科创中国
一种变直径纤维挤出式3D打印的塌陷补偿方法及装置
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-09-06 15:11:36
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-09-14 10:55:34
本说明书实施例涉及工程技术领域，适用于3D打印技术领域，尤其涉及一种变直径纤维挤出式3D打印的塌陷补偿方法及装置。包括，建立沉积后的每层变直径纤维对应的塌陷区域3D模型；根据变直径纤维的直径变化范围，构建每层变直径纤维对应的由恒定直径纤维构成的塌陷补偿模型；根据塌陷区域3D模型对塌陷补偿模型进行计算，得到每层变直径纤维对应的由恒定直径纤维构成的补偿打印轨迹；按照补偿打印轨迹利用恒定直径纤维对沉积后的每层变直径纤维的塌陷进行补偿。通过本说明书实施例，以局部塌陷区域为突破口，使用恒定直径纤维来补偿局部塌陷区域的方法，解决了现有的变直径纤维挤出式3D打印技术打印的模型存在局部塌陷的问题。
一种变直径纤维挤出式3D打印的塌陷补偿方法，其特征在于，包括：
建立沉积后的每层变直径纤维对应的塌陷区域3D模型；
根据所述变直径纤维的直径变化范围，构建每层变直径纤维对应的由恒定直径纤维构成的塌陷补偿模型；
根据所述塌陷区域3D模型对所述塌陷补偿模型进行计算，得到每层变直径纤维对应的由所述恒定直径纤维构成的补偿打印轨迹；
按照补偿打印轨迹利用所述恒定直径纤维对沉积后的每层变直径纤维的塌陷进行补偿。
随着挤出式3D打印技术的快速发展，为了满足梯度结构的设计与制造，目前领域内的技术人员提出了变直径纤维的挤出式3D打印技术。变直径纤维的挤出式3D打印技术通过调整供料流量或打印速度来实现沉积纤维的直径或者宽度，从而实现梯度结构的获得。这种变直径纤维的挤出式3D打印策略虽然可以实现x轴或y轴方向梯度结构的加工，但随着加工高度的增加，样品出现局部塌陷的可能性随之增高。这严重限制了该技术在加工制造大尺寸模型上的应用。
现在亟需一种变直径纤维挤出式3D打印的塌陷补偿方法，从而解决现有变直径纤维挤出式3D打印技术打印的模型存在局部塌陷的问题。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
因此本说明书实施例建立沉积后的每层变直径纤维的塌陷区域3D模型，从而逐层地对塌陷区域进行补偿。然后根据打印物体的变直径纤维的直径变化范围，构建每层变直径纤维对应的由恒定直径纤维构建的塌陷补偿模型，即利用恒定直径纤维对每层变直径纤维的塌陷区域进行补偿，利用恒定直径纤维进行塌陷补偿，可以在补偿塌陷的同时，实现物体的梯度空隙结构，提高打印物体的性能。
然后根据塌陷区域3D模型对塌陷补偿模型进行计算，得到每层变直径纤维对应的由恒定直径纤维构成的补偿打印轨迹，本说明书实施例在得到补偿打印轨迹后，可以生成补偿打印轨迹的打印程序，将补偿打印轨迹的打印程序添加到对应层的变直径纤维的打印程序之后，执行打印程序即可在3D打印物体的过程中自动补偿每层的塌陷，减少了塌陷补偿的工作量。
技术合作
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本说明书的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本说明书各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中应用了具体实施例对本说明书的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本说明书的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本说明书的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本说明书的限制。
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