許支撐件的布置基于區(qū)域的二維表示，并且可以得到比利用基于物體的三維表示的算法更快的處理。此外，不必將物體切分成區(qū)段以確定支撐件的位置，從而允許支撐件的自動(dòng)生成從確定待在增材制造工藝中建造的層的切分操作脫離開(kāi)。
[0022]該方法可以包括識(shí)別邊緣支撐件的位置，使得邊緣支撐件以與該未被支撐線段或每個(gè)未被支撐線段的形狀對(duì)應(yīng)的模式布置。該方法可以包括識(shí)別每個(gè)邊緣支撐件的位置，使得相鄰的邊緣支撐件定位成分開(kāi)預(yù)確定距離。
[0023]邊緣支撐件的布置可以通過(guò)識(shí)別位于一個(gè)或多個(gè)未被支撐線段的折線處或者靠近該折線處的邊緣支撐件的位置來(lái)生成。邊緣支撐件的布置可以通過(guò)識(shí)別被認(rèn)為將由布置的一個(gè)或多個(gè)邊緣支撐件支撐的區(qū)域的排除區(qū)并且識(shí)別在該區(qū)域內(nèi)并且在該排除區(qū)之外的用于布置的另外的邊緣支撐件的位置來(lái)生成。邊緣支撐件的布置可以通過(guò)以順次的方式識(shí)別用于布置的每個(gè)邊緣支撐件的位置來(lái)生成，其中對(duì)于每個(gè)邊緣支撐件，基于已針對(duì)布置的邊緣支撐件識(shí)別出的位置來(lái)確定排除區(qū)，并且在區(qū)域內(nèi)且在排除區(qū)之外識(shí)別用于邊緣支撐件的位置。用于布置中的邊緣支撐件的位置可以以該方式被識(shí)別，直到滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)終止標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)或多個(gè)終止標(biāo)準(zhǔn)可以包括包含整個(gè)折線的邊緣支撐件的排除區(qū)。
[0024]邊緣支撐件可以足夠靠近折線定位成使得折線落于針對(duì)邊緣支撐件確定的排除區(qū)內(nèi)。排除區(qū)可以基于由用戶(hù)設(shè)定的預(yù)設(shè)距離。每個(gè)邊緣支撐件的位置均可以被識(shí)別成使得該邊緣支撐件的中心從折線嵌入邊緣支撐件的厚度的至少一半。
[0025]支撐件可以是在支撐件與待被支撐的區(qū)域相接的點(diǎn)處具有橫截面大體上是規(guī)則多邊形(優(yōu)選地是圓)橫截面的“點(diǎn)”支撐件。這樣的支撐件構(gòu)形可以適用于區(qū)域支撐件，這是因?yàn)橄嘈胚@樣的點(diǎn)支撐件將具有用于支撐區(qū)域的這些中心區(qū)的充分強(qiáng)度。邊緣支撐件可以是點(diǎn)支撐件(與區(qū)域支撐件一樣)，或者是線支撐件。線支撐件可以是直的或者可以是彎曲的，并且可以具有與區(qū)域的邊界的未被支撐線段的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。線支撐件相對(duì)于點(diǎn)支撐件可以提供增大的強(qiáng)度，并且可能更好地抵抗由于在建造期間在物體中產(chǎn)生的應(yīng)力而施加于支撐件上的力。
[0026]該方法可以包括首先確定邊緣支撐件的布置，然后基于針對(duì)邊緣支撐件識(shí)別的位置來(lái)確定區(qū)域支撐件的布置。
[0027]由該方法所確定的支撐件的布置可以是支撐件的規(guī)則或非規(guī)則模式，并且將取決于待被支撐的區(qū)域的形狀。
[0028]支撐件可以包括一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)定位的支撐件。邊緣支撐件和/或區(qū)域支撐件的布置可以考慮到用戶(hù)定位的支撐件的位置來(lái)確定，并且可以基于針對(duì)用戶(hù)定位的支撐件而識(shí)別的排除區(qū)來(lái)確定。
[0029]一旦已經(jīng)確定該區(qū)域中的支撐件的布置，則可以生成用于每個(gè)支撐件的三維形狀。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種生成幾何數(shù)據(jù)的方法，該幾何數(shù)據(jù)將在利用逐層增材制造工藝建造物體時(shí)使用，該方法包括:提供界定該物體的物體數(shù)據(jù);將物體切分成在增材制造工藝中作為層建造的區(qū)段，識(shí)別待被支撐的物體的區(qū)域并且基于形成區(qū)域的至少一部分的其中一個(gè)區(qū)段的邊緣的位置來(lái)選擇區(qū)域內(nèi)的用于支撐件的場(chǎng)所。
[0031]這樣，能夠考慮到建造的成層段和每層伸出到前面的層的程度來(lái)提供支撐件。
[0032]幾何數(shù)據(jù)可以包括在增材制造工藝期間待被建造的支撐件的定義。該方法可以包括在幾何數(shù)據(jù)中界定待在增材制造工藝中接連地建造的支撐件的層。因而，與準(zhǔn)備幾何數(shù)據(jù)的常規(guī)方法不同，物體中的層和支撐件中的層在分離的工藝中被界定，這是因?yàn)橹渭奈恢迷谖矬w中的層已被識(shí)別之后被識(shí)別。因而，該方法可以包括依次執(zhí)行下列步驟:接收描述物體的物體數(shù)據(jù);修改物體數(shù)據(jù)以界定待在逐層增材制造工藝中接連地建造的物體的層;基于以數(shù)據(jù)界定的物體的層來(lái)以數(shù)據(jù)界定用于支撐物體的支撐件；以及界定待在逐層增材制造工藝中接連地建造的支撐件中的層。
[0033]用于支撐件的場(chǎng)所可以基于其中一個(gè)區(qū)段的伸出邊緣距下部區(qū)段的邊緣的距離來(lái)確定。
[0034]不需要為每個(gè)層提供支撐件以避免變形。因而，與支撐件連接的層(所謂的“被支撐層”)可以分布在不連接到支撐件的層(所謂的“未被支撐層”)之間。支撐層之間的未被支撐層的數(shù)量可以基于由那些層形成的物體的部分的形狀而改變。例如，可能需要為物體的如下區(qū)段提供更大數(shù)量的被支撐層(并且因此，被支撐層之間的更小數(shù)量的未被支撐層):相比于在建造期間具有建造與水平面成陡峭角的面向下表面的區(qū)段，該區(qū)段在建造期間具有與水平面成更小角度的面向下表面。因而，被支撐層之間的未被支撐層的數(shù)量可以基于在建造由這些層形成的面向下表面期間與水平面的傾斜角度來(lái)選擇。該方法可以包括僅針對(duì)與水平面成閾值角以下的面向下表面來(lái)識(shí)別支撐件的位置。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種設(shè)備，該設(shè)備包括布置成執(zhí)行本發(fā)明的第一方面或第二方面的方法的處理單元。
[0036]處理器可以是增材制造機(jī)的部件。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種數(shù)據(jù)載體，該數(shù)據(jù)載體上存儲(chǔ)有指令，當(dāng)由處理執(zhí)行時(shí)這些指令使得該處理器執(zhí)行本發(fā)明的第一或第二方面的方法。
[0038]本發(fā)明的以上方面的數(shù)據(jù)載體可以是用于提供向機(jī)器提供指令的合適介質(zhì)，諸如非瞬態(tài)數(shù)據(jù)載體，例如軟盤(pán)、CD ROM,DVD ROM/RAM(包括-R/-RW和+R/+RW)、HD DVD、藍(lán)光(TM)光盤(pán)、存儲(chǔ)器(諸如存儲(chǔ)棒(TM)、SD卡、快閃記憶卡等)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(諸如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)、磁帶、任何磁性/光學(xué)存儲(chǔ)裝置或者瞬態(tài)數(shù)據(jù)載體，諸如線或光纖上的信號(hào)或者無(wú)線信號(hào)，例如通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信號(hào)(諸如因物網(wǎng)下載、FTP傳輸?shù)?。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種建造物體的方法，包括通過(guò)執(zhí)行本發(fā)明的第一方面或者第二方面的方法生成幾何數(shù)據(jù)，然后基于該幾何數(shù)據(jù)利用增材制造工藝建造物體。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明的第五方面制造的三維物體。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明的第五方面制造的支撐件連接到基板的三維物體。
【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1至圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法生成的支撐件布置的示例；
[0043]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的增材制造機(jī)；
[0044]圖5是待被建造的物體的截面圖，示出了不需要支撐的區(qū)域和需要如根據(jù)本發(fā)明限定的支撐件的區(qū)域；
[0045]圖6是由一系列鋪嵌三角形限定的物體的透視圖，該物體具有施以陰影以幫助識(shí)別的需要支撐的區(qū)域；
[0046]圖7示出了需要支撐的區(qū)域的平面圖和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圍繞該區(qū)域的邊緣支撐件的放置的示意代表圖；
[0047]圖8至圖13示出了生成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的區(qū)域支撐件的布置的進(jìn)展；
[0048]圖14是示出了識(shí)別用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的支撐件的位置的方法的流程圖；以及
[0049]圖15是示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的支撐件的位置如何被識(shí)別的物體的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]圖4示出了典型的選擇性激光熔融設(shè)備101。該設(shè)備界定了建造室102，在該建造室內(nèi)制造三維部件103，并且該設(shè)備包括可下降的建造平臺(tái)104，三維部件103被支撐在該建造平臺(tái)上。建造室102還容納有粉末分配和涂覆設(shè)備(未示出)，該粉末分配和涂覆設(shè)備用于將粉末層155涂撒在建造平臺(tái)的表面上。光學(xué)模塊106(容納在建造室的內(nèi)部或者外部)包括可操縱的光學(xué)器件，用于將由激光器105產(chǎn)生的激光束118輸送到粉末層上的所選擇位置，以將粉末固結(jié)在這些位置，從而建造物體。建造平臺(tái)104布置成可在建造缸117的孔內(nèi)下降，這允許在物體103由連續(xù)的粉末層建造的情況下，頂部粉末層的表面在機(jī)器內(nèi)保持在基本相同的平面中。建造平臺(tái)104結(jié)合建造支撐件104b和建造板104a，建造板104a以可移除的方式固定到建造支撐件104b，在物體103的形成期間該物體能夠被銷(xiāo)定到建造板104a。
[0051]該設(shè)備還包括處理器108，處理器108用于控制光學(xué)模塊106中的可操縱的光學(xué)器件、激光器105以及粉末分配和涂撒設(shè)備，并且用于降下建造平臺(tái)。處理器108基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器185中的幾何數(shù)據(jù)來(lái)控制光學(xué)器件，使得該物品(物體加支撐件)是根據(jù)幾何數(shù)據(jù)中所描述的來(lái)建造的。因而，幾何數(shù)據(jù)包括關(guān)于待被建造的物體以及待與物體同時(shí)被建造的支撐件的數(shù)據(jù)，支撐件防止物體在建造期間變形。幾何數(shù)據(jù)還界定在增材制造工藝中的每個(gè)階段處待被建造的固結(jié)層，以形成物體和支撐件。該幾何數(shù)據(jù)可以從諸如計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)棒之類(lèi)的合適源上載。
[0052]現(xiàn)在參照?qǐng)D5至圖14，將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例生成幾何數(shù)據(jù)的方法。提供物體數(shù)據(jù)，諸如從外部源輸入的呈CAD數(shù)據(jù)格式的物體的三維表示圖。CAD數(shù)據(jù)可以被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)格式，諸如標(biāo)準(zhǔn)曲面細(xì)分語(yǔ)言(STL)，其僅將物體的表面幾何形狀描述成一組經(jīng)細(xì)分的三角形，而不具有可在CAD數(shù)據(jù)中描述的物體的其它特性，諸如顏色、紋理等。
[0053]然后用戶(hù)或者計(jì)算機(jī)相對(duì)于期望的建造方向取向物體。取向的選擇可以取決于許多因素，諸如使建造期間可能發(fā)生的應(yīng)力最小化和建造的時(shí)間。通常取向?qū)⑹窍鄬?duì)因素之間的折衷。
[0054]在物體取向之后，可以設(shè)計(jì)在建造期間用于支撐物體的面向下的表面的支撐件。支撐件的位置可以以完全自動(dòng)的方式完成或者可以結(jié)合用于支撐件的位置的自動(dòng)識(shí)別和手動(dòng)識(shí)別。
[0055]為了自動(dòng)地生成支撐件106，計(jì)算機(jī)首先在301處識(shí)別物體的在選擇性的激光熔融工藝期間被認(rèn)為不需要添加支撐件的自支撐區(qū)域和物體的在選擇性的激光熔融工藝期間被認(rèn)為需要添加支撐件的非自支撐區(qū)域，以防止該區(qū)域在建造期間變形。區(qū)域是否被認(rèn)為是自支撐的可以取決于由用戶(hù)設(shè)定的參數(shù)并且可以針對(duì)不同的建造而不同。例如，區(qū)域是否是自支撐的可以取決于以下參數(shù)，諸如用于建造的材料、激光器功率、暴露時(shí)間、斑點(diǎn)距離、掃描速度和斑點(diǎn)直徑。然而，在該實(shí)施例中，用戶(hù)設(shè)定到垂面的自支撐閾值角，在自支撐閾值角以下的區(qū)域被認(rèn)為是自支撐的。例如，可以選擇自支撐閾值角是45度的角。
[0056]圖5示出了包括被支撐區(qū)域205a至205d和未被支撐區(qū)域206a至206c的物體204的截面圖。未被支撐區(qū)域206a至206c的范圍(邊界)由以下的線來(lái)界定:在該線處，表面從處于自支撐閾值角以下的角過(guò)渡到自支撐閾值角以上的角。例如，在圖5中，示出了閾值點(diǎn)207a至207e和208。
[0057]一旦已識(shí)別出待被支撐的區(qū)域，則可以確定形成每個(gè)區(qū)域的邊界的線段是否由物體的在這些線段之下的部分充分地支撐(所謂的“被支撐線段”)。在該實(shí)施例中，如果線段正下面的表面與垂面成支撐閾值角以下的角，則線段被識(shí)別為被支撐線段。支撐閾值角可以由用戶(hù)設(shè)定并且是取決于材料的。例如，支撐閾值角將通常為大約15度。
[0058]閾值點(diǎn)207a至207e是沿著未被支撐線段的點(diǎn)，因?yàn)楸砻?06a、205c、206b和206c與垂面成支撐閾值角以上的角，而點(diǎn)208是沿著被支撐線段的點(diǎn)，因?yàn)楸砻?05d與垂面成小于支撐閾值角的角。
[0059]如圖5中所示的，由于雙重角標(biāo)準(zhǔn)，因此可能具有區(qū)域205c，其不需要支撐但被認(rèn)為不提供用于點(diǎn)(諸如207b)的支撐，這是因?yàn)楸砻?05c處于在自支撐角閾值以下但是在支撐角閾值以上的角度Θ。
[0060]參照?qǐng)D6，在此實(shí)施方式中，從用于界定物體的三角形209識(shí)別非自支撐區(qū)域。算法遍歷三角形209來(lái)搜索違反了自支撐角閾值(例如，這可以通過(guò)查看三角形的法線相對(duì)于垂面的角來(lái)完成)的三角形209a至209d。違反角度標(biāo)準(zhǔn)的三角形(諸如209d)被標(biāo)記區(qū)域ID，在圖6中由01和02示出。一旦三角形209c已被發(fā)現(xiàn)違反角度標(biāo)準(zhǔn)，則檢查相鄰的三角形以確定它們是否也違反角度標(biāo)準(zhǔn)。如果相鄰的三角形(諸如209c)確實(shí)違反了角度標(biāo)準(zhǔn)，則該三角形被標(biāo)記相同的區(qū)域ID。此過(guò)程被重復(fù)直到該區(qū)域的所有相鄰的三角形都被發(fā)現(xiàn)滿(mǎn)足角度標(biāo)準(zhǔn)。例如，區(qū)域01僅延伸得與三角形209c和209d—樣遠(yuǎn)，這是因?yàn)樗膫€(gè)相鄰的三角形(示出了其中的三個(gè)209e至209g)滿(mǎn)足角度標(biāo)準(zhǔn)。搜索剩下的三角形209，并且如果另外的三角形(諸如209a和209b)被發(fā)現(xiàn)違反了角度標(biāo)準(zhǔn)，則這些三角形被標(biāo)記不同的區(qū)域ID，諸如02。當(dāng)所有三角形209都已經(jīng)被檢查時(shí)，該過(guò)程結(jié)束。
[0061]每個(gè)完全不同的區(qū)域01、02是待生成用于其的支撐件的區(qū)域。
[0062]在步驟302中，識(shí)別每個(gè)區(qū)域01、02的線段207&、20713、207(3和208。需要支撐的區(qū)域的邊界是沿著界定該區(qū)域的三角形邊緣行進(jìn)的線段207a、207b、207c和208的封閉折線。一旦已發(fā)現(xiàn)線段207a、207b、207c和208，則對(duì)于每個(gè)線段207a、207b、207c和208，確定該線段是被支撐線段208還是未被支撐線段207a、207b、207c。該確定是通過(guò)以下作出的:通過(guò)識(shí)別雖共用該線段但不是該區(qū)域的一部分的相鄰的三角形209e、209f、209g并且通過(guò)識(shí)別相鄰的三角形是否在與其共用該線段的三角形之下以及該三角形的平面與垂面所成的角度是否在支撐閾值角之下。因此，在圖6中，三角形209e被認(rèn)為是用于線段208的支撐三角形，而三角形209f和209g不是用于線段207a、207b、207c的支撐三角形。因而，線段208被確定為是被支撐線段，而線段207a、207b和207c被認(rèn)為是未被支撐線段。使用相同的分析，區(qū)域02的線段207d至207g都被確定為是未被支撐線段。
[0063]從以上的描述可以理解的是，不需要支撐的表面并不必需提供用于上方表面的足夠的支撐。為此，存在單獨(dú)的角度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定區(qū)域是否需要支撐和該區(qū)域的邊界的線段是否被充分地支撐。
[0064]現(xiàn)在將參照?qǐng)D7描述用于生成用于區(qū)域的邊緣支撐件的布置的方法。在303處針對(duì)由未被支撐線段207形成的每個(gè)折線來(lái)識(shí)別用于邊緣支撐件211的位置?；谖幢恢尉€段207的位置和針對(duì)邊緣支撐件的給定的設(shè)定間隔d來(lái)識(shí)別用于邊緣支撐件的位置。設(shè)定間隔d可以由用戶(hù)來(lái)定義。邊緣支撐件還距任何被支撐線段208—設(shè)定距離(諸如設(shè)定間隔d)被定位。
[0065]首先，基于區(qū)域206的一個(gè)被支撐線段208/每個(gè)被支撐線段208的位置而針對(duì)區(qū)域206確定排除區(qū)/區(qū)域210。排除區(qū)是區(qū)域206的在距支撐線段的距離d內(nèi)的區(qū)部。距離d可以在水平面內(nèi)被測(cè)量而不是沿區(qū)域的表面被測(cè)量。當(dāng)在沿著未被支撐線段207的折線的方向(如由箭頭表示)移動(dòng)時(shí)，用于第一邊緣支撐件211a的位置在排除區(qū)210的邊緣處的未被支撐線段207a上識(shí)別或者從該未被支撐線段207a略微嵌入。沿著折線前進(jìn)的方向基于“卷繞順序”，該卷繞順序是指區(qū)域相對(duì)于前進(jìn)方向的位置(左或者右)。在該實(shí)施方式中，卷繞順序是將該區(qū)域保持到右側(cè)。
[0066]對(duì)于該邊緣支撐件211a生成排除區(qū)213，并且當(dāng)沿著未被支撐線段207的折線在經(jīng)指定卷繞方向上繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，用于另一邊緣支撐件211b的位置在該排除區(qū)213的邊緣處沿著未被支撐線段207a被識(shí)別或者從該未被支撐線段207a略微嵌入。用于邊緣支撐件211的位置繼續(xù)沿著由未被支撐線段207a、207b、207c形成的折線以該方式被識(shí)別。從邊緣支撐件211c能夠看出，邊緣支撐件之間的間隔是基于二維點(diǎn)距離而不是基于沿著折線的距離。這樣，實(shí)現(xiàn)邊緣支撐件的適當(dāng)密度。
[0067]最后的邊緣支撐件和被支撐線段之間的間隔(在未被支撐線段的開(kāi)放折線的情況下)或者最后的邊緣支撐件和第一邊緣支撐件之間的間隔(在未被支撐線段的封閉折線的情況下)可以為不是設(shè)定間隔d的間隔。在該實(shí)施方式中，如果確定了下一個(gè)邊緣支撐件212將位于被支撐線段208/第一邊緣支撐件21 Ia的0.5d內(nèi)，則決定邊緣支撐件212不應(yīng)被設(shè)置在該位置并且用于沿該折線確定邊緣支撐件的位置的算法被終止。然而，如果用于邊緣支撐件212的所識(shí)別位置距被支撐線段/第一邊緣支撐件比0.5d還遠(yuǎn)，則該位置被識(shí)別為適用于邊緣支撐件212。因而，折線的最后的邊緣支撐件可以位于被支撐線段/第一邊緣支撐件的0.5d至1.5d內(nèi)。
[0068]對(duì)于未被支撐線段207的所有折線都以該方式確定用于邊緣支撐件的位置。
[0069]每個(gè)邊緣支撐件211還被給予用于偏移和對(duì)準(zhǔn)方向性支撐件的取向。在該實(shí)施方式中，對(duì)于給定的邊緣支撐件位置，該取向是豎直z軸線和連接兩個(gè)相鄰的邊緣支撐件的線的叉積。該支撐件基于所確定的取向而偏移和/或?qū)?zhǔn)。每個(gè)邊緣支撐件均可以從未被支撐線段偏移邊緣支撐件與物體相接之處的邊緣支撐件的半徑。每個(gè)支撐件與物體相接之處的支撐件的半徑/寬度可以小于支撐件的更低部分的半徑/寬度，這是因?yàn)樵撝渭梢猿蚪咏矬w的端部成尖端，以提供當(dāng)從物體移除支撐件時(shí)能夠更容易斷裂的削弱/脆弱部。
[0070]如果用戶(hù)認(rèn)為這是適當(dāng)?shù)幕蛘咝枰模瑒t用戶(hù)還可以通過(guò)手動(dòng)識(shí)別位置來(lái)生成另外的邊緣支撐件。
[0071]參照?qǐng)D8至圖13，一旦邊緣支撐件211的位置已被識(shí)別出，則在304處橫穿每個(gè)未被支撐表面206生成節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格214(這在圖8的放大部分中被最清楚地示出)。節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格是水平面中的2-D網(wǎng)格在未被支撐表面206上的投影。因而，基于表面與水平線之間的角度，該表面上的節(jié)點(diǎn)之間的距離可以與水平面中的節(jié)點(diǎn)之間的距離不同。與三維空間中的處理相比，基于二維網(wǎng)格確定區(qū)域支撐件的位置簡(jiǎn)化了處理。
[0072]在步驟305中，基于節(jié)點(diǎn)距支撐結(jié)構(gòu)的距離生成用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值，該支撐結(jié)構(gòu)諸如為定界區(qū)域206和邊緣支撐件211(其位置已經(jīng)在區(qū)域206上被識(shí)別出)的支撐線段208。在圖8中，未示出被支撐線段。圖8中的放大部分示出了邊緣支撐件的位置211和基于每個(gè)節(jié)點(diǎn)距邊緣支撐件211的距離針對(duì)該節(jié)點(diǎn)計(jì)算出的值。圖8的未放大部分示出了給予節(jié)點(diǎn)的值作為橫穿未被支撐表面的熱圖，其中淺色指示距支撐件較遠(yuǎn)的“熱”區(qū)域，并且深區(qū)域指示距支撐件較近的“冷”區(qū)域。
[0073]—旦用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值已被確定，則在306確定是否任何節(jié)點(diǎn)具有在節(jié)點(diǎn)和支撐件之間的最大可允許間隔(限定排出區(qū))以上的值。最大可允許間隔可以由用戶(hù)設(shè)定并且可以得自指定用于邊緣支撐件的設(shè)定間隔d。
[0074]例如，最大可允許間隔可以是d/2。如果一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)具有大于最大可允許間隔的值，則在307在具有距現(xiàn)有的支撐件并且(如果存在)距支撐線段的最大距離的節(jié)點(diǎn)處指定用于區(qū)域支撐件的位置。圖9中示出此步驟，其中在未被支撐表面的中央識(shí)別用于區(qū)域支撐件的位置，并且圖9的熱圖示出了基于將區(qū)域支撐件定位在該位置而重新確定的用于節(jié)點(diǎn)的值。
[0075]這些步驟被重復(fù)直到所有節(jié)點(diǎn)均具有最大可允許距離以下的值。在308處，在該點(diǎn)處算法被終止。圖9至圖13示出了算法的進(jìn)展，其中正在被識(shí)別用于區(qū)域支撐件的位置并且基于支撐件的新識(shí)別出的位置重新計(jì)算節(jié)點(diǎn)值。(應(yīng)注意，針對(duì)每個(gè)圖9至圖13溫標(biāo)變化)。從圖13能夠看出，每個(gè)區(qū)域支撐件和其相鄰的區(qū)域支撐件之間的間隔近似相同，沒(méi)有哪個(gè)區(qū)域支撐件定位得距其它支撐件更近或更遠(yuǎn)，以使得每個(gè)支撐件均提供相當(dāng)?shù)闹喂δ?。這樣，避免了多余的支撐或者太少的支撐。
[0076]節(jié)點(diǎn)寬度能夠通過(guò)由用戶(hù)選擇節(jié)點(diǎn)寬度來(lái)改變。選擇較小的節(jié)點(diǎn)寬度可以提高區(qū)域支撐件的放置精度，而選擇較大的節(jié)點(diǎn)寬度可以提高確定區(qū)域支撐件的位置的處理速度。在該實(shí)施方式中，用戶(hù)被限制為選擇比節(jié)點(diǎn)和支撐件之間的最大間隔小的節(jié)點(diǎn)寬度，諸如節(jié)點(diǎn)間隔的50 %或以下，并且優(yōu)選地為節(jié)點(diǎn)間隔的10 %或以下。
[0077]對(duì)于邊緣支撐件和區(qū)域支撐件，通過(guò)將支撐件向下沿豎直z方向投影直到其與物體的另一部分或者基板相接，借此確定支撐件的遠(yuǎn)離被支撐的表面206的端部的位置(終止點(diǎn))。然而，將理解的是，除了豎直支撐件，還可以使用其它支撐結(jié)構(gòu)，諸如將支撐件固結(jié)到樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中，諸如US5595703中所述的。
[0078]一旦支撐件已被設(shè)計(jì)出，則支撐件可以被切分以界定待在增材制造工藝中建造的層，并且為每個(gè)切片確定掃描路徑。幾何數(shù)據(jù)接著被傳送到增材制造設(shè)備100的存儲(chǔ)器185。在建造期間，設(shè)備上的處理器108讀取指示并且適當(dāng)?shù)乜刂萍す馄?05和光學(xué)器件106以根據(jù)以幾何數(shù)據(jù)界定的掃描路徑以逐層的方式來(lái)建造物體和支撐件。
[0079]在建造之后，將物體從機(jī)器移除并且將支撐件從物體切除。
[0080]現(xiàn)在將參照?qǐng)D15描述本發(fā)明的另一實(shí)施方式。在圖15中，物體的區(qū)域是否待被支撐是基于為物體確定的層(切片)417。在將描述物體的STL文件處理成指令以驅(qū)動(dòng)增材制造機(jī)程期間，從STL文件中描述的幾何物體來(lái)確定在增材制造工藝期間待被固化的連續(xù)層417。對(duì)于每個(gè)伸出層417’，確定從層417’的伸出邊緣至下面的層的邊緣的距離L。如果距離L大于閾值距離(由圖15中的箭頭指示)，則層417’被識(shí)別為需要支撐的層417’。在圖15中，層406a、406b的伸出部分滿(mǎn)足設(shè)置支撐件的標(biāo)準(zhǔn)，而層405不滿(mǎn)足該標(biāo)準(zhǔn)。因此可以根據(jù)以上針對(duì)第一實(shí)施方式所述的方法針對(duì)每個(gè)層417’設(shè)計(jì)支撐件。支撐件可以針對(duì)每個(gè)層417’被單獨(dú)地確定或者層417’可以被一起成組為區(qū)域，諸如成組為406a的層，針對(duì)由該組界定的區(qū)域來(lái)確定支撐件。該方法可以避免在建造期間存在大的未被支撐區(qū)域(當(dāng)定位支撐件時(shí)不考慮分層結(jié)構(gòu)可能發(fā)生這種情況)。
[0081]在不脫離如本文所限定的發(fā)明的情況下，可以對(duì)以上所述的實(shí)施方式進(jìn)行改變和修改。例如，節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格可以包括另一規(guī)則的平鋪，諸如三角形或者六角形網(wǎng)格。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生成建造幾何數(shù)據(jù)的方法，該幾何數(shù)據(jù)將用于建造物體，該物體是使用逐層增材制造工藝而建造，所述方法包括: 提供界定所述物體的物體數(shù)據(jù)，根據(jù)所述物體數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別將在所述增材制造工藝期間被支撐的所述物體的表面的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域;以及 對(duì)于所述區(qū)域或者每個(gè)區(qū)域，識(shí)別將為所述區(qū)域提供支撐的一個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，在所述區(qū)域內(nèi)生成支撐件的布置，其中根據(jù)所述支撐結(jié)構(gòu)的位置來(lái)得出所述布置的每個(gè)支撐件相對(duì)于所述布置的其它支撐件的支撐位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)支撐件在所述布置內(nèi)的相對(duì)位置直接或間接地根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的位置而得出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述布置的每個(gè)支撐件的位置根據(jù)所述支撐件距布置在所述區(qū)域內(nèi)的其它支撐件的距離來(lái)確定。4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的方法，其中，確定所述布置的每個(gè)支撐件的位置使得所述支撐件位于距相鄰的支撐件的預(yù)設(shè)距離之外。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，生成支撐件的布置包括，重復(fù)地確定所述區(qū)域內(nèi)的一組分解點(diǎn)距已被識(shí)別出的所述支撐件的位置的距離，并且基于所確定的距離識(shí)別用于所述布置的在分解點(diǎn)處的另一支撐件的位置，直到滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)終止標(biāo)準(zhǔn)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)終止標(biāo)準(zhǔn)包括這樣的標(biāo)準(zhǔn):所述區(qū)域中沒(méi)有分解點(diǎn)離其中一個(gè)支撐件或者所述一個(gè)或多個(gè)支撐件結(jié)構(gòu)超過(guò)預(yù)設(shè)距離。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括針對(duì)每個(gè)區(qū)域識(shí)別所述區(qū)域的邊界的一個(gè)或多個(gè)未被支撐的線段并且基于所述未被支撐線段的位置識(shí)別用于邊緣支撐件的布置的位置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述邊緣支撐件以對(duì)應(yīng)于所述未被支撐線段或者每個(gè)未被支撐線段的形狀的模式布置。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括識(shí)別用于每個(gè)邊緣支撐件的位置，使得相鄰的邊緣支撐件被安置成分開(kāi)預(yù)定距離。10.—種生成建造幾何數(shù)據(jù)的方法，該幾何數(shù)據(jù)將用于建造物體，該物體是使用逐層增材制造工藝而建造，所述方法包括: 提供界定所述物體的物體數(shù)據(jù)，根據(jù)所述物體數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別將在所述增材制造工藝期間被支撐的所述物體的表面的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域;以及 對(duì)于所述區(qū)域或者每個(gè)區(qū)域，生成支撐件的布置，其中生成支撐件的布置包括識(shí)別被認(rèn)為將由所述布置的支撐件支撐的所述區(qū)域的排除區(qū)，并且識(shí)別在所述區(qū)域內(nèi)且在所述排除區(qū)之外的用于所述布置的另外的支撐件的位置。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，通過(guò)以順次的方式識(shí)別用于所述布置的每個(gè)支撐件的位置而生成支撐件的所述布置，其中，對(duì)于每個(gè)支撐件，基于已針對(duì)所述布置的支撐件識(shí)別出的位置確定排除區(qū)，并且在所述區(qū)域內(nèi)且在所述排除區(qū)之外識(shí)別用于所述支撐件的位置。12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的方法，其中，支撐件的所述布置是邊緣支撐件的布置，這些邊緣支撐件的位置在所述區(qū)域的邊界的一個(gè)或多個(gè)未被支撐線段的折線處或者靠近該折線處而被識(shí)別。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述邊緣支撐件被安置成足夠接近所述折線，使得所述折線落于所述邊緣支撐件的所述排除區(qū)內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，識(shí)別每個(gè)邊緣支撐件的位置以使得所述邊緣支撐件的中心從一個(gè)未被支撐線段處嵌入所述支撐件的厚度的至少一半。15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括，對(duì)于每個(gè)區(qū)域，識(shí)別所述區(qū)域的邊界的一個(gè)或多個(gè)被支撐線段，其中，支撐件的所述布置是基于所述被支撐線段或者每個(gè)被支撐線段的位置的。16.—種生成建造幾何數(shù)據(jù)的方法，該幾何數(shù)據(jù)將用于建造物體，該物體是使用逐層增材制造工藝而建造，所述方法包括: 提供界定所述物體的物體數(shù)據(jù)，根據(jù)所述物體數(shù)據(jù)識(shí)別將在所述增材制造工藝期間被支撐的所述物體的表面的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域;以及 對(duì)于每個(gè)區(qū)域，識(shí)別所述區(qū)域的邊界的一個(gè)或多個(gè)被支撐線段，并且生成用于支撐所述區(qū)域的支撐件的布置，所述布置基于所述被支撐線段或者每個(gè)被支撐線段的位置。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，通過(guò)將每個(gè)支撐件與所述被支撐線段或者每個(gè)被支撐線段間隔開(kāi)至少設(shè)定距離，來(lái)確定支撐件的所述布置或者每個(gè)布置。18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，識(shí)別待被支撐的區(qū)域包括識(shí)別具有這樣邊界的區(qū)域:在該邊界處，所述物體的表面從預(yù)設(shè)定的自支撐閾值角以上過(guò)渡到自支撐角以下。19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，確定所述區(qū)域的線段是未被支撐線段還是被支撐線段包括確定在所述線段的正下方的部分的表面是否處于與垂面成支撐閾值角以下的角度。20.—種在其上存儲(chǔ)有指令的數(shù)據(jù)載體，該指令當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)使得所述處理器執(zhí)行權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK106029343SQ201480075674
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日
【發(fā)明人】伊恩·安斯沃思, 杰弗里·大衛(wèi)·雷納, 邁克爾·約瑟夫·麥克利蘭, 拉姆庫(kù)馬爾·瑞瓦努爾, 本·伊恩·費(fèi)拉爾
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