基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法，包括如下步骤：获取3D打印构件的高度、允许误差值以及标准层的层高；依据3D打印构件的高度和标准层的层高计算得出打印层数及剩余高度；根据打印层数及打印材料计算得出所有标准层的累计压缩变形量；将剩余高度和累计压缩变形量求和作为舍弃层的层高，判断舍弃层的层高与允许误差值的大小，若舍弃层的层高小于等于允许误差值，则舍弃打印舍弃层，若舍弃层的层高大于允许误差值，则于舍弃层处打印一层标准层。本发明专利技术在计算舍弃层的层高时考虑了所有标准层的累计压缩变形量，从而能够提高3D打印构件高度的精度，减小误差。

【技术实现步骤摘要】
基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法及系统
本专利技术涉及3D打印
，特指一种基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法及系统。
技术介绍
目前使用逐层打印工艺的3D打印技术(如FDM(FusedDepositionModeling，熔融沉积成型)技术)，构件误差大多按照打印层厚来控制，即对切片后的数字模型，在打印高度方向上最后一层层高与打印层厚度进行对比，按照四舍五入的原则，决定继续打印一层还是直接舍弃。而该最后一层层高的计算是根据构件总高度减去打印层数与打印层厚度的乘积得到的，但各打印层在硬化之前会因受到重力挤压而发生压缩变形，导致各打印层的实际厚度要小于打印层的设计厚度，也就使得3D打印构件的最终高度的误差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法及系统，解决现有的3D打印由于打印层硬化之间发生压缩变形而使得3D打印构件的最终高度的误差较大的问题。实现上述目的的技术方案是：本专利技术提供了一种基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法，包括如下步骤：获取3D打印构件的高度和允许误差值；获取3D打印的标准层的层高；依据所述3D打印构件的高度和所述标准层的层高计算得出打印层数及剩余高度；根据所述打印层数及打印材料计算得出所有标准层的累计压缩变形量；以及将所述剩余高度和所述累计压缩变形量求和作为舍弃层的层高，判断所述舍弃层的层高与所述允许误差值的大小，若所述舍弃层的层高小于等于所述允许误差值，则舍弃打印所述舍弃层，若所述舍弃层的层高大于所述允许误差值，则于所述舍弃层处打印一层标准层。本专利技术提供了一种3D打印舍弃层处理方法，在计算舍弃层的层高时考虑了所有标准层的累计压缩变形量，也即将累计压缩变形量和剩余高度求和作为舍弃层的层高，进而在判断该舍弃层与允许误差值的大小，若舍弃层的层高在允许误差范围内则直接舍弃最后一层不打印，若该舍弃层的层高超出了允许误差范围，则多打印一层标准层，从而能够提高3D打印构件高度的精度，减小误差。本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法的进一步改进在于，根据所述打印层数及打印材料计算得出所有标准层的累计压缩变形量的步骤，包括：获取打印材料的容重以及一层标准层的硬化时间；获取打印一层标准层的时间；根据如下公式一计算第一层至第N-m层的第一压缩变形量：根据如下公式二计算第N-m+1层至第N层的第二压缩变形量：公式一和公式二中，ξ1为第一压缩变形量，ξ2为第二压缩变形量，Δhi为第i层的累计变形量，γ为打印材料的容重，hi为第i层的层高，hi+j为第i+j层的层高，N为打印层数，m等于一层标准层的硬化时间除以打印一层标准层的时间的计算结果向下取整数，E(Ti)为Ti时刻对应的变形模量，Ti为第i层打印完成的时刻，E(Ti+j)为Ti+j时刻对应的变形模量，Ti+j为第i+j层打印完成的时刻；将所述第一压缩变形量和所述第二压缩变形量求和以得出所述累计压缩变形量。本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法的进一步改进在于，所述允许误差值依据所述3D打印构件的高度设定，在判断得到所述舍弃层的层高大于所述允许误差值时，进一步判断所述标准层的层高是否小于所述舍弃层的层高与所述允许误差值之和；若否，则调整所述标准层的层高使得所述标准层的层高小于所述舍弃层的层高与所述允许误差值之和，并重新计算所述舍弃层的层高。本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法的进一步改进在于，获取3D打印的标准层的层高之后，判断所述标准层的层高是否小于所述允许误差值的两倍，若否，则调整所述标准层的层高以使得所述标准层的层高小于所述允许误差值的两倍。本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法的进一步改进在于，在调整所述标准层的层高时，同步的调节所述允许误差值的大小。本专利技术还提供了一种基于多参数量化的3D打印舍弃层处理系统，包括：输入单元，用于输入3D打印构件的高度、允许误差值和3D打印的标准层的层高；计算单元，与所述输入单元连接，用于计算得出打印层数及剩余高度，还用于计算累计压缩变形量；以及处理单元，与所述输入单元和所述计算单元连接，用于将所述剩余高度和所述累计压缩变形量求和作为舍弃层的层高，判断所述舍弃层的层高与所述允许误差值的大小，若所述舍弃层的层高小于等于所述允许误差值，则输出舍弃打印所述舍弃层的结果，若所述舍弃层的层高大于所述允许误差值，则输出于所述舍弃层处打印一层标准层的结果。本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理系统的进一步改进在于，所述计算单元包括第一计算模块和第二计算模块；所述输入单元还用于输入打印材料的容重、一层标准层的硬化时间以及打印一层标准层的时间；所述第一计算模块内存储有公式一，所述第一计算模块与所述输入单元连接并根据所述公式一计算得出第一层至第N-m层的第一压缩变形量，所述公式一为：所述第二计算模块内存储有公式二，所述第二计算模块与所述输入单元连接并根据所述公式二计算得出第N-m+1层至第N层的第二压缩变形量，所述公式二为：公式一和公式二中，ξ1为第一压缩变形量，ξ2为第二压缩变形量，Δhi为第i层的累计变形量，γ为打印材料的容重，hi为第i层的层高，hi+j为第i+j层的层高，N为打印层数，m等于一层标准层的硬化时间除以打印一层标准层的时间的计算结果向下取整数，E(Ti)为Ti时刻对应的变形模量，Ti为第i层打印完成的时刻，E(Ti+j)为Ti+j时刻对应的变形模量，Ti+j为第i+j层打印完成的时刻。本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理系统的进一步改进在于，所述第一计算模块和所述第二计算模块还与所述处理单元连接，并将计算得出第一压缩变形量和第二压缩变形量发送给所述处理单元。本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理系统的进一步改进在于，所述处理单元在判断得到所述舍弃层的层高大于所述允许误差值时，进一步判断所述标准层的层高是否小于所述舍弃层的层高与所述允许误差值之和，若否，则告警提示重新输入标准层的层高。本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理系统的进一步改进在于，所述处理单元还用于判断所述标准层的层高是否小于所述允许误差值的两倍，若否，则告警提示重新输入标准层的层高。附图说明图1为本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法的流程图。图2为本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理系统的系统图。图3为本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法及系统中3D打印构件切片结构示意图。图4为本专利技术基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法及系统中计算累计压缩变形量的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参阅图1，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n获取3D打印构件的高度和允许误差值；/n获取3D打印的标准层的层高；/n依据所述3D打印构件的高度和所述标准层的层高计算得出打印层数及剩余高度；/n根据所述打印层数及打印材料计算得出所有标准层的累计压缩变形量；以及/n将所述剩余高度和所述累计压缩变形量求和作为舍弃层的层高，判断所述舍弃层的层高与所述允许误差值的大小，若所述舍弃层的层高小于等于所述允许误差值，则舍弃打印所述舍弃层，若所述舍弃层的层高大于所述允许误差值，则于所述舍弃层处打印一层标准层。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取3D打印构件的高度和允许误差值；
获取3D打印的标准层的层高；
依据所述3D打印构件的高度和所述标准层的层高计算得出打印层数及剩余高度；
根据所述打印层数及打印材料计算得出所有标准层的累计压缩变形量；以及
将所述剩余高度和所述累计压缩变形量求和作为舍弃层的层高，判断所述舍弃层的层高与所述允许误差值的大小，若所述舍弃层的层高小于等于所述允许误差值，则舍弃打印所述舍弃层，若所述舍弃层的层高大于所述允许误差值，则于所述舍弃层处打印一层标准层。


2.如权利要求1所述的基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法，其特征在于，根据所述打印层数及打印材料计算得出所有标准层的累计压缩变形量的步骤，包括：
获取打印材料的容重以及一层标准层的硬化时间；
获取打印一层标准层的时间；
根据如下公式一计算第一层至第N-m层的第一压缩变形量：






根据如下公式二计算第N-m+1层至第N层的第二压缩变形量：






公式一和公式二中，ξ1为第一压缩变形量，ξ2为第二压缩变形量，Δhi为第i层的累计变形量，γ为打印材料的容重，hi为第i层的层高，hi+j为第i+j层的层高，N为打印层数，m等于一层标准层的硬化时间除以打印一层标准层的时间的计算结果向下取整数，E(Ti)为Ti时刻对应的变形模量，Ti为第i层打印完成的时刻，E(Ti+j)为Ti+j时刻对应的变形模量，Ti+j为第i+j层打印完成的时刻；
将所述第一压缩变形量和所述第二压缩变形量求和以得出所述累计压缩变形量。


3.如权利要求1所述的基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法，其特征在于，所述允许误差值依据所述3D打印构件的高度设定，在判断得到所述舍弃层的层高大于所述允许误差值时，
进一步判断所述标准层的层高是否小于所述舍弃层的层高与所述允许误差值之和；
若否，则调整所述标准层的层高使得所述标准层的层高小于所述舍弃层的层高与所述允许误差值之和，并重新计算所述舍弃层的层高。


4.如权利要求1所述的基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法，其特征在于，获取3D打印的标准层的层高之后，判断所述标准层的层高是否小于所述允许误差值的两倍，若否，则调整所述标准层的层高以使得所述标准层的层高小于所述允许误差值的两倍。


5.如权利要求3或4所述的基于多参数量化的3D打印舍弃层处理方法，其特征在于，在调整所述标准层的层高时，同步的调节所述允许误...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕，韩立芳，白洁，王进，连春明，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31