3d打印輔助方法、裝置及3d打印的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種3D打印輔助方法、裝置及3D打印機(jī)。一種方法包括：根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向；至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。本實(shí)施例提供了一種輔助3D打印的方案。
【專利說明】3D打印輔助方法、裝置及3D打印機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)實(shí)施例涉及打印【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種3D打印輔助方法、裝置及3D打印機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的消費(fèi)級(jí)三維(3 Dimens1n，簡稱3D)打印機(jī)，大多采用熔融沉積造型(Fused Deposit1n Modeling,簡稱FDM)技術(shù)。FDM技術(shù)依賴于重力將熔融態(tài)材料固定在預(yù)定位置，在打印的過程中，如果模型的成型部分的傾斜角度較大，例如屋檐形狀或頭像中突出的鼻子形狀，則該成型部分容易發(fā)生塌陷。
[0003]通常的解決方法是在這些成型部分的位置打印額外的支撐結(jié)構(gòu)，但是打印支撐結(jié)構(gòu)本身會(huì)占用打印時(shí)間，消耗打印材料，并且即使在打印完成后切除支撐結(jié)構(gòu)，還是會(huì)留下一些接縫痕跡，影響最終成型的外觀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例的一個(gè)目的在于提供一種輔助3D打印的方案。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種3D打印輔助方法，包括:
[0006]根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向；
[0007]至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供一種3D打印輔助方法，包括:
[0009]根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向；
[0010]至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供一種3D打印輔助裝置，包括:
[0012]第一確定模塊，用于根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向；
[0013]控制模塊，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供一種3D打印輔助裝置，包括:
[0015]第一確定模塊，用于根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向；
[0016]控制模塊，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供一種3D打印機(jī)，包括:一如上所述的3D打印輔助裝置和所述非接觸式支撐裝置。
[0018]以上多個(gè)技術(shù)方案中的至少一個(gè)技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0019]本申請(qǐng)實(shí)施例通過根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向，并控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，提供了一種輔助3D打印的方案，具體地，利用非接觸式的支撐力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)部件進(jìn)行支撐，節(jié)省了打印時(shí)間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對(duì)物體外觀的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一的流程示意圖；
[0021]圖2A、2B分別為本申請(qǐng)中在打印過程中不同時(shí)刻一部件所需的支撐力的一種示意圖；
[0022]圖3A為本申請(qǐng)中一部件在一磁場中所受到的磁場力的一種示意圖；
[0023]圖3B為本申請(qǐng)中的一種磁場的產(chǎn)生示意圖；
[0024]圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例二的流程示意圖；
[0025]圖5A為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5B為圖5A所示實(shí)施例的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6A為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6B為圖6A所示實(shí)施例的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7A為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7B為圖7A所示實(shí)施例的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0032]圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一的流程示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例包括:
[0033]110、根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向。
[0034]舉例來說，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例一所述的3D打印輔助裝置作為本實(shí)施例的執(zhí)行主體，執(zhí)行110?120。其中，所述3D打印輔助裝置可以以硬件和/或軟件的形式設(shè)置在一 3D打印機(jī)中。
[0035]120、至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0036]本實(shí)施例中，110中確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、方向和大小可以是，確定所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小的具體值，或者，確定所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小所需滿足的條件。相應(yīng)地，120中可以是，至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小的具體值控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供同樣施加位置、大小和方向的作用力，或者，至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小所需滿足的條件，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供施加位置、大小和方向滿足所述條件的作用力。
[0037]可選地，控制所述非接觸式支撐裝置在所述施加位置朝所述方向?qū)λ鲋辽僖粋€(gè)部件施加所述大小的作用力。
[0038]本實(shí)施例中，所述非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供的所述作用力不是基于所述非接觸式支撐裝置與所述至少一個(gè)部件的接觸而產(chǎn)生的?？蛇x地，所述非接觸式支撐裝置不與所述至少一個(gè)部件接觸，進(jìn)一步可選地，所述非接觸式支撐裝置不與所述物體的其它部件接觸。舉例來說，所述非接觸式支撐裝置提供的所述作用力可以是，氣體的沖力或吸力，電場對(duì)帶電體的電場力，超聲波或光波的作用力等。
[0039]本實(shí)施例通過根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向，并控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，提供了一種輔助3D打印的方案，具體地，利用非接觸式的支撐力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)部件進(jìn)行支撐，節(jié)省了打印時(shí)間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對(duì)物體外觀的影響。
[0040]下面通過一些可選的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)一步地說明本實(shí)施例的方法。
[0041]本實(shí)施例中，可選地，所述打印模型文件包括但不限于:所述物體的形狀、材質(zhì)、打印順序。也就是說，在一物體的打印模型文件中至少描述了所述物體的形狀、材質(zhì)和打印順序。具體地，所述物體的形狀包括:組成所述物體的各個(gè)部分的形狀以及各個(gè)部分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；所述物體的材質(zhì)包括:組成所述物體的各個(gè)部分的材質(zhì)；所述物體的打印順序包括:組成所述物體的各個(gè)部分的打印順序，即先打印哪個(gè)部分后哪個(gè)部分。
[0042]本實(shí)施例中，由于一物體中鄰接的各部分之間存在應(yīng)力，相應(yīng)地，可以根據(jù)相互的應(yīng)力將所述物體劃分為多個(gè)部件(Parts)。由于一物體中鄰接的各部分之間的應(yīng)力可能隨著打印過程變化，可選地，所述物體中部件的劃分也可能隨著打印過程變化。
[0043]其中，有些部件在打印過程中可能需要支撐，有些部件在打印過程中可能不需要支撐?？蛇x地，本實(shí)施例在所述根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的一部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向之前，還包括:
[0044]根據(jù)所述打印模型文件，確定所述物體中在所述打印過程中需要支撐的所述至少一個(gè)部件。
[0045]舉例來說，對(duì)于每個(gè)部件，均可以根據(jù)該部件的形狀、材質(zhì)確定該部件的重心，進(jìn)一步地，至少根據(jù)該部件的重心、與該部件鄰接的各部件與該部件的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以及該部件和與該部件鄰接的各部件的打印順序，可以確定該部件是否需要支撐。
[0046]本實(shí)施例中，由于一物體中鄰接的各部件之間存在應(yīng)力，且各部件的打印順序有先后，因此，在所述物體的打印過程中各部件是否需要支撐力以及所需的支撐力可能都會(huì)有變化?？蛇x地，需要支撐的至少一個(gè)部件隨所述打印過程變化。相應(yīng)地，若所述至少一個(gè)部件隨所述打印過程變化，且110中確定的所述至少一個(gè)部件所需的支撐力隨所述打印過程變化，則120中控制所述非接觸式支撐裝置對(duì)隨所述打印過程變化的所述至少一個(gè)部件提供滿足隨所述打印過程變化所需的支撐力的作用力。
[0047]可選地，所述至少一個(gè)部件在所述打印過程中所需的支撐力的施加位置、方向和/或大小隨所述打印過程變化。舉例來說，所述所需的支撐力的施加位置隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的方向隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的大小隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的施加位置和方向均隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的施加位置和大小均隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小均隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的方向和大小均隨所述打印過程變化。
[0048]圖2A、2B分別為本申請(qǐng)中在打印過程中不同時(shí)刻一部件所需的支撐力的一種示意圖。需要說明的是，圖2A、2B中僅以垂直的二維平面示意，并不意味著對(duì)本申請(qǐng)的限制。圖2A為根據(jù)一物體的打印模型文件確定的在所述物體的打印過程中一個(gè)時(shí)刻(用tl表示)打印出的部分物體，圖2B為根據(jù)所述打印模型文件確定的在所述打印過程中又一個(gè)時(shí)刻(用t2表示)打印出的部分物體，t2>tl，在tl、t2時(shí)刻已打印出的部分物體均包括部件I和部件2。
[0049]如圖2A所示，在tl時(shí)刻，部件2對(duì)部件I在鄰接處產(chǎn)生應(yīng)力NI，NI不超過由結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等決定的部件2對(duì)部件I的最大應(yīng)力，部件I的重力為Gl，且部件I的中心與部件I和部件2的鄰接處的距離為LI，即部件I的重力的力矩為G1*L1，因此，為了保證力矩平衡，tl時(shí)刻部件I所需的支撐力Tl的力矩應(yīng)與部件I的重力Gl的力矩G1*L1相等；另外，
以垂直的二維平面為例，假設(shè)應(yīng)力NI在X軸上的分量為、在y軸上的分量為，tl
時(shí)刻部件I所需的支撐力在X軸上的分量為?Ι?、在y軸上的分量為W ,進(jìn)一步考慮到tl
時(shí)刻打印噴頭對(duì)正在打印的部件I的壓力PlJgSPl垂直向下，則為了保證部件I的受力平衡，N1、G1、T1、P1需滿足Nlx+fS=0、Ν1>;+ Τ1>'+石? +丙=0;基于上述力矩平衡和受力平衡的約束條件，可以確定部件I在tl時(shí)刻所需的支撐力Tl的施加位置、方向和大??；進(jìn)一步地，基于上述力矩平衡和受力平衡的約束條件，可能可以確定多個(gè)支撐力Tl，即施加位置、方向和/或大小不同的多個(gè)支撐力Tl，相應(yīng)地，可以從中選擇一個(gè)支撐力Tl，可選地，選擇一個(gè)使得應(yīng)力NI最小的支撐力Tl。需要說明的，在一些可能的場景中，Pl為0，比如在部件I已打印完成之后；和/或，NI為0，比如部件I無鄰接的其它部件、部件I鄰接的其它部件均還未開始打印時(shí)；和/或，部件I與打印平臺(tái)直接接觸，除了上述各種力，部件I可能還受打印平臺(tái)的支撐力。
[0050]如圖2B所示，在t2時(shí)刻，部件2對(duì)部件I在鄰接處產(chǎn)生應(yīng)力N2，N2不超過由結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等決定的部件2對(duì)部件I的最大應(yīng)力，部件I的重力為G2，且部件I的中心與部件I和部件2的鄰接處的距離為L2，即部件I的重力的力矩為G2*L2，因此，為了保證力矩平衡，t2時(shí)刻部件I所需的支撐力T2的力矩應(yīng)與部件I的重力G2的力矩G2*L2相等；另外，以垂直的二維平面為例，假設(shè)應(yīng)力N2在X軸上的分量為Ν--、在y軸上的分量為_，t2
時(shí)刻部件I所需的支撐力在X軸上的分量為T2x、在I軸上的分量為--)?，進(jìn)一步考慮到
t2時(shí)刻打印噴頭對(duì)正在打印的部件I的壓力P2，假設(shè)P2垂直向下，則為了保證部件I的受力平衡，N2、G2、T2、P2需滿足:Μ? + ?^=0、+ +歷+巧=O;基于上述力矩平衡和受力平衡的約束條件，可以確定部件I在t2時(shí)刻所需的支撐力T2的施加位置、方向和大??；進(jìn)一步地，基于上述力矩平衡和受力平衡的約束條件，可能可以確定多個(gè)支撐力T2，即施加位置、方向和/或大小不同的多個(gè)支撐力T2，相應(yīng)地，可以從中選擇一個(gè)支撐力T2，可選地，選擇一個(gè)使得應(yīng)力N2最小的支撐力T2。需要說明的，在一些可能的場景中，P2為0，比如在部件I已打印完成之后；和/或，N2為0，比如部件I無鄰接的其它部件、部件I鄰接的其它部件均還未開始打印時(shí)；和/或，部件I與打印平臺(tái)直接接觸，除了上述各種力，部件I可能還受打印平臺(tái)的支撐力。
[0051]對(duì)比圖2A、2B可以看出，由于t2時(shí)刻的部件I Ktl時(shí)刻的部件I多了上半部分，部件I的重力增加且重心上移，即G2>G1且L2>L1，因此，部件I在t2時(shí)刻所需的支撐力T2的力矩大于部件I在tl時(shí)刻所需的支撐力Tl的力矩，相應(yīng)地，相比于部件I在tl時(shí)刻所需的支撐力Tl的施加位置、方向和大小，部件I在t2時(shí)刻所需的支撐力T2的施加位置、方向和/或大小會(huì)有變化。
[0052]本實(shí)施例中，所述非接觸式支撐裝置有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0053]在一種非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述非接觸式支撐裝置包括:用于輸出鐵磁性材料的至少一打印噴頭，和用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生
>J-U ρ?α裝直。
[0054]其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)中的至少一個(gè)打印噴頭在打印過程能夠移動(dòng)到的區(qū)域。
[0055]在此非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)地，控制所述非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件施加所述支撐力也有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0056]在一種控制的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，包括:
[0057]至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出的鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中的位置，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力。
[0058]需要說明的是，若所述至少一個(gè)部件位于多個(gè)磁場中，則包含鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件在被該多個(gè)磁場磁化后同時(shí)受該多個(gè)磁場的磁場力，此時(shí)，該多個(gè)磁場的磁場力的合力滿足所述所需的支撐力。
[0059]圖3Α為本申請(qǐng)中一部件在一磁場中所受到的磁場力的一種示意圖。如圖3Α所示，該磁場的磁場方向如圖中箭頭所示，該磁場的磁場強(qiáng)度為H，該部件中陰影區(qū)域?yàn)殍F磁性材料，該陰影區(qū)域在與磁場方向垂直的平面上的投影面積為S，該陰影區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,相應(yīng)地,該部件所受到的磁場力F = B*H*S/2,磁場力F的方向與磁場方向一致,磁場力F在該部件上的作用位置可以認(rèn)為是該陰影區(qū)域的中心；進(jìn)一步地，鐵磁性材料的磁化系數(shù)為Br，若不考慮鐵磁性材料被磁化后的漏磁現(xiàn)象，可以認(rèn)為B = Br。
[0060]可選地，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出的鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中的分布，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力，包括:
[0061]至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)噴頭輸出的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向。
[0062]具體地，所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置在所述至少一個(gè)部件中?？蛇x地，所述至少一個(gè)部件的至少部分用所述鐵磁性材料打印，即所述至少一個(gè)部件的材質(zhì)包括鐵磁性材料。
[0063]若所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料僅位于一個(gè)磁場中，所述至少一個(gè)部件所受到的磁場力的施加位置取決于所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料的位置，所述至少一個(gè)部件所受到的磁場力的大小取決于該磁場在所述鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度、所述鐵磁性材料的磁化系數(shù)、所述鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中分布區(qū)域向該磁場的磁場方向的投影面積。若所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料位于多個(gè)磁場中，則所述至少一個(gè)部件所受到的所述多個(gè)磁場的磁場力為所述至少一個(gè)部件所受到的每個(gè)磁場的磁場力的合力。
[0064]在此非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)地，所述磁場產(chǎn)生裝置也有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0065]在一種磁場產(chǎn)生的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述磁場產(chǎn)生裝置包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
[0066]圖3B為本申請(qǐng)中的一種磁場的產(chǎn)生示意圖。如圖3B所示，線圈A、B為一對(duì)彼此平行的共軸圓形線圈，每一線圈的匝數(shù)均為N、半徑均為R，線圈A、B之間的距離為d，線圈A、B中的電流方向均為順時(shí)針方向、且電流大小相同(記為I)，線圈A、B之間的磁場方向如圖中箭頭所示，線圈A、B的軸線上任一點(diǎn)的磁場強(qiáng)度H用公式(I)表示:
1/.2 Y "3/2/ ,2 Y "3/2
[0067]H=-Zi0-N-1-RN R2+ —+X + R2+ --X I (I)
22 2
z_ V J _ _ Vz / _
[0068]其中，μ ^為真空磁導(dǎo)率，X為該點(diǎn)與線圈Α、B在軸線上的中心點(diǎn)O的距離。根據(jù)公式⑴可知，當(dāng)線圈Α、Β的半徑R足夠小時(shí)，對(duì)于Α、Β間的任一位置來說，線圈Α、Β產(chǎn)生的磁場在該位置處的磁場強(qiáng)度H至少可以通過控制線圈Α、B中的電流大小1、線圈Α、B之間的距離d，該位置與線圈A、B的中間位置的距離X來控制，該位置處的磁場力的方向至少可以通過控制線圈A、B的電流方向和軸線方向來控制。
[0069]舉例來說，在3D打印機(jī)的上、下、左、右、前、后側(cè)分別設(shè)置一導(dǎo)電線圈陣列:在一種可能的場景中，從上、下側(cè)導(dǎo)電線圈陣列中分別選擇兩個(gè)線圈，組成兩對(duì)圖3B所示的共軸線圈，在該兩對(duì)共軸線圈之間分別產(chǎn)生一個(gè)上下方向的磁場，位于該兩個(gè)磁場中的鐵磁性材料在被磁化后分別受到該兩個(gè)磁場的磁場力，該兩個(gè)磁場的磁場力均為上下方向，該兩個(gè)磁場的磁場力疊加后的合力滿足所述所需的支撐力；在又一種可能的場景中，從上、下側(cè)導(dǎo)電線圈陣列中分別選擇一個(gè)線圈，組成一對(duì)圖3B所示的共軸線圈，在該對(duì)共軸線圈之間產(chǎn)生一個(gè)上下方向的磁場，從前、后側(cè)導(dǎo)電線圈陣列中分別選擇一個(gè)線圈，組成一對(duì)圖3B所示的共軸線圈，在該對(duì)共軸線圈之間產(chǎn)生一個(gè)前后方向的磁場，同時(shí)位于該兩個(gè)磁場中的鐵磁性材料在被磁化后同時(shí)受到該兩個(gè)磁場的磁場力，其中一個(gè)磁場的磁場力為上下方向，另一個(gè)磁場的磁場力為前后方向，該兩個(gè)磁場的磁場力疊加后的合力滿足所述所需的支撐力。
[0070]在此磁場產(chǎn)生的可選實(shí)現(xiàn)方式中，為簡化控制，可選地，在所述打印過程中不改變所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的軸線方向和所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈間的距離，而是視需要改變所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的電流大小和電流方向，以控制鐵磁性材料在所述至少一對(duì)導(dǎo)線線圈產(chǎn)生的磁場中所受到的磁場力的大小和方向。
[0071]在一種可能的場景中，所述至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向均可表示為以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)。
[0072]可選地，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)噴頭輸出的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向，包括:
[0073]至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，確定所述至少一個(gè)打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)，以及所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的電流大小、電流方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)；
[0074]根據(jù)所述至少一個(gè)打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)，在所述打印過程中所述至少一個(gè)參數(shù)的當(dāng)前值，控制所述至少一個(gè)打印噴頭輸出鐵磁性材料的位置；
[0075]根據(jù)所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的電流大小、電流方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)，以及，在所述打印過程中所述至少一個(gè)參數(shù)的當(dāng)前值，控制所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的電流大小、電流方向。
[0076]本實(shí)施例中，所述與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)有多種可能。一種可能是，與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)包括在所述打印過程中的時(shí)間，比如，所述打印過程已進(jìn)行的時(shí)間。
[0077]通常，3D打印機(jī)的打印噴頭在所述打印平臺(tái)上逐步打印出所述物體，在打印過程中打印噴頭和/或打印平臺(tái)可選地有兩種移動(dòng)方式:一種方式是打印平臺(tái)在垂直方向上移動(dòng)、打印噴頭在水平面上移動(dòng)，一種方式是打印平臺(tái)不動(dòng)、打印噴頭在三維空間內(nèi)移動(dòng)。相應(yīng)地，又一種可能是，與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)包括所述打印平臺(tái)和/或打印噴頭的位置。
[0078]在又一種非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述非接觸式支撐裝置包括設(shè)置在打印區(qū)域周圍的多個(gè)通氣孔。相應(yīng)地，至少通過控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向，控制所述非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0079]本實(shí)施例中，可選地，120包括:
[0080]至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，生成對(duì)所述非接觸式支撐裝置的控制指令，所述控制指令用于控制所述非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力；
[0081]在所述打印過程中，根據(jù)所述控制指令控制所述非接觸式支撐裝置。
[0082]可選地，3D打印輔助裝置在所述打印過程開始之前執(zhí)行110、生成所述控制指令并保存，在所述打印過程開始后根據(jù)所述控制指令控制所述非接觸式支撐裝置。舉例來說，所述控制指令可以包括:所述至少一個(gè)打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)，以及所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的電流大小、電流方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)。
[0083]圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例二的流程示意圖。如圖4所示，本實(shí)施例包括:
[0084]410、根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向。
[0085]舉例來說，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例二所述的3D打印輔助裝置作為本實(shí)施例的執(zhí)行主體，執(zhí)行410?420。其中，所述3D打印輔助裝置可以以硬件和/或軟件的形式集成在3D打印機(jī)中。
[0086]本實(shí)施例中，所述至少部分物體可以是打印完成的一完整物體，或者，在打印過程中打印出的一部分物體。在打印過程中，所述至少部分物體一直在變化，可選地，所述3D打印輔助裝置自打印過程開始實(shí)時(shí)地執(zhí)行本實(shí)施例的方法。
[0087]本實(shí)施例中，可選地，所述至少部分物體的形狀、材質(zhì)根據(jù)所述物體的打印模型文件和當(dāng)前位于所述物體的打印過程中哪個(gè)階段來確定。其中，所述物體的打印模型文件可選地參照本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一中的相應(yīng)描述?？蛇x地，所述至少部分物體的形狀、材質(zhì)可以實(shí)時(shí)測量得到。
[0088]420、至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0089]本實(shí)施例中，410中確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、方向和大小可以是，確定所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小的具體值，或者，確定所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小所需滿足的條件。相應(yīng)地，420中可以是，至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小的具體值控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供同樣施加位置、大小和方向的作用力，或者，至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小所需滿足的條件，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供施加位置、大小和方向滿足所述條件的作用力。
[0090]可選地，控制非接觸式支撐裝置在所述施加位置朝所述方向?qū)λ鲋辽僖粋€(gè)部件施加所述大小的作用力。
[0091]本實(shí)施例中，所述非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供的所述作用力不是基于所述非接觸式支撐裝置與所述至少一個(gè)部件的接觸而產(chǎn)生的。可選地，所述非接觸式支撐裝置不與所述至少一個(gè)部件接觸，進(jìn)一步可選地，所述非接觸式支撐裝置不與所述物體的其它部件接觸。舉例來說，所述非接觸式支撐裝置提供的所述作用力可以是，氣體的沖力或吸力，電場對(duì)帶電體的電場力，超聲波或光波的作用力等。
[0092]本實(shí)施例通過根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向，并控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，提供了一種輔助3D打印的方案，具體地，利用非接觸式的支撐力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)部件進(jìn)行支撐，節(jié)省了打印時(shí)間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對(duì)物體外觀的影響。
[0093]下面通過一些可選的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)一步地說明本實(shí)施例的方法。
[0094]本實(shí)施例中，由于一物體中鄰接的各部分之間存在應(yīng)力，相應(yīng)地，可以根據(jù)相互的應(yīng)力將所述物體劃分為多個(gè)部件。由于一物體中鄰接的各部分之間的應(yīng)力可能隨著打印過程變化，可選地，所述物體中部件的劃分也可能隨著打印過程變化。
[0095]其中，有些部件在打印過程中可能需要支撐，有些部件在打印過程中可能不需要支撐?？蛇x地，本實(shí)施例在所述根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向之前，還包括:
[0096]根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀和材質(zhì)，確定所述至少部分物體中需要支撐的所述至少一個(gè)部件。
[0097]舉例來說，對(duì)于每個(gè)部件，均可以根據(jù)該部件的形狀、材質(zhì)確定該部件的重心，進(jìn)一步地，至少根據(jù)該部件的重心、與該部件鄰接的各部件與該部件的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以及該部件和與該部件鄰接的各部件的打印順序，可以確定該部件是否需要支撐。
[0098]本實(shí)施例中，可選地，對(duì)于所述至少一個(gè)部件所需的支撐力，可以基于力矩平衡和受力平衡等約束條件，確定所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小。以一個(gè)部件舉例來說，圖2A、2B分別為本申請(qǐng)中在打印過程中不同時(shí)刻一部件所需的支撐力的一種示意圖。在tl時(shí)刻執(zhí)行本實(shí)施例的方法，部件I所需的支撐力Tl如圖2A所示，具體的確定方式可參考本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述；在t2時(shí)刻執(zhí)行本實(shí)施例的方法，部件I所需的支撐力T2如圖2B所示，具體的確定方式可參考本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述。
[0099]本實(shí)施例中，所述非接觸式支撐裝置有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0100]在一種非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述至少一個(gè)部件的材質(zhì)中包括鐵磁性材料；所述非接觸式支撐裝置包括:用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生裝置。
[0101]其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)中的至少一個(gè)打印噴頭在打印過程能夠移動(dòng)到的區(qū)域。
[0102]在此非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)地，控制所述非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力也有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0103]在一種控制的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，包括:
[0104]至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力。
[0105]其中，所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布可以根據(jù)所述至少一個(gè)部件的材質(zhì)確定?？蛇x地，鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中均勻分布。
[0106]需要說明的是，若所述至少一個(gè)部件位于多個(gè)磁場中，則包含鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件在被該多個(gè)磁場磁化后同時(shí)受該多個(gè)磁場的磁場力，此時(shí)，該多個(gè)磁場的磁場力的合力滿足所述所需的支撐力。
[0107]圖3A為本申請(qǐng)中一部件在一磁場中所受到的磁場力的一種示意圖。如圖3A所示，該磁場的磁場方向如圖中箭頭所示，該磁場的磁場強(qiáng)度為H，該部件中陰影區(qū)域?yàn)殍F磁性材料，該陰影區(qū)域在與磁場方向垂直的平面上的投影面積為S，該陰影區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,相應(yīng)地,該部件所受到的磁場力F = B*H*S/2,磁場力F的方向與磁場方向一致,磁場力F在該部件上的作用位置可以認(rèn)為是該陰影區(qū)域的中心；進(jìn)一步地，鐵磁性材料的磁化系數(shù)為Br，若不考慮鐵磁性材料被磁化后的漏磁現(xiàn)象，可以認(rèn)為B = Br。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，當(dāng)該部件所需的支撐力減小時(shí)，可以減弱該磁場的磁場強(qiáng)度，以減小該部件在該磁場內(nèi)所受到的磁場力。
[0108]可選地，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力，包括:
[0109]至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向。
[0110]若所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料僅位于一個(gè)磁場中，所述至少一個(gè)部件所受到的磁場力的施加位置取決于所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料的位置，所述至少一個(gè)部件所受到的磁場力的大小取決于該磁場在所述鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度、所述鐵磁性材料的磁化系數(shù)、所述鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中分布區(qū)域向該磁場的磁場方向的投影面積。若所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料位于多個(gè)磁場中，則所述至少一個(gè)部件所受到的所述多個(gè)磁場的磁場力為所述至少一個(gè)部件所受到的每個(gè)磁場的磁場力的合力。
[0111]在此非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)地，所述磁場產(chǎn)生裝置也有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0112]在一種磁場產(chǎn)生的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述磁場產(chǎn)生裝置包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
[0113]圖3B為本申請(qǐng)中的一種磁場的產(chǎn)生示意圖。如圖3B所示，線圈A、B為一對(duì)彼此平行的共軸圓形線圈，每一線圈的匝數(shù)均為N、半徑均為R，線圈A、B之間的距離為d，線圈A、B中的電流方向均為順時(shí)針方向、且電流大小相同(記為I)，線圈A、B周圍的磁場方向如圖中箭頭所示，線圈A、B的軸線上任一點(diǎn)的磁場強(qiáng)度H用公式(I)表示，此處不再贅述。根據(jù)公式(I)可知，當(dāng)線圈A、B的半徑R足夠小時(shí)，對(duì)于A、B間的任一位置來說，線圈A、B產(chǎn)生的磁場在該位置處的磁場強(qiáng)度H至少可以通過控制線圈A、B中的電流大小1、線圈A、B之間的距離d，該位置與線圈A、B的中心點(diǎn)的距離X來控制，該位置處的磁場力的方向至少可以通過控制線圈A、B的電流方向和軸線方向來控制。
[0114]舉例來說，在3D打印機(jī)的上、下、左、右、前、后側(cè)分別設(shè)置一導(dǎo)電線圈陣列:在一種可能的場景中，從上、下側(cè)導(dǎo)電線圈陣列中分別選擇兩個(gè)線圈，組成兩對(duì)圖3B所示的共軸線圈，在該兩對(duì)共軸線圈之間分別產(chǎn)生一個(gè)上下方向的磁場，位于該兩個(gè)磁場中的鐵磁性材料在被磁化后分別受到該兩個(gè)磁場的磁場力，該兩個(gè)磁場的磁場力均為上下方向，該兩個(gè)磁場的磁場力疊加后的合力滿足所述所需的支撐力；在又一種可能的場景中，從上、下側(cè)導(dǎo)電線圈陣列中分別選擇一個(gè)線圈，組成一對(duì)圖3B所示的共軸線圈，在該對(duì)共軸線圈之間產(chǎn)生一個(gè)上下方向的磁場，從前、后側(cè)導(dǎo)電線圈陣列中分別選擇一個(gè)線圈，組成一對(duì)圖3B所示的共軸線圈，在該對(duì)共軸線圈之間產(chǎn)生一個(gè)前后方向的磁場，同時(shí)位于該兩個(gè)磁場中的鐵磁性材料在被磁化后同時(shí)受到該兩個(gè)磁場的磁場力，其中一個(gè)磁場的磁場力為上下方向，另一個(gè)磁場的磁場力為前后方向，該兩個(gè)磁場的磁場力疊加后的合力滿足所述所需的支撐力。
[0115]在此磁場產(chǎn)生的可選實(shí)現(xiàn)方式中，為簡化控制，可選地，在控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向時(shí)，不改變所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的軸線方向和所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈間的距離，而是視需要改變所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的電流大小和電流方向，以控制鐵磁性材料在所述至少一對(duì)導(dǎo)線線圈產(chǎn)生的磁場中所受到的磁場力的大小和方向。
[0116]在又一種非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述非接觸式支撐裝置包括設(shè)置在打印區(qū)域周圍的多個(gè)通氣孔。相應(yīng)地，至少通過控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向，控制所述非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0117]圖5A為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5A所示，3D打印輔助裝置500包括:
[0118]第一確定模塊51，用于根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向；
[0119]控制模塊52，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0120]本實(shí)施例中，第一確定模塊51可以確定所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向的具體值，或者，確定所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向所需滿足的條件。相應(yīng)地，控制模塊52可以至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向的具體值控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供同樣施加位置、大小和方向的作用力，或者，至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向所需滿足的條件，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供施加位置、大小和方向滿足所述條件的作用力。
[0121]可選地，控制模塊52控制所述非接觸式支撐裝置在所述施加位置朝所述方向?qū)λ鲋辽僖粋€(gè)部件施加所述大小的作用力。
[0122]本實(shí)施例中，控制模塊52控制所述非接觸式支撐裝置采用非接觸的方式提供所述作用力，所述非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供的所述作用力不是基于所述非接觸式支撐裝置與所述至少一個(gè)部件的接觸而產(chǎn)生的?？蛇x地，所述非接觸式支撐裝置不與所述至少一個(gè)部件接觸，進(jìn)一步可選地，所述非接觸式支撐裝置不與所述物體的其它部件接觸。舉例來說，所述非接觸式支撐裝置提供的所述作用力可以是，氣體的沖力或吸力，電場對(duì)帶電體的電場力，超聲波或光波的作用力等。
[0123]本實(shí)施例的3D打印輔助裝置500可以以硬件和/或軟件的形式設(shè)置在一 3D打印機(jī)中?？蛇x地，所述非接觸式支撐裝置也設(shè)置在所述3D打印機(jī)中。
[0124]本實(shí)施例的3D打印輔助裝置通過第一確定模塊根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制模塊控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，提供了一種輔助3D打印的方案，具體地，利用非接觸式的支撐力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)部件進(jìn)行支撐,節(jié)省了打印時(shí)間和打印材料,并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對(duì)物體外觀的影響。
[0125]下面通過一些可選的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)一步地說明本實(shí)施例的3D打印輔助裝置500。
[0126]本實(shí)施例中，可選地，所述打印模型文件包括但不限于:所述物體的形狀、材質(zhì)、打印順序。也就是說，在一物體的打印模型文件中至少描述了所述物體的形狀、材質(zhì)和打印順序。具體地，所述物體的形狀包括:組成所述物體的各個(gè)部分的形狀以及各個(gè)部分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；所述物體的材質(zhì)包括:組成所述物體的各個(gè)部分的材質(zhì)；所述物體的打印順序包括:組成所述物體的各個(gè)部分的打印順序，即先打印哪個(gè)部分后哪個(gè)部分。
[0127]本實(shí)施例中，由于一物體中鄰接的各部分之間存在應(yīng)力，相應(yīng)地，可以根據(jù)相互的應(yīng)力將所述物體劃分為多個(gè)部件。由于一物體中鄰接的各部分之間的應(yīng)力可能隨著打印過程變化，可選地，所述物體中部件的劃分也可能隨著打印過程變化。
[0128]其中，有些部件在打印過程中可能需要支撐，有些部件在打印過程中可能不需要支撐?？蛇x地，如圖5B所示，3D打印輔助裝置500還包括:第二確定模塊53，用于根據(jù)所述打印模型文件，確定所述物體中在所述打印過程中需要支撐的所述至少一個(gè)部件。
[0129]舉例來說，對(duì)于每個(gè)部件，第二確定模塊53均可以根據(jù)該部件的形狀、材質(zhì)確定該部件的重心，進(jìn)一步地，至少根據(jù)該部件的重心、與該部件鄰接的各部件與該部件的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以及該部件和與該部件鄰接的各部件的打印順序，可以確定該部件是否需要支撐。
[0130]本實(shí)施例中，由于一物體中鄰接的各部件之間存在應(yīng)力，且各部件的打印順序有先后，因此，在所述物體的打印過程中各部件是否需要支撐力以及所需的支撐力可能都會(huì)有變化。可選地，第二確定模塊53確定的需要支撐的至少一個(gè)部件隨所述打印過程變化。相應(yīng)地，若第二確定模塊53確定的所述至少一個(gè)部件隨所述打印過程變化，且第一確定模塊51確定的所述至少一個(gè)部件所需的支撐力隨所述打印過程變化，則控制模塊52控制所述非接觸式支撐裝置對(duì)隨所述打印過程變化的所述至少一個(gè)部件提供滿足隨所述打印過程變化所需的支撐力的作用力。
[0131]可選地，所述至少一個(gè)部件在所述打印過程中所需的支撐力的施加位置、方向和/或大小隨所述打印過程變化。舉例來說，所述所需的支撐力的施加位置隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的方向隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的大小隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的施加位置和方向均隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的施加位置和大小均隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小均隨所述打印過程變化，或者，所述所需的支撐力的方向和大小均隨所述打印過程變化。
[0132]圖2A、2B分別為本申請(qǐng)中在打印過程中不同時(shí)刻一部件所需的支撐力的一種示意圖。在tl時(shí)刻，第一確定模塊51確定部件I所需的支撐力Tl如圖2A所示，具體的確定方式可參考本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述；在t2時(shí)刻，第一確定模塊51確定部件I所需的支撐力T2如圖2B所示，具體的確定方式可參考本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述。對(duì)比圖2A、2B可以看出，部件I所需的支撐力隨打印過程變化。
[0133]本實(shí)施例中，所述非接觸式支撐裝置有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0134]在一種非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述非接觸式支撐裝置包括:用于輸出鐵磁性材料的至少一打印噴頭，和用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生
>J-U ρ?α裝直。
[0135]其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)中的至少一個(gè)打印噴頭在打印過程能夠移動(dòng)到的區(qū)域。
[0136]在此非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)地，控制模塊52控制所述非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力也有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0137]在一種控制的可選實(shí)現(xiàn)方式中，控制模塊52具體用于:至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出的鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中的位置，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力。
[0138]可選地，控制模塊52具體用于:至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)噴頭輸出的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向。
[0139]本實(shí)現(xiàn)方式的具體實(shí)現(xiàn)可參照本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一。
[0140]在此非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)地，所述磁場產(chǎn)生裝置也有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0141]在一種磁場產(chǎn)生的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述磁場產(chǎn)生裝置包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
[0142]本實(shí)現(xiàn)方式的具體實(shí)現(xiàn)可參照本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一。
[0143]在又一種非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述非接觸式支撐裝置包括設(shè)置在打印區(qū)域周圍的多個(gè)通氣孔。相應(yīng)地，控制模塊52至少通過控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向，控制所述非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0144]本實(shí)施例中，可選地，控制模塊52包括:
[0145]指令生成單元，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，生成對(duì)所述非接觸式支撐裝置的控制指令，所述控制指令用于控制所述非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力；
[0146]控制單元，用于在所述打印過程中，根據(jù)所述控制指令控制所述非接觸式支撐裝置。
[0147]可選地，所述指令生成單元在所述打印過程開始之前生成所述控制指令并保存，所述控制單元在所述打印過程開始后根據(jù)所述控制指令控制所述非接觸式支撐裝置。舉例來說，所述控制指令可以包括:所述至少一個(gè)打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)，以及所述至少一對(duì)導(dǎo)電線圈的電流大小、電流方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)為自變量的函數(shù)。
[0148]圖6A為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6A所示，3D打印輔助裝置600包括:
[0149]第一確定模塊61，用于根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向；
[0150]控制模塊62，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0151 ] 本實(shí)施例中，所述至少部分物體可以是打印完成的一完整物體，或者，在打印過程中打印出的一部分物體。在打印過程中，所述至少部分物體一直在變化，可選地，自打印過程開始啟動(dòng)3D打印輔助裝置600。
[0152]本實(shí)施例中，可選地，所述至少部分物體的形狀、材質(zhì)根據(jù)所述物體的打印模型文件和當(dāng)前位于所述物體的打印過程中哪個(gè)階段來確定。其中，所述物體的打印模型文件可選地參照本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一中的相應(yīng)描述?？蛇x地，所述至少部分物體的形狀、材質(zhì)可以實(shí)時(shí)測量得到。
[0153]本實(shí)施例中，第一確定模塊61可以確定所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向的具體值，或者，確定所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向所需滿足的條件。相應(yīng)地，控制模塊62可以至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向的具體值控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供同樣施加位置、大小和方向的作用力，或者，至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向所需滿足的條件，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供施加位置、大小和方向滿足所述條件的作用力。
[0154]可選地，控制模塊62控制非接觸式支撐在所述施加位置朝所述方向?qū)λ鲋辽僖粋€(gè)部件施加所述大小的作用力。
[0155]本實(shí)施例中，控制模塊62控制所述非接觸式支撐裝置采用非接觸的方式提供所述作用力，即所述非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供的所述作用力不是基于所述非接觸式支撐裝置與所述至少一個(gè)部件的接觸而產(chǎn)生的?？蛇x地，所述非接觸式支撐裝置不與所述至少一個(gè)部件接觸，進(jìn)一步可選地，所述非接觸式支撐裝置不與所述物體的其它部件接觸。舉例來說，所述非接觸式支撐裝置提供的所述作用力可以是，氣體的沖力或吸力，電場對(duì)帶電體的電場力，超聲波或光波的作用力等。
[0156]本實(shí)施例的3D打印輔助裝置600可以以硬件和/或軟件的形式設(shè)置在一 3D打印機(jī)中?？蛇x地，所述非接觸式支撐裝置也設(shè)置在所述3D打印機(jī)中。
[0157]本實(shí)施例的3D打印輔助裝置通過第一確定模塊根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制模塊控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，提供了一種輔助3D打印的方案，具體地，利用非接觸式的支撐力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)部件進(jìn)行支撐，節(jié)省了打印時(shí)間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對(duì)物體外觀的影響。
[0158]下面通過一些可選的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)一步地說明本實(shí)施例的3D打印輔助裝置600。
[0159]本實(shí)施例中，由于一物體中鄰接的各部分之間存在應(yīng)力，相應(yīng)地，可以根據(jù)相互的應(yīng)力將所述物體劃分為多個(gè)部件。由于一物體中鄰接的各部分之間的應(yīng)力可能隨著打印過程變化，可選地，所述物體中部件的劃分也可能隨著打印過程變化。
[0160]其中，有些部件可能需要支撐，有些部件可能不需要支撐?？蛇x地，如圖6B所示，3D打印輔助裝置600還包括:
[0161]第二確定模塊63，用于根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀和材質(zhì)，確定所述至少部分物體中需要支撐的所述至少一個(gè)部件。
[0162]舉例來說，對(duì)于每個(gè)部件，第二確定模塊63均可以根據(jù)該部件的形狀、材質(zhì)確定該部件的重心，進(jìn)一步地，至少根據(jù)該部件的重心、與該部件鄰接的各部件與該部件的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以及該部件和與該部件鄰接的各部件的打印順序，可以確定該部件是否需要支撐。
[0163]本實(shí)施例中，可選地，對(duì)于所述至少一個(gè)部件所需的支撐力，第一確定模塊61可以基于力矩平衡和受力平衡等約束條件，確定所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小。以一個(gè)部件舉例來說，圖2A、2B分別為本申請(qǐng)中在打印過程中不同時(shí)刻一部件所需的支撐力的一種不意圖。在tl時(shí)刻，第一確定模塊61確定部件I所需的支撐力Tl如圖2A所不，具體的確定方式可參考本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述；在t2時(shí)刻，第一確定模塊61確定部件I所需的支撐力T2如圖2B所示，具體的確定方式可參考本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述。
[0164]本實(shí)施例中，所述非接觸式支撐裝置有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0165]在一種非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述至少一個(gè)部件的材質(zhì)中包括鐵磁性材料；所述非接觸式支撐裝置包括:用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生裝置。
[0166]其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)中的至少一個(gè)打印噴頭在打印過程能夠移動(dòng)到的區(qū)域。
[0167]在此非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)地，控制模塊62控制所述非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力也有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0168]在一種控制的可選實(shí)現(xiàn)方式中，控制模塊62具體用于:至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力。
[0169]可選地，控制模塊62具體用于:至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向。
[0170]本實(shí)現(xiàn)方式的具體實(shí)現(xiàn)可參照本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例二。
[0171]在此非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)地，所述磁場產(chǎn)生裝置也有多種實(shí)現(xiàn)方式。
[0172]在一種磁場產(chǎn)生的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述磁場產(chǎn)生裝置包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
[0173]本實(shí)現(xiàn)方式的具體實(shí)現(xiàn)可參照本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實(shí)施例二。
[0174]在又一種非接觸式支撐裝置的可選實(shí)現(xiàn)方式中，所述非接觸式支撐裝置包括設(shè)置在打印區(qū)域周圍的多個(gè)通氣孔。相應(yīng)地，控制模塊62至少通過控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向，控制所述非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0175]圖7A為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7A所示，3D打印機(jī)700包括:一 3D打印輔助裝置71和一非接觸式支撐裝置72。
[0176]在一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，3D打印輔助裝置71為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例一所述的3D打印輔助裝置，相應(yīng)地，3D打印輔助裝置71用于:根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向；至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制非接觸式支撐裝置72在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0177]本實(shí)現(xiàn)方式的具體實(shí)現(xiàn)可參照本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例一。
[0178]在又一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，3D打印輔助裝置71為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例二所述的3D打印輔助裝置，相應(yīng)地，3D打印輔助裝置71用于:根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì),確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向；至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制非接觸式支撐裝置72對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0179]本實(shí)現(xiàn)方式的具體實(shí)現(xiàn)可參照本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實(shí)施例二。
[0180]本實(shí)施例中，非接觸式支撐裝置72也有多種實(shí)現(xiàn)方式。在一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖7B所示，非接觸式支撐裝置72包括:用于輸出鐵磁性材料的至少一打印噴頭721，和用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生裝置722。需要說明的是，圖中僅以一個(gè)打印噴頭721示意，并不意味著對(duì)本實(shí)現(xiàn)方式中打印噴頭721個(gè)數(shù)的限制。
[0181]其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)中的至少一個(gè)打印噴頭在打印過程能夠移動(dòng)到的區(qū)域。
[0182]進(jìn)一步可選地，磁場產(chǎn)生裝置722包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
[0183]在又一種的可選實(shí)現(xiàn)方式中，非接觸式支撐裝置72包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的多個(gè)通氣孔。
[0184]進(jìn)一步可選地，非接觸式支撐裝置72包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域至少一側(cè)的至少一個(gè)通氣孔陣列，每個(gè)通氣孔陣列包括按一定方式排列的多個(gè)通氣孔。
[0185]相應(yīng)地，3D打印輔助裝置71至少通過控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向，控制非接觸式支撐裝置72對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0186]本實(shí)施例的3D打印機(jī)通過3D打印輔助裝置根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向，并控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，或者，根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向，并控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，提供了一種輔助3D打印的方案，具體地，利用非接觸式的支撐力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)部件進(jìn)行支撐，節(jié)省了打印時(shí)間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對(duì)物體外觀的影響。
[0187]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及方法步驟，能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
[0188]所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)原有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0189]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種3D打印輔助方法，其特征在于，所述方法包括: 根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向； 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述打印模型文件包括:所述物體的形狀、材質(zhì)、打印順序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述所需的支撐力的施加位置、大小和/或方向隨所述打印過程變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一所述的方法，其特征在于，所述非接觸式支撐裝置包括:用于輸出鐵磁性材料的至少一打印噴頭，和用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，包括: 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出的鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中的分布，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出的鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中的分布，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力，包括: 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)噴頭輸出的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求4?6中任一所述的方法，其特征在于，所述磁場產(chǎn)生裝置包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一所述的方法,其特征在于,在所述根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向之前，還包括: 根據(jù)所述打印模型文件，確定所述物體中在所述打印過程中需要支撐的所述至少一個(gè)部件。
9.一種3D打印輔助方法，其特征在于，所述方法包括: 根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向； 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)部件的材質(zhì)中包括鐵磁性材料；所述非接觸式支撐裝置包括:用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，包括: 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力，包括: 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求10?12中任一所述的方法，其特征在于，所述磁場產(chǎn)生裝置包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
14.根據(jù)權(quán)利要求9?13中任一所述的方法，其特征在于，在所述根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向之前，還包括: 根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀和材質(zhì)，確定所述至少部分物體中需要支撐的所述至少一個(gè)部件。
15.一種3D打印輔助裝置，其特征在于，所述裝置包括: 第一確定模塊，用于根據(jù)一物體的打印模型文件，確定所述物體中的至少一個(gè)部件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、大小和方向； 控制模塊，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置在所述打印過程中對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述打印模型文件包括:所述物體的形狀、材質(zhì)、打印順序。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的裝置，其特征在于，所述所需的支撐力的施加位置、大小和/或方向隨所述打印過程變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求15?17中任一所述的裝置，其特征在于，所述非接觸式支撐裝置包括:用于輸出鐵磁性材料的至少一打印噴頭，和用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊具體用于:至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出的鐵磁性材料在所述至少一個(gè)部件中的分布，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊具體用于:至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制所述至少一打印噴頭在所述打印過程中輸出鐵磁性材料的位置，以及控制所述磁場產(chǎn)生裝置在所述打印過程中產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)噴頭輸出的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向。
21.根據(jù)權(quán)利要求18?20中任一所述的裝置，其特征在于，所述磁場產(chǎn)生裝置包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
22.根據(jù)權(quán)利要求15?21中任一所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:第二確定模塊，用于根據(jù)所述打印模型文件，確定所述物體中在所述打印過程中需要支撐的所述至少一個(gè)部件。
23.—種3D打印輔助裝置，其特征在于，所述裝置包括: 第一確定模塊，用于根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀、材質(zhì)，確定所述至少部分物體中至少一個(gè)部件所需的支撐力的施加位置、大小和方向； 控制模塊，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，控制一非接觸式支撐裝置對(duì)所述至少一個(gè)部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)部件的材質(zhì)中包括鐵磁性材料；所述非接觸式支撐裝置包括:用于在打印區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)磁場的一磁場產(chǎn)生>j-U ρ?α裝直。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊具體用于:至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場對(duì)包含所述鐵磁性材料的所述至少一個(gè)部件產(chǎn)生滿足所述所需的支撐力的磁場力。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊具體用于: 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、大小和方向，以及所述至少一個(gè)部件中鐵磁性材料的分布，控制所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的至少一個(gè)磁場在所述至少一個(gè)部件中的鐵磁性材料處的磁場強(qiáng)度和磁場方向。
27.根據(jù)權(quán)利要求24?26中任一所述的裝置，其特征在于，所述磁場產(chǎn)生裝置包括:設(shè)置在所述打印區(qū)域周圍的至少一對(duì)導(dǎo)電線圈。
28.根據(jù)權(quán)利要求23?27中任一所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 第二確定模塊，用于根據(jù)已經(jīng)打印出的一至少部分物體的形狀和材質(zhì)，確定所述至少部分物體中需要支撐的所述至少一個(gè)部件。
29.—種3D打印機(jī)，其特征在于，包括:一如權(quán)利要求15?28中任一所述的3D打印輔助裝置和所述非接觸式支撐裝置。
【文檔編號(hào)】B29C67/02GK104191623SQ201410433032
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】周涵寧 申請(qǐng)人:北京智谷技術(shù)服務(wù)有限公司