一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及3D打印多激光控制技术领域，尤其涉及一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置及方法，控制装置包括均与上位机连接的左扫描偏置单元、右扫描偏置单元、左边能量发生器和右边能量发生器，左扫描偏置单元与左边能量发生器连接，右扫描偏置单元与右边能量发生器连接。上位机包括：能量发生器控制模块、扫描偏置控制模块、运控控制模块、打印文件解析模块、分区控制模块与执行模块。本发明专利技术可以均匀的分配左右两个区域打印任务，提高打印效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置及方法


[0001]本专利技术涉及3D打印多激光控制
，尤其涉及一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置及方法。

技术介绍

[0002]3D打印是利用CAD三维设计的结果和逐层堆积的方式制造零件，采用与传统减材制造技术完全相反的方式，通过软件分层离散和数控成型系统，利用能量发生器、热熔喷头等方式将金属粉末、光敏树脂、塑料、蜡等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。
[0003]多能量发生器协同工作比单个能量发生器工作具有打印速度更快、打印时间更短的特点，广泛应用于大尺寸零件加工或者对时效要求高的义齿行业。由于多能量发生器在打印某些零件时，由于受限于光路的覆盖范围，导致一个完整的零件分割成两个部分，由两个不同的能量发生器对其进行加工，两个能量发生器运行轨迹在拼接处由于受到本身器件精度、温漂、材料缩收等影响，使得打印完成后的零件表面上存在错位痕，影响零件尺寸精度和力学性能。
[0004]解决上述问题的可以从多方面多角度去构思解决方案。如从工艺的角度去调整打印参数解决，从矫正的角度，增加检测点，提升矫正数据样本量，但都无法从根源上解决拼接问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置及方法，解决了多能量发生器打印时的拼接误差缺陷。
[0006]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置，所述控制装置包括均与上位机连接的左扫描偏置单元、右扫描偏置单元、左边能量发生器和右边能量发生器，所述的左扫描偏置单元与左边能量发生器连接，所述的右扫描偏置单元与右边能量发生器连接，
[0007]所述的上位机包括：能量发生器控制模块、扫描偏置控制模块、运控控制模块、打印文件解析模块、分区控制模块与执行模块；
[0008]所述能量发生器控制模块，用来控制左边能量发生器和右边能量发生器发出的能量大小，控制左边能量发生器和右边能量发生器的开关；
[0009]所述扫描偏置控制模块，根据所需要打印零件的二维图像，将能量打到指定位置；
[0010]所述运动控制模块，根据能量发生器控制模块、扫描偏置控制模块，再配合机械运动来最终实现零件打印；
[0011]所述打印文件解析模块，用于解析欲打印零件的数据格式；
[0012]所述分区控制模块，用于零件的所属区域划分；判断每个需要打印的零件包围盒信息中的X最小值、X最大值和两个拼接区域边界线X方向上的位置关系，确定每个打印零件
属于A区域、B区域、AB公共区域或者三区；
[0013]所述执行模块，根据分区控制模块获取到的数据分别控制左扫描偏置单元、右扫描偏置单元、左边能量发生器和右边能量发生器协同工作。
[0014]作为本专利技术的优化方案，所述打印文件解析模块用于解析出每个零件的包围盒信息，包围盒信息包括：零件的横坐标X最小值Xmin、X最大值Xmax，零件的纵坐标Y最小值Ymin和Y最大值Ymax，以及零件Z轴方向上的Z最小值Zmin和Z轴方向上的Z最大值Zmax数据。
[0015]作为本专利技术的优化方案，所述两个拼接区域边界线横坐标分别为
‑
X和X，横坐标X及左边区域为左边能量发生器打印范围，为A区域；横坐标
‑
X以及右边区域为右边能量发生器打印范围，为B区域；以横坐标
‑
X到横坐标X包含的区域为左边能量发生器和右边能量发生器交叉重叠打印范围，成为AB重合区域，当且A、B、AB三者共有的区域为跨三区区域。
[0016]作为本专利技术的优化方案，分区控制模块用于对导入的零件文件进行区域划分，运用面积域计算方法，计算每个区域相对应的打印数据。
[0017]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：采用一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置进行分区控制的方法，所述方法包括如下步骤：
[0018]步骤1：解析需要打印的零件文件数据格式；
[0019]步骤2：给文件中的每个打印零件划分所属区域，即判断每份打印数据的零件包围盒信息中的Xmin和Xmax值同两条分界线
‑
X和X的竖向直线的大小关系，确定每份打印数据属于A区域、B区域、AB公共区域还是跨三区区域；
[0020]步骤3：如果需要打印的零件属于A区域，就将该零件数据加入到左边能量发生器控制的A数据数组链表；如果需要打印的零件属于B区域，就将该零件数据加入到右边能量发生器控制B数据数组链表中；
[0021]步骤4：如果打印零件属于AB公共区域，则该零件数据根据A和B数据数组链表中的面积域和大小来分配给相对应的区域，使得左边能量发生器和右边能量发生器工作量均衡；
[0022]步骤5：如果打印的零件属于跨三区，则零件摆放位置需要调整，用户进行相应的旋转或者移动操作处理；
[0023]步骤6：启动线程，根据上述获取到的数据分别控制左扫描偏置单元、右扫描偏置单元、左边能量发生器和右边能量发生器协同工作。
[0024]作为本专利技术的优化方案，步骤2具体包括：
[0025]步骤2
‑
1：如果打印零件包围盒位置满足：Xmax<
‑
X，则该份打印数据属于A区域内；
[0026]步骤2
‑
2：如果打印零件包围盒位置满足：Xmax<X，同时Xmin<
‑
X，则该份打印数据属于A区域内；
[0027]步骤2
‑
3：如果打印零件包围盒位置满足：Xmax<X，同时Xmin>X，即该零件属于中间区域，则该份打印数据属于AB公共区域；
[0028]步骤2
‑
4：如果打印零件包围盒位置满足：Xmax>X，同时Xmin>
‑
X，则该份打印数据属于B区域内；
[0029]步骤2
‑
5：如果打印零件包围盒位置满足：Xmax>X，同时Xmin<
‑
X，则该份打印数据属于跨三区，需要提醒用户。
[0030]作为本专利技术的优化方案，所述步骤4具体包括：
[0031]步骤4
‑
1：如果AB公共区域数据链表不为空，则进行公共区域数据分配；
[0032]步骤4
‑
2：分别计算A区域和B区域数据数组链表中各零件所包含的面积域总和；
[0033]步骤4
‑
3：如果A区域面积域总和大于B区域面积域总和，此时说明A区域中零件数量大于B区域零件数量，取一份AB公共区域的数据与B区域进行面积域相加；
[0034]步骤4
‑
4：根据步骤4
‑
3中新计算的面积域，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置，其特征在于：所述控制装置包括均与上位机连接的左扫描偏置单元、右扫描偏置单元、左边能量发生器和右边能量发生器，所述的左扫描偏置单元与左边能量发生器连接，所述的右扫描偏置单元与右边能量发生器连接，所述的上位机包括：能量发生器控制模块、扫描偏置控制模块、运控控制模块、打印文件解析模块、分区控制模块与执行模块；所述能量发生器控制模块，用来控制左边能量发生器和右边能量发生器发出的能量大小，控制左边能量发生器和右边能量发生器的开关；所述扫描偏置控制模块，根据所需要打印零件的二维图像，将能量打到指定位置；所述运动控制模块，根据能量发生器控制模块、扫描偏置控制模块，再配合机械运动来最终实现零件打印；所述打印文件解析模块，用于解析欲打印零件的数据格式；所述分区控制模块，用于零件的所属区域划分；判断每个需要打印的零件包围盒信息中的X最小值、X最大值和两个拼接区域边界线X方向上的位置关系，确定每个打印零件属于A区域、B区域、AB公共区域或者三区；所述执行模块，根据分区控制模块获取到的数据分别控制左扫描偏置单元、右扫描偏置单元、左边能量发生器和右边能量发生器协同工作。2.根据权利要求1所述的一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置，其特征在于：所述打印文件解析模块用于解析出每个零件的包围盒信息，包围盒信息包括：零件的横坐标X最小值Xmin、X最大值Xmax，零件的纵坐标Y最小值Ymin和Y最大值Ymax，以及零件Z轴方向上的Z最小值Zmin和Z轴方向上的Z最大值Zmax数据。3.根据权利要求2所述的一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置，其特征在于：所述两个拼接区域边界线横坐标分别为
‑
X和X，横坐标X及左边区域为左边能量发生器打印范围，为A区域；横坐标
‑
X以及右边区域为右边能量发生器打印范围，为B区域；以横坐标
‑
X到横坐标X包含的区域为左边能量发生器和右边能量发生器交叉重叠打印范围，成为AB重合区域，当且A、B、AB三者共有的区域为跨三区区域。4.根据权利要求3所述的一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置，其特征在于：所述分区控制模块用于对导入的零件文件进行区域划分，运用面积域计算方法，计算每个区域相对应的打印数据。5.采用权利要求1所述的一种面积域方式计算的3D打印零件分区控制装置进行分区控制的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤1：解析需要打印的零件文件数据格式；步骤2：给文件中的每个打印零件划分所属区域，即判断每份打印数据的零件包围盒信息中的Xmin和Xmax值同两条分界线
‑
X和X的竖向直线的大小关系，确定每份打印数据属于A区域、B区域、AB公共区域还是跨三区区域；步骤3：如果需要打印的零件属于A区域，就将该零件数据加入到左边能量发生器控制的A数据数组链表；如果需要打印的零件属于B区域，就将该零件数据加入到右边能量发生器控制B数据数组链表中；步骤4：如果打印零件属于AB公共区域，则该零件数据根据A和B数据数组链表中的面积
域和大小来分配给相对应的区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：施坜圆，王志涛，
申请(专利权)人：南京铖联激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：