3d打印輔助方法、裝置及3d打印的制造方法
【專利摘要】本申請實施例提供了一種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；至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。本實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] 本申請實施例涉及打印【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)有的消費級三維（3DimenSion，簡稱3D)打印機(jī)，大多采用熔融沉積造型（Fused Deposition Modeling,簡稱FDM)技術(shù)。FDM技術(shù)依賴于重力將烙融態(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)本身會占用打印時間，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，本申請實施例的一個目的在于提供一種輔助3D打印的方案。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請實施例的一個方面，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?。?br> [0007] 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置在所述打 印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請實施例的又一個方面，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 一個部件所需的支撐力的施加位置、方向和大?。?br> [0010] 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置對所述至 少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0011] 為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請實施例的又一個方面，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；
[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、方向和大小，控制一通氣 裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0014] 為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請實施例的又一個方面，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部件所需的支撐力的施加位置、方向和大??；
[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、方向和大小，控制一通氣 裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0017] 為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請實施例的又一個方面，提供一種3D打印機(jī)，包括：如 上任一所述的3D打印輔助裝置和所述通氣裝置。
[0018] 以上多個技術(shù)方案中的至少一個技術(shù)方案具有如下有益效果：
[0019] 本申請實施例通過根據(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，并控制一通氣裝置在所 述打印過程中對所述至少一個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，利用氣體的沖力或吸力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對部件進(jìn) 行支撐，節(jié)省了打印時間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對物體外觀的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一的流程示意圖；
[0021] 圖2A、2B分別為本申請中在打印過程中不同時刻一部件所需的支撐力的一種示 意圖；
[0022] 圖3為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例二的流程示意圖；
[0023] 圖4A為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4B為圖4A所示實施例的一種可選的實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5A為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖5B為圖5A所示實施例的一種可選的實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖6為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印機(jī)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本申請的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0029] 圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一的流程示意圖。如圖1所示， 本實施例包括：
[0030] 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。
[0031] 舉例來說，本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實施例一所述的3D打印輔助裝置 作為本實施例的執(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。
[0032] 120、至少根據(jù)所述支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置在所述打印 過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0033] 本實施例中，110中確定所述物體中的至少一個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通 氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供同樣施加位置、方向和大小的作用力， 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，控制一通氣裝 置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供施加位置、方向和大小滿足所述條件的作用 力。
[0034] 可選地，控制所述通氣裝置在所述施加位置朝所述方向?qū)λ鲋辽僖粋€部件施加 所述大小的作用力。
[0035] 本實施例中，可選地，所述通氣裝置包括設(shè)置在打印區(qū)域周圍的至少一個通氣孔。 其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)600中的至少一個打印噴頭在打印過程能夠移動到的區(qū) 域。
[0036] 本實施例中，所述控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿 足所述所需的支撐力的作用力，至少包括：控制所述通氣裝置中各通氣孔在所述打印過程 中的壓強(qiáng)。具體地，各所述通氣孔的壓強(qiáng)可以是一負(fù)值、零、或一正值。當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng) 為一負(fù)值時，所述通氣孔從所述通氣孔的通氣方向吸氣，即產(chǎn)生一吸力；當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng) 為一負(fù)值時，所述通氣孔向所述通氣孔的通氣方向噴氣，即產(chǎn)生一沖力；當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng) 為零時，所述通氣孔既不吸氣也不噴氣，相當(dāng)于所述通氣孔被關(guān)閉。
[0037] 本實施例通過根據(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，并控制一通氣裝置在所述打 印過程中對所述至少一個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，利用氣體的沖力或吸力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對部件進(jìn)行 支撐，節(jié)省了打印時間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對物體外觀的影響。
[0038] 下面通過一些可選的實現(xiàn)方式進(jìn)一步地說明本實施例的方法。
[0039] 本實施例中，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部分的形狀以及各個部分之間的結(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部分的打印順序，即先打印哪個部分后哪個部分。
[0040] 本實施例中，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。
[0041] 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，確定所述物體中的至少一個部 件在所述物體的打印過程中所需的支撐力的施加位置、方向和大小之前，還包括：
[0042] 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 一個部件。
[0043] 舉例來說，對于每個部件，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。
[0044] 本實施例中，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所需的支撐力可能會有變化?？蛇x地，需要支 撐的至少一個部件隨所述打印過程變化。相應(yīng)地，若所述至少一個部件隨所述打印過程變 化，且110中確定的所述至少一個部件在所述打印過程中所需的支撐力隨所述打印過程變 化，則120中控制所述通氣裝置對隨所述打印過程變化的所述至少一個部件提供滿足隨所 述打印過程變化的所需的支撐力的作用力。
[0045] 可選地，所述至少一個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。
[0046] 圖2A、2B分別為本申請中在打印過程中不同時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，并不意味著對本申請的限制。 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時刻（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時 刻（用t2表示）打印出的部分物體，t2>tl，在tl、t2時刻已打印出的部分物體均包括部件 1和部件2。
[0047] 如圖2A所示，在tl時刻，部件2對部件1在鄰接處產(chǎn)生應(yīng)力NI，Nl不超過由結(jié) 構(gòu)、材質(zhì)等決定的部件2對部件1的最大應(yīng)力，部件1的重力為Gl，且部件1的中心與部件 1和部件2的鄰接處的距離為L1，即部件1的重力的力矩為G1*L1，因此，為了保證力矩平 衡，tl時刻部件1所需的支撐力Tl的力矩應(yīng)與部件1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Nl在X軸上的分量為^在y軸上的分量為W tl 時刻部件1所需的支撐力在X軸上的分量為TS、在y軸上的分量為$，進(jìn)一步考慮到tl 時刻打印噴頭對正在打印的部件1的壓力P1，假設(shè)Pl垂直向下，則為了保證部件1的受力 平衡，附、61、1'1、？1需滿足：兩^ + $=〇、麗^ + $ + ^1 +丙=(^基于上述力矩平衡和受 力平衡的約束條件，可以確定部件1在tl時刻所需的支撐力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，可能可以確定多個支撐力T1，即施加 位置、方向和/或大小不同的多個支撐力T1，相應(yīng)地，可以從中選擇一個支撐力T1，可選地， 選擇一個使得應(yīng)力Nl最小的支撐力T1。需要說明的，Tl可以是一個通氣孔噴氣形成的沖 力或吸氣形成的吸力，或者，Tl可以是多個通氣孔噴氣形成的沖力和/或吸氣的共同作用， 該多個沖力和/或吸力的施加位置、方向和/或大小可以相同或者不同。在一些可能的場 景中：Pl為0,比如在部件1已打印完成之后；和/或，Nl為0,比如部件1無鄰接的其它部 件、部件1鄰接的其它部件均還未開始打印時；和/或，部件1與打印平臺直接接觸，除了上 述各種力，部件1可能還受打印平臺的支撐力。
[0048] 如圖2B所示，在t2時刻，部件2對部件1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對部件1的最大應(yīng)力，部件1的重力為G2,且部件1的中心與部件1和 部件2的鄰接處的距離為L2,即部件1的重力的力矩為G2*L2,因此，為了保證力矩平衡，t2 時刻部件1所需的支撐力T2的力矩應(yīng)與部件1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^、在y軸上的分量為，t2時刻 部件1所需的支撐力在X軸上的分量為?2χ、在y軸上的分量為，進(jìn)一步考慮到t2時 刻打印噴頭對正在打印的部件1的壓力P2,假設(shè)P2垂直向下，則為了保證部件1的受力平 衡，吧、62、12、？2需滿足：^ +〒^=〇、^ + 1^ +運+ 1^=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1在t2時刻所需的支撐力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，可能可以確定多個支撐力T2,即施加 位置、方向和/或大小不同的多個支撐力T2,相應(yīng)地，可以從中選擇一個支撐力T2,可選地， 選擇一個使得應(yīng)力N2最小的支撐力T2。需要說明的，T2可以是一個通氣孔噴氣形成的沖 力或吸氣形成的吸力，或者，T2可以是多個通氣孔噴氣形成的沖力和/或吸氣的共同作用， 該多個沖力和/或吸力的施加位置、方向和/或大小可以相同或者不同。在一些可能的場 景中：P2為0,比如在部件1已打印完成之后；和/或，N2為0,比如部件1無鄰接的其它部 件、部件1鄰接的其它部件均還未開始打印時；和/或，部件1與打印平臺直接接觸，除了上 述各種力，部件1可能還受打印平臺的支撐力。
[0049] 對比圖2A、2B可以看出，由于t2時刻的部件1比tl時刻的部件1多了上半部分， 部件1的重力增加且重心上移，即G2>G1且L2>L1，因此，部件1在t2時刻所需的支撐力T2 的力矩大于部件1在tl時刻所需的支撐力Tl的力矩，相應(yīng)地，相比于部件1在tl時刻所 需的支撐力Tl的施加位置、方向和大小，部件1在t2時刻所需的支撐力T2的施加位置、方 向和/或大小會有變化。
[0050] 本實施例中，所述控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿 足所述所需的支撐力的作用力有多種實現(xiàn)方式。
[0051] 在一種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方 向和大小，控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支 撐力的作用力，包括：
[0052] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過程中所述至少一 個部件與各所述通氣孔的相對位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制在所述打印過程中各 所述通氣孔的壓強(qiáng)。
[0053] 在本實現(xiàn)方式中，各所述通氣孔的通氣方向可以是在上述控制之前調(diào)整或設(shè)置好 的。
[0054] 在一種可能的場景中，所述至少一個部件所需的支撐力的施加位置、方向和大小 均可以表示為以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變量的函數(shù)。
[0055] 可選地，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過 程中所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制在所 述打印過程中各所述通氣孔的壓強(qiáng)，包括 ：
[0056] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小以與所述打印過程有關(guān)的至少一 個參數(shù)為自變量的函數(shù)，在所述打印過程中所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對位 置，各所述通氣孔的通氣方向，確定各所述通氣孔的壓強(qiáng)與所述打印過程有關(guān)的至少一個 參數(shù)為自變量的函數(shù)；
[0057] 根據(jù)各所述通氣孔的壓強(qiáng)以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(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參數(shù)的當(dāng)前值，控制在所述打印過程中各所述通 氣孔的壓強(qiáng)。
[0058] 在又一種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、 方向和大小，控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的 支撐力的作用力，包括：
[0059] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過程中所述至少一 個部件與各所述通氣孔的相對位置，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方 向。
[0060] 與上一實現(xiàn)方式類似地，在一種可能的場景中，所述至少一個部件所需的支撐力 的施加位置、方向和大小均可以表示為以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變量的 函數(shù)。
[0061] 可選地，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過 程中所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對位置，控制在所述打印過程中各所述通氣孔 的壓強(qiáng)和通氣方向，包括：
[0062] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小以與所述打印過程有關(guān)的至少一 個參數(shù)為自變量的函數(shù)，在所述打印過程中所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對位 置，確定各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變量 的函數(shù)；
[0063] 根據(jù)各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(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參數(shù)的當(dāng)前值，控制在所述打印過程 中各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向。
[0064] 在上述兩種控制的可選實現(xiàn)方式中，可選地，所述至少一個部件與各所述通氣孔 的相對位置包括：所述至少一個部件中各部件與各所述通氣孔的距離及方向。可選地，所述 至少一個部件與各所述通氣孔的相對位置隨所述打印過程變化。在一種可能的場景中，所 述至少一個部件在所述打印過程中隨打印平臺的移動而移動，其中，所述打印平臺是指3D 打印機(jī)中在打印過程中承載所述物體的平臺。在此場景中，各所述通氣孔的位置不變。在又 一種可能的場景中，所述至少一個部件在所述打印過程中的位置不變，各通氣孔的位置隨 所述打印過程移動，在此場景中，各所述通氣孔的位置隨所述打印過程的移動是可以預(yù)測 的，比如，各所述通氣孔隨打印噴頭移動。在上述任一場景中，可選地，所述至少一個部件與 各所述通氣孔的相對位置表示為以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變量的函數(shù)。 [0065] 在又一種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、 方向和大小，控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的 支撐力的作用力，包括：
[0066] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件在所述打印 過程中的位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的位置和 壓強(qiáng)。
[0067] 在本實現(xiàn)方式中，各所述通氣孔的通氣方向可以是在上述控制之前調(diào)整或設(shè)置好 的。
[0068] 在本實現(xiàn)方式中，各所述通氣孔的位置是可以調(diào)整或設(shè)置的。
[0069] 與上述實現(xiàn)方式類似地，在一種可能的場景中，所述至少一個部件所需的支撐力 的施加位置、方向和大小均可以表示為以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變量的 函數(shù)。
[0070] 可選地，所述根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件 在所述打印過程中的位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制在所述打印過程中各所述通氣 孔的位置和壓強(qiáng)，包括：
[0071] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小以與所述打印過程有關(guān)的至少一 個參數(shù)為自變量的函數(shù)，所述至少一個部件在所述打印過程中的位置，各所述通氣孔的通 氣方向，確定各所述通氣孔的位置和壓強(qiáng)以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變量 的函數(shù)；
[0072] 根據(jù)各所述通氣孔的位置和壓強(qiáng)以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變 量的函數(shù)，在所述打印過程中所述至少一個參數(shù)的當(dāng)前值，控制在所述打印過程中各所述 通氣孔的位置和壓強(qiáng)。
[0073] 在又一種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、 方向和大小，控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的 支撐力的作用力，包括：
[0074] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件在所述打印 過程中的位置，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的位置、壓強(qiáng)和通氣方向。
[0075] 在本實現(xiàn)方式中，各所述通氣孔的位置是可以調(diào)整或設(shè)置的。
[0076] 與上述實現(xiàn)方式類似地，在一種可能的場景中，所述至少一個部件所需的支撐力 的施加位置、方向和大小均可以表示為以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變量的 函數(shù)。
[0077] 可選地，所述根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件 在所述打印過程中的位置，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的位置、壓強(qiáng)和通氣方向， 包括：
[0078] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小以與所述打印過程有關(guān)的至少一 個參數(shù)為自變量的函數(shù)，所述至少一個部件在所述打印過程中的位置，確定各所述通氣孔 的位置、壓強(qiáng)和通氣方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自變量的函數(shù)；
[0079] 根據(jù)各所述通氣孔的位置、壓強(qiáng)和通氣方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參 數(shù)為自變量的函數(shù)，在所述打印過程中所述至少一個參數(shù)的當(dāng)前值，控制在所述打印過程 中各所述通氣孔的位置、壓強(qiáng)和通氣方向。
[0080] 在上述兩種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少一個部件在所述打印過程中的位置 隨所述打印過程變化，或者，所述至少一個部件在所述打印過程中的位置不變。在一種可能 的場景中，所述至少一個部件在所述打印過程中隨打印平臺的移動而移動，可選地，所述至 少一個部件在所述打印過程中的位置表示為以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)為自 變量的函數(shù)。
[0081] 在上述各種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)有 多種可能。
[0082] 一種可能是，與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)包括：在所述打印過程中的時 間，比如，所述打印過程已進(jìn)行的時間。
[0083] 通常，3D打印機(jī)的打印噴頭在所述打印平臺上逐步打印出所述物體，在打印過程 中打印噴頭和/或打印平臺可選地有兩種移動方式：一種方式是打印平臺在垂直方向上移 動、打印噴頭在水平面上移動，一種方式是打印平臺不動、打印噴頭在三維空間內(nèi)移動。相 應(yīng)地，又一種可能是，與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)包括：所述打印平臺和/或打印 噴頭的位置。
[0084] 在上述各種控制的可選實現(xiàn)方式中，由于各所述通氣孔與所述至少一個部件之間 通常有一定的距離，而噴氣產(chǎn)生的沖力和吸氣產(chǎn)生的吸力均會隨著距離的增加逐步減弱， 因此，可選地，根據(jù)噴氣產(chǎn)生的沖力或吸氣產(chǎn)生的吸力與距離之間的關(guān)系，以及各所述通氣 孔與所述至少一個部件的距離，確定各所述通氣孔需要產(chǎn)生的沖力或吸力，從而確定各所 述通氣孔的壓強(qiáng)?？蛇x地，利用脈寬調(diào)制（(Pulse-Width Modulation,簡稱PWM)，控制各所 述通氣孔在一個PWM周期所產(chǎn)生的平均沖力或平均吸力。
[0085] 由于各所述通氣孔與所述至少一個部件之間通常有一定的距離，而氣體從噴出到 沖力作用到所述至少一個部件上需要一定的時間，氣體從吸出到吸力作用到所述至少一個 部件上也需要一定的時間，在上述各種控制的可選實現(xiàn)方式中，可選地，還可以根據(jù)各通氣 孔與所述至少一個部件的距離，確定提前啟動噴氣和/或吸氣的提前量。
[0086] 本實施例中，可選地，120包括：
[0087] 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，生成對所述通氣裝置的控 制指令，所述控制指令用于控制所述通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供 滿足所述所需的支撐力的作用力；
[0088] 在所述打印過程中，根據(jù)所述控制指令控制所述通氣裝置。
[0089] 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通氣裝置。舉例來說，所述控制 指令可以包括：各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個參數(shù)的 函數(shù)。
[0090] 圖3為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例二的流程示意圖。如圖3所示， 本實施例包括：
[0091] 310、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 至少一個部件所需的支撐力的施加位置、方向和大小。
[0092] 舉例來說，本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實施例二所述的3D打印輔助裝置 作為本實施例的執(zhí)行主體，執(zhí)行310?320。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。
[0093] 本實施例中，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時地執(zhí)行本實施例的方法。
[0094] 本實施例中，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?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一中的相應(yīng)描述?？蛇x地，所述至少部 分物體的形狀、材質(zhì)可以實時測量得到。
[0095] 320、至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置對所 述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0096] 本實施例中，310中確定所述物體中的至少一個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，320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通氣裝置對所述至少一個部件 提供同樣施加位置、方向和大小的作用力，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，控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供施加位置、方向和 大小滿足所述條件的作用力。
[0097] 可選地，控制所述通氣裝置在所述施加位置朝所述方向?qū)λ鲋辽僖粋€部件施加 所述大小的作用力。本實施例中，可選地，所述通氣裝置包括設(shè)置在打印區(qū)域周圍的至少一 個通氣孔。其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)中的至少一個打印噴頭在打印過程能夠移動 到的區(qū)域。
[0098] 本實施例中，所述控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐 力的作用力，至少包括：控制所述通氣裝置中各通氣孔的壓強(qiáng)。具體地，各所述通氣孔的壓 強(qiáng)可以是一負(fù)值、零、或一正值。當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為一負(fù)值時，所述通氣孔從所述通氣孔 的通氣方向吸氣，即產(chǎn)生一吸力；當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為一負(fù)值時，所述通氣孔向所述通氣孔 的通氣方向噴氣，即產(chǎn)生一沖力；當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為零時，所述通氣孔既不吸氣也不噴 氣，相當(dāng)于所述通氣孔被關(guān)閉。本實施例通過根據(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部件所需的支撐力的施加位置、方向和大小，并控制 一通氣裝置對所述至少一個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，利用氣體的沖力或吸力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對部件進(jìn)行 支撐，節(jié)省了打印時間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對物體外觀的影響。
[0099] 下面通過一些可選的實現(xiàn)方式進(jìn)一步地說明本實施例的方法。
[0100] 本實施例中，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。
[0101] 其中，有些部件可能需要支撐，有些部件可能不需要支撐。可選地，本實施例在所 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部 件所需的支撐力的施加位置、方向和大小之前，還包括：
[0102] 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部件。
[0103] 舉例來說，對于已經(jīng)打印出的一至少部分物體中的每個部件，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，可以確定該部件是否需要支撐。
[0104] 本實施例中，可選地，對于所述至少一個部件所需的支撐力，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。以一個部件舉例來 說，圖2A、2B分別為本申請中在打印過程中不同時刻一部件所需的支撐力的一種示意圖。 在tl時刻執(zhí)行本實施例的方法，部件1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?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述；在t2時刻執(zhí) 行本實施例的方法，部件1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?zhí)?供的一種3D打印輔助方法實施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述。
[0105] 本實施例中，所述控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐 力的作用力有多種實現(xiàn)方式。
[0106] 在一種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方 向和大小，控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力，包 括：
[0107] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件與各所述通 氣孔的相對位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)。
[0108] 在本實現(xiàn)方式中，各所述通氣孔的通氣方向可以是在上述控制之前調(diào)整或設(shè)置好 的。
[0109] 在又一種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、 方向和大小，控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力， 包括：
[0110] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件與各所述通 氣孔的相對位置，控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向。
[0111] 在上述兩種控制的可選實現(xiàn)方式中，可選地，所述至少一個部件與各所述通氣孔 的相對位置包括：所述至少一個部件中各部件與各所述通氣孔的距離及方向。
[0112] 在又一種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、 方向和大小，控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力， 包括：
[0113] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件的位置，各所 述通氣孔的通氣方向，控制各所述通氣孔的位置和壓強(qiáng)。
[0114] 在本實現(xiàn)方式中，各所述通氣孔的通氣方向可以是在上述控制之前調(diào)整或設(shè)置好 的。
[0115] 在本實現(xiàn)方式中，各所述通氣孔的位置是可以調(diào)整或設(shè)置的。
[0116] 在又一種控制的可選實現(xiàn)方式中，所述至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、 方向和大小，控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力， 包括：
[0117] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件的位置，控制 各所述通氣孔的位置、壓強(qiáng)和通氣方向。
[0118] 在本實現(xiàn)方式中，各所述通氣孔的位置是可以調(diào)整或設(shè)置的。
[0119] 在上述各種控制的可選實現(xiàn)方式中，由于各所述通氣孔與所述至少一個部件之間 通常有一定的距離，而噴氣產(chǎn)生的沖力和吸氣產(chǎn)生的吸力均會隨著距離的增加逐步減弱， 因此，可選地，根據(jù)噴氣產(chǎn)生的沖力或吸氣產(chǎn)生的吸力與距離之間的關(guān)系，以及各所述通氣 孔與所述至少一個部件的距離，確定各所述通氣孔需要產(chǎn)生的沖力或吸力，從而確定各所 述通氣孔的壓強(qiáng)?？蛇x地，利用PWM控制各所述通氣孔在一個PWM周期所產(chǎn)生的平均沖力 或平均吸力。
[0120] 圖4A為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4A所 示，3D打印輔助裝置400包括：
[0121] 第一確定模塊41，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 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??；
[0122] 控制模塊42，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通 氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0123] 本實施例中，第一確定模塊41可以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，控制模塊42可以至少根據(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 通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供同樣施加位置、方向和大小的作用 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，控制一通 氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供施加位置、方向和大小滿足所述條件的 作用力。
[0124] 可選地，控制模塊42控制所述通氣裝置在所述施加位置朝所述方向?qū)λ鲋辽?一個部件施加所述大小的作用力。
[0125] 本實施例中，可選地，所述通氣裝置包括設(shè)置在打印區(qū)域周圍的至少一個通氣孔。 其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)中的至少一個打印噴頭在打印過程能夠移動到的區(qū)域。
[0126] 本實施例中，控制模塊42至少控制所述通氣裝置中各通氣孔在所述打印過程中 的壓強(qiáng)。具體地，各所述通氣孔的壓強(qiáng)可以是一負(fù)值、零、或一正值。當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為 一負(fù)值時，所述通氣孔從所述通氣孔的通氣方向吸氣，即產(chǎn)生一吸力；當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為 一負(fù)值時，所述通氣孔向所述通氣孔的通氣方向噴氣，即產(chǎn)生一沖力；當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為 零時，所述通氣孔既不吸氣也不噴氣，相當(dāng)于所述通氣孔被關(guān)閉。本實施例的3D打印輔助 裝置400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，所述通氣裝置也設(shè) 置在所述3D打印機(jī)中。
[0127] 本實施例的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，控制模塊控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個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，利用氣體的沖力或吸力至少 部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對部件進(jìn)行支撐，節(jié)省了打印時間和打印材料，并且避免了切 除支撐結(jié)構(gòu)對物體外觀的影響。
[0128] 下面通過一些可選的實現(xiàn)方式進(jìn)一步地說明本實施例的3D打印輔助裝置400。
[0129] 本實施例中，可選地，所述打印模型文件包括：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部分的形狀以及各個部分之間的結(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 所述物體的各個部分的打印順序，即先打印哪個部分后哪個部分。
[0130] 本實施例中，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。
[0131] 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。可選地，如圖4B所示，3D打印輔助裝置400還包括：第二確定模塊43,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部件。
[0132] 舉例來說，對于每個部件，第二確定模塊43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，第二確定模塊43可以確定該部件是 否需要支撐。
[0133] 本實施例中，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所需的支撐力可能會有變化。可選地，需要支 撐的至少一個部件隨所述打印過程變化。相應(yīng)地，若所述至少一個部件隨所述打印過程變 化，且第一確定模塊41確定的所述至少一個部件在所述打印過程中所需的支撐力隨所述 打印過程變化，則控制模塊42控制所述通氣裝置對隨所述打印過程變化的所述至少一個 部件提供滿足隨所述打印過程變化的所需的支撐力的作用力。
[0134] 可選地，所述至少一個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。
[0135] 圖2A、2B分別為本申請中在打印過程中不同時刻一部件所需的支撐力的一種示 意圖。在tl時刻，第一確定模塊41確定部件1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?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述；在t2 時刻，第一確定模塊41確定部件1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?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述。對比圖2A、2B可 以看出，部件1所需的支撐力隨打印過程變化。
[0136] 本實施例中，控制模塊42有多種實現(xiàn)方式。
[0137] 在一種控制模塊的可選實現(xiàn)方式中，控制模塊42具體用于：根據(jù)所述所需的支撐 力的施加位置、方向和大小，在所述打印過程中所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對 位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的壓強(qiáng)。
[0138] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一。
[0139] 在又一種控制模塊的可選實現(xiàn)方式中，控制模塊42具體用于：根據(jù)所述所需的支 撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過程中所述至少一個部件與各所述通氣孔的相 對位置，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向。
[0140] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一。
[0141] 在又一種控制模塊的可選實現(xiàn)方式中，控制模塊42具體用于：根據(jù)所述所需的支 撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件在所述打印過程中的位置，各所述通氣孔 的通氣方向，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的位置和壓強(qiáng)。
[0142] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一。
[0143] 在又一種控制模塊的可選實現(xiàn)方式中，控制模塊42具體用于：根據(jù)所述所需的支 撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件在所述打印過程中的位置，控制在所述打 印過程中各所述通氣孔的位置、壓強(qiáng)和通氣方向。
[0144] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一。
[0145] 本實施例中，可選地，控制模塊42包括：
[0146] 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、方向和大小，生成對 所述通氣裝置的控制指令，所述控制指令用于控制所述通氣裝置在所述打印過程中對所述 至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力；
[0147] 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通氣裝置。
[0148] 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通氣裝置。舉例來說，所 述控制指令可以包括：各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向以與所述打印過程有關(guān)的至少一個 參數(shù)為自變量的函數(shù)。
[0149] 圖5A為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5A所 示，3D打印輔助裝置500包括：
[0150] 第一確定模塊51，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部件所需的支撐力的施加位置、方向和大??；
[0151] 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、方向和大小，控制一通 氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0152] 本實施例中，所述至少部分物體可以是打印完成的一完整物體，或者，打印過程中 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3D打印輔助裝置500。
[0153] 本實施例中，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?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一中的相應(yīng)描述?？蛇x地，所述至少部 分物體的形狀、材質(zhì)可以實時測量得到。
[0154] 本實施例中，第一確定模塊51可以確定所述所需的支撐力的施加位置、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，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、方向和大小的具體值控制一 通氣裝置對所述至少一個部件提供同樣施加位置、方向和大小的作用力，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，控制一通氣裝置對所述至少一 個部件提供施加位置、方向和大小滿足所述條件的作用力。
[0155] 可選地，控制模塊52控制所述通氣裝置在所述施加位置朝所述方向?qū)λ鲋辽?一個部件施加所述大小的作用力。
[0156] 本實施例中，可選地，所述通氣裝置包括設(shè)置在打印區(qū)域周圍的至少一個通氣孔。 其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī)中的至少一個打印噴頭在打印過程能夠移動到的區(qū)域。
[0157] 本實施例中，控制模塊52至少控制所述通氣裝置中各通氣孔的壓強(qiáng)。具體地，各 所述通氣孔的壓強(qiáng)可以是一負(fù)值、零、或一正值。當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為一負(fù)值時，所述通氣 孔從所述通氣孔的通氣方向吸氣，即產(chǎn)生一吸力；當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為一負(fù)值時，所述通氣 孔向所述通氣孔的通氣方向噴氣，即產(chǎn)生一沖力；當(dāng)一通氣孔的壓強(qiáng)為零時，所述通氣孔既 不吸氣也不噴氣，相當(dāng)于所述通氣孔被關(guān)閉。本實施例的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，所述通氣裝置也設(shè)置在所述3D打印機(jī) 中。
[0158] 本實施例的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部件所需的支撐力的施加位置、方向和 大小，控制模塊控制一通氣裝置對所述至少一個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，利用氣體的沖力或吸力至少部分地代替打印 的支撐結(jié)構(gòu)對部件進(jìn)行支撐，節(jié)省了打印時間和打印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對物 體外觀的影響。
[0159] 下面通過一些可選的實現(xiàn)方式進(jìn)一步地說明本實施例的3D打印輔助裝置500。
[0160] 本實施例中，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。
[0161] 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5B所示， 3D打印輔助裝置500還包括 ：
[0162] 第二確定模塊53,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部件。
[0163] 舉例來說，對于已經(jīng)打印出的一至少部分物體中的每個部件，第二確定模塊53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，第二確定模塊53可以確定該部件是否需要支撐。
[0164] 本實施例中，可選地，對于所述至少一個部件所需的支撐力，第一確定模塊51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。 以一個部件距離來說，圖2A、2B分別為本申請中在打印過程中不同時刻一部件所需的支撐 力的一種不意圖。在tl時刻，第一確定模塊51確定部件1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?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一的相應(yīng)描述，此處不 再贅述；在t2時刻，第一確定模塊51確定部件1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?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例一的相應(yīng)描述，此處不再贅述。
[0165] 本實施例中，控制模塊52有多種實現(xiàn)方式。
[0166] 在一種控制模塊的可選實現(xiàn)方式中，控制模塊52具體用于：根據(jù)所述所需的支撐 力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對位置，各所述通氣孔 的通氣方向，控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)。
[0167] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例二。
[0168] 在又一種控制模塊的可選實現(xiàn)方式中，控制模塊52具體用于：根據(jù)所述所需的支 撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對位置，控制各所述 通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向。
[0169] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例二。
[0170] 在又一種控制模塊的可選實現(xiàn)方式中，控制模塊52具體用于：根據(jù)所述所需的支 撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件的位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制 各所述通氣孔的位置和壓強(qiáng)。
[0171] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例二。
[0172] 在又一種控制模塊的可選實現(xiàn)方式中，控制模塊52具體用于：
[0173] 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件的位置，控制 各所述通氣孔的位置、壓強(qiáng)和通氣方向。
[0174] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助方法實施例二。
[0175] 圖6為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印機(jī)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，3D打印機(jī) 600包括：3D打印輔助裝置61和通氣裝置62。
[0176] 在一種可選的實現(xiàn)方式中，3D打印輔助裝置61為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助 裝置實施例一所述的3D打印輔助裝置，相應(yīng)地，3D打印輔助裝置61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；至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制通氣裝置 62在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0177] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實施例一。
[0178] 在又一種可選的實現(xiàn)方式中，3D打印輔助裝置61為本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔 助裝置實施例二所述的3D打印輔助裝置，相應(yīng)地，3D打印輔助裝置61用于：根據(jù)已經(jīng)打印 出的至少一個部件的形狀、材質(zhì)，確定所述至少一個部件所需的支撐力的施加位置、方向和 大??；至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制通氣裝置62對所述至少 一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
[0179] 本實現(xiàn)方式的具體實現(xiàn)可參照本申請?zhí)峁┑囊环N3D打印輔助裝置實施例二。
[0180] 本實施例中，通氣裝置62也有多種實現(xiàn)方式。在一種可選的實現(xiàn)方式中，通氣裝 置62包括：設(shè)置在打印區(qū)域周圍的至少一個通氣孔。其中，所述打印區(qū)域是指3D打印機(jī) 600中的至少一個打印噴頭在打印過程能夠移動到的區(qū)域。
[0181] 進(jìn)一步可選地，通氣裝置62包括：設(shè)置在所述打印區(qū)域至少一側(cè)的至少一個通氣 孔陣列，每個通氣孔陣列包括按一定方式排列的多個通氣孔。
[0182] 本實施例的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，并控制通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的 作用力，或者，通過3D打印輔助裝置根據(jù)已經(jīng)打印出的至少一個部件的形狀、材質(zhì)，確定所 述至少一個部件所需的支撐力的施加位置、方向和大小，并控制通氣裝置對所述至少一個 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 氣體的沖力或吸力至少部分地代替打印的支撐結(jié)構(gòu)對部件進(jìn)行支撐，節(jié)省了打印時間和打 印材料，并且避免了切除支撐結(jié)構(gòu)對物體外觀的影響。
[0183] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單 元及方法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來實現(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)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員 可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出 本發(fā)明的范圍。
[0184] 所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以 存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(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 算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備（可以是個 人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。 而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器（ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取 存儲器（RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0185] 以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(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； 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置在所述打印過 程中對所述至少一個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、方向 和/或大小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，所述通氣裝置包括：設(shè)置在打 印區(qū)域周圍的至少一個通氣孔。
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、方向和大小，控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述 所需的支撐力的作用力，包括： 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過程中所述至少一個部 件與各所述通氣孔的相對位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制在所述打印過程中各所述 通氣孔的壓強(qiáng)。
6. 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、方向和大小，控制一通氣裝置在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述 所需的支撐力的作用力，包括： 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過程中所述至少一個部 件與各所述通氣孔的相對位置，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6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 部件。
8. -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 部件所需的支撐力的施加位置、方向和大??； 至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置對所述至少一 個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述通氣裝置包括：設(shè)置在打印區(qū)域周圍 的至少一個通氣孔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9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、方向和大小，控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作 用力，包括： 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件與各所述通氣孔 的相對位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9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、方向和大小，控制一通氣裝置對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作 用力，包括： 根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件與各所述通氣孔 的相對位置，控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8?11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部件所需的支撐力的施加 位置、方向和大小之前，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 的所述至少一個部件。
13. -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?。? 控制模塊，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置 在所述打印過程中對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13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。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，其特征在于，所述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。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13?15中任一所述的裝置，其特征在于，所述通氣裝置包括：設(shè)置 在打印區(qū)域周圍的至少一個通氣孔。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊具體用于：根據(jù)所述所需 的支撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過程中所述至少一個部件與各所述通氣孔 的相對位置，各所述通氣孔的通氣方向，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的壓強(qiáng)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊具體用于：根據(jù)所述所需 的支撐力的施加位置、方向和大小，在所述打印過程中所述至少一個部件與各所述通氣孔 的相對位置，控制在所述打印過程中各所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13?18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 至少一個部件。
20. -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 分物體中至少一個部件所需的支撐力的施加位置、方向和大?。? 控制模塊，用于至少根據(jù)所述所需的支撐力的施加位置、方向和大小，控制一通氣裝置 對所述至少一個部件提供滿足所述所需的支撐力的作用力。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述通氣裝置包括：設(shè)置在打印區(qū)域周 圍的至少一個通氣孔。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊具體用于：根據(jù)所述所需 的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對位置，各所述 通氣孔的通氣方向，控制各所述通氣孔的壓強(qiáng)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊具體用于：根據(jù)所述所需 的支撐力的施加位置、方向和大小，所述至少一個部件與各所述通氣孔的相對位置，控制各 所述通氣孔的壓強(qiáng)和通氣方向。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20?23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部件。
25. -種3D打印機(jī)，其特征在于，包括：如權(quán)利要求13?24中任一所述的3D打印輔 助裝置和所述通氣裝置。
【文檔編號】B29C67/00GK104260343SQ201410433041
【公開日】2015年1月7日 申請日期: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, 周梁 申請人:北京智谷技術(shù)服務(wù)有限公司