三維物體數據處理方法、處理設備及3D列印設備與流程
2023-09-21 08:07:50
本申請涉及3d列印領域，尤其涉及一種三維物體數據處理方法、處理設備及3d列印設備。
背景技術：
3d列印是快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬、塑料和樹脂等可粘合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的技術。3d列印設備通過執行該種列印技術製造3d物體。3d列印設備由於成型精度高在模具、定製商品、醫療治具、假體等領域具有廣泛應用。其中，基於底面曝光的3d列印設備由於只需要在容器底部設置一層高的光固化材料，與上曝光相比，更節省材料，因此受到很多個性產品製造者的追寵。
所述底曝光的3d列印設備包括盛放光固化材料的容器、位於容器底下方的曝光裝置、構件板和帶動構件板升降的z軸驅動機構。其中，在利用所述3d列印設備列印物體時，所述曝光裝置將容器底的光固化材料進行照射以形成第一層固化層，所述第一層固化層附著在構件板上，構件板在z軸驅動機構的帶動下上升移動，使得所述固化層從容器底部分離，接著下降所述構件板使得所述容器底部與第一層固化層之間填充待固化的光固化材料，再次照射以得到附著在第一層固化層上的第二層固化層，以此類推，經過多次填充、照射和分離操作，將各固化層累計在構件板上以得到3d構件。
其中，在容器底面某個區域集中的、多次的執行分離操作，將會對容器底面造成磨損，影響容器的使用壽命。
為了保護容器底面，便於容器底面與固化層的分離，在容器底面通常設置透明的柔性膜，在分離時該柔性膜產生形變使得其易與固化層分離，使用該種方式有效保護了分離時的拉力對固化層的損壞。然而，集中的、多次的分離操作也會影響柔性膜的使用壽命。
技術實現要素：
本申請提供一種三維物體數據處理方法、處理設備及3d列印設備，用於解決延長柔性膜使用壽命等問題。
為實現上述目的及其他目的，本申請提供一種三維物體數據處理方法，包括：基於3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
在某些實施方式中，所述方法還包括顯示各所述測量位置的覆蓋次數的步驟。
在某些實施方式中，所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置是通過以下至少一種方式確定的：基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置；及在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放預設3d構件模型，得到對應各模型覆蓋範圍內各測量位置的覆蓋次數，並基於各模型覆蓋範圍內各測量位置的覆蓋次數，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
在某些實施方式中，所述方法還包括基於所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置確定預設3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置的步驟。
在某些實施方式中，所述基於候選擺放位置和/或候選不擺放位置確定預設3d構件模型的擺放位置的方式包括：顯示預設3d構件模型，並擺放所述預設3d構件模型；當所擺放的3d構件模型接近或到達所述候選擺放位置或候選不擺放位置時，予以提示。
在某些實施方式中，所述方法還包括更新測量位置的覆蓋次數的步驟。
基於上述目的，本申請還提供一種三維物體數據處理方法，包括：基於3d列印設備中容器底面預設測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的擺放位置，以便所述3d列印設備按照所述擺放位置列印所述3d構件。
在某些實施方式中，所述基於各測量位置的覆蓋次數確定在所述容器底面擺放3d構件的擺放位置的方式包括以下至少一種：基於所獲取的擺放指令確定對應3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面的擺放位置；基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定所述擺放位置；以及在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放對應3d構件模型，並基於遍歷時所述3d構件模型所覆蓋的各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定所述擺放位置。
在某些實施方式中，所述方法還包括更新測量位置的覆蓋次數的步驟。
在某些實施方式中，所述測量位置包括：3d列印設備中曝光裝置的各照射點投影到所述容器底面的位置或將所述容器底面預先劃分的測量區域塊。
基於上述目的，本申請還提供一種三維物體數據處理設備，包括：存儲單元，用於保存3d列印設備中容器底面預設測量位置受固化層覆蓋的次數；處理單元，與所述存儲單元相連，用於基於所保存的各測量位置的覆蓋次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理設備還包括：與所述處理單元相連的人機互動單元，用於顯示所保存的容器底面預設測量位置的覆蓋次數。
在某些實施方式中，所述處理單元通過以下至少一種方式確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置：基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置；及在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放預設3d構件模型，得到對應各模型覆蓋範圍內各測量位置的覆蓋次數，並基於各模型覆蓋範圍內各測量位置的覆蓋次數，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
在某些實施方式中，所述存儲單元還用於保存3d構件模型；所述處理單元還用於基於所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置確定3d構件模型的擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理單元還用於：將3d構件模型通過人機互動單元予以顯示，並按照所述人機互動單元所提供的擺放指令擺放所述3d構件模型；當所擺放的3d構件模型接近或到達所述候選擺放位置或候選不擺放位置時，通過所述人機互動單元予以提示。
在某些實施方式中，所述處理單元還用於更新所述存儲單元中測量位置的覆蓋次數。
基於上述目的，本申請還提供一種三維物體數據處理設備，包括：存儲單元，用於保存3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數及3d構件模型；處理單元，與所述存儲單元相連，用於基於所保存各測量位置的覆蓋次數，確定在所述容器底面擺放所述3d構件模型的擺放位置，以便所述3d列印設備按照所述擺放位置列印對應3d構件。
在某些實施方式中，所述處理單元確定3d構件模型的擺放位置的方式包括以下至少一種：基於所獲取的擺放指令確定所述3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面的擺放位置；基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定所述擺放位置；以及在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放所述3d構件模型，並基於遍歷時所述3d構件模型在各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定所述擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理單元還用於更新所述存儲單元中測量位置的覆蓋次數。
在某些實施方式中，所述測量位置包括：3d列印設備中曝光裝置的各照射點投影到所述容器底面的位置、或將所述容器底面預先劃分的測量區域塊。
基於上述目的，本申請還提供一種3d列印設備，包括：具有透明底面的容器，用於盛放光固化材料；曝光裝置，位於所述容器下方並向所述底面照射光能量，用於將所接收的分層圖像照射到所述容器底面所填充的光固化材料，得到對應的圖案固化層；構件平臺，用於累積的附著所述圖案固化層以得到3d構件；z軸驅動機構，與所述構件平臺相連，用於受控的帶動構件平臺升降移動使得所述構件平臺與容器底面之間的間隔填充有所述光固化材料；控制裝置，分別與所述z軸驅動機構和曝光裝置相連，用於控制所述z軸驅動機構，還用於將如上述任一所述的三維物體數據處理設備中3d構件模型的各分層圖像逐一提供給所述曝光裝置，其中，所述分層圖像的照射位置是按照所述3d構件模型的擺放位置而確定。
基於上述目的，本申請還提供一種3d列印設備，包括：具有透明底面的容器，用於盛放光固化材料；曝光裝置，位於所述容器下方並向所述底面照射光能量，用於將所接收的分層圖像照射到所述容器底面所填充的光固化材料，得到對應的圖案固化層；構件平臺，用於累積的附著所述圖案固化層以得到3d構件；z軸驅動機構，與所述構件平臺相連，用於受控的帶動構件平臺升降移動使得所述構件平臺與容器底面之間的間隔填充有所述光固化材料；控制裝置，分別與所述z軸驅動機構和曝光裝置，用於基於所述容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，按照所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置擺放對應的3d構件模型，並按照擺放位置向所述曝光裝置逐一提供所述3d構件模型的各分層圖像；以及用於控制所述z軸驅動機構。
在某些實施方式中，所述控制裝置包括：存儲單元，用於保存3d列印設備中容器底面預設測量位置受固化層覆蓋的次數；處理單元，與所述存儲單元相連，用於基於所保存的各測量位置的覆蓋次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
在某些實施方式中，所述控制裝置還包括：與所述處理單元相連的人機互動單元，用於顯示所保存的容器底面預設測量位置的覆蓋次數。
在某些實施方式中，所述處理單元通過以下至少一種方式確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置：基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置；在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放3d構件模型，並基於遍歷時所述3d構件模型所覆蓋的各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
在某些實施方式中，所述存儲單元還用於保存3d構件模型；所述處理單元還用於基於所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置確定3d構件模型的擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理單元還用於：將3d構件模型通過人機互動單元予以顯示，並按照所述人機互動單元所提供的擺放指令擺放所述3d構件模型；當所擺放的3d構件模型接近或到達所述候選擺放位置或候選不擺放位置時，通過所述人機互動單元予以提示。
在某些實施方式中，所述處理單元還用於更新所述存儲單元中測量位置的覆蓋次數。
基於上述目的，本申請還提供一種3d列印設備，包括：具有透明底面的容器，用於盛放光固化材料；曝光裝置，位於所述容器下方並向所述底面照射光能量，用於將所接收的分層圖像照射到所述容器底面所填充的光固化材料，得到對應的圖案固化層；構件平臺，用於累積的附著所述圖案固化層以得到3d構件；z軸驅動機構，與所述構件平臺相連，用於受控的帶動構件平臺升降移動使得所述構件平臺與容器底面之間的間隔填充有所述光固化材料；控制裝置，分別與所述z軸驅動機構和曝光裝置，用於基於所述容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的擺放位置，並按照擺放位置向所述曝光裝置逐一提供所述3d構件模型的各分層圖像；以及用於控制所述z軸驅動機構。
在某些實施方式中，所述控制裝置包括：存儲單元，用於保存3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數及3d構件模型；處理單元，與所述存儲單元相連，用於基於所保存各測量位置的覆蓋次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理單元確定3d構件的擺放位置的方式包括以下至少一種：基於所獲取的擺放指令確定對應3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面的擺放位置；基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定所述擺放位置；以及在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放對應3d構件模型，並基於遍歷時所述3d構件模型在各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定所述擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理單元還用於更新所述存儲單元中測量位置的覆蓋次數。
在某些實施方式中，所述測量位置包括：3d列印設備中曝光裝置的各照射點投影到所述容器底面的位置、或將所述容器底面預先劃分的測量區域塊。
本申請所提供的三維物體數據處理方法、處理設備及3d列印設備，基於對各測量位置的固化層覆蓋次數的統計，來調整3d構件的擺放位置，能有效均衡容器底面被固化層分離的位置，進而減緩分離時對容器底面或柔性膜常用區域的磨損。
附圖說明
圖1為本申請三維物體數據處理方法在一實施方式中的流程圖。
圖2為本申請中容器底面各測量位置及其覆蓋次數一實施方式中的顯示示意圖。
圖3為本申請中容器底面可擺放3d構件模型的候選擺放位置、各測量位置及其覆蓋次數在一實施方式中的顯示示意圖。
圖4為本申請三維物體數據處理方法在又一實施方式中的流程圖。
圖5為本申請中表示3d構件模型的擺放位置在一實施方式中的顯示示意圖。
圖6為本申請中調整3d構件模型擺放位置在一實施方式中的顯示示意圖。
圖7為本申請三維物體數據處理方法在又一實施方式中的流程圖。
圖8為本申請三維物體數據處理系統在一實施方式中的結構示意圖。
圖9為本申請3d列印設備在一實施方式中的結構示意圖。
圖10為本申請3d列印設備在又一實施方式中的結構示意圖。
圖11為圖10的3d列印設備中控制裝置在一實施方式中的結構示意圖。
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本申請的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本申請的其他優點與功效。本申請還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本申請的精神下進行各種修飾或改變。
需要說明的是，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本申請可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本申請所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本申請所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本申請可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本申請可實施的範疇。
如圖1所示，本申請提供三維物體數據處理方法在一實施方式中的示例。所述處理方法主要由處理系統來執行，其中，處理系統包括處理設備或3d列印設備中的控制裝置中軟體和硬體。其中，所述處理設備包括但不限於：用戶終端、或伺服器設備等。所述控制裝置包括但不限於計算機設備、工控機、或基於嵌入式作業系統的電子設備等。所述處理方法執行以下步驟s110、s120。
在s110中，預存有3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。
在此，所述覆蓋次數可保存在本地，或保存在能與所述處理系統通信的伺服器中。其中，若僅預存有一臺3d列印設備，則可只保存該3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。若保存多臺3d列印設備，則對應預存3d列印設備及各3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。在執行步驟s120之前，可通過選擇界面或印表機識別等方式來選擇一臺3d列印設備及其容器底面各測量位置的覆蓋次數。
其中，所述測量位置用於監測容器底面在列印期間被固化層覆蓋的區域或位置點，通過監測所述測量位置的覆蓋次數來確定容器底面對應位置點或區域與固化層分離的次數。由此便於為待列印的3d構件選擇覆蓋次數較少區域擺放，以均衡容器底面被分離的操作區域，進而延長容器的使用壽命。
其中，所述測量位置為3d列印設備中曝光裝置的各照射點投射到所述容器底面的各位置(可稱為光斑位置或像素位置)。例如，按照光學標定時所使用的標定板上各標定點在容器底面分布的位置，確定所述容器底面各測量位置。又如，所述曝光裝置包括雷射發射器、位於所述雷射發射器射出光路上的透鏡組和振鏡組(未予圖示)，其中，所述透鏡組用以改變雷射光路並調整雷射束的聚焦位置，所述振鏡組用以在二維空間內將所述雷射束在所述容器底面內掃描，所述測量位置為雷射束掃描容器底面所能經過的位置或從掃描路線上選擇離散位置點。再如，所述曝光裝置包括dmd晶片，所述dmd晶片中的每個振鏡將一個像素點照射到容器底面的固定位置，所述測量位置可以是所照射的各像素點位置或從各像素點位置中選取的位置點。
或者，所述測量位置為將容器底面預先劃分的測量區域塊。例如，預先將容器底面按照預設長度單位劃分成m×n個區域塊，每個測量位置對應一個區域塊，其中，m和n可以相同，也可以不同。
需要說明的是，所述測量位置的數量為多個，分布於容器底面。各測量位置以編號或坐標的形式予以保存，同時還對應保存有歷史覆蓋次數，以便在步驟s120中調取。
在步驟s120中，基於各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
為了延長容器的使用壽命，即：防止3d列印設備在容器底面的某個集中區域(如中心區域)被過度地執行與固化層分離的操作，在某些實時方式中，所述處理系統先按照預設的候選擺放條件確定容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，以便技術人員手動或處理系統自動選擇3d構件在容器底面的擺放位置。
在此，所述候選擺放位置及候選不擺放位置的數量可以為多個，其中，所述候選擺放位置及候選不擺放位置可以是某個或某些符合相應候選條件的測量位置。在某些更為具體的實施例中，可僅確定候選擺放位置或候選不擺放位置，比如，將符合候選擺放條件的測量位置作為候選擺放位置，或將符合候選不擺放條件的測量位置作為候選不擺放位置。在某些更為具體的實施方式中，可同時確定候選擺放位置和候選不擺放位置，比如，將符合候選擺放條件的測量位置作為候選擺放位置，且將不符合候選擺放條件的測量位置作為候選不擺放位置。所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可予以顯示。例如，在顯示各所述測量位置的覆蓋次數的同時，將所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置標記出來，如圖2所示，圖中紅色區域為候選不擺放位置，綠色區域為候選擺放位置，且各測量位置標記有覆蓋次數。
其中，所述候選條件可基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果而定。例如，候選擺放條件為：將小於預設次數閾值的各測量位置的覆蓋次數確定候選擺放位置。又如，候選不擺放條件為：將大於等於預設次數閾值的各測量位置的覆蓋次數確定候選不擺放位置。其中，根據實際3d構件的尺寸，所述次數閾值是可調整的。例如，當由相鄰的多個候選擺放位置所得到的區域無法滿足待列印的3d構件在容器底面投影所覆蓋的範圍時，可適當提高所述次數閾值，由此增加候選擺放位置的數量。
在某些實施方式中，所述候選擺放位置及候選不擺放位置是基於各測量位置的覆蓋次數和3d構件在容器底面投影的覆蓋範圍而確定的。例如，所述候選擺放位置是按照預設的候選擺放條件從容器底面能被3d構件投影所覆蓋的各區域中選出的，如圖3所示，圖中將符合候選擺放條件的投影輪廓作為候選擺放位置用輪廓線(圖中示為圓形)標記顯示，其中，所述投影輪廓是基於3d構件模型在模擬容器底面投影所得到的，所述3d構件模型是對應3d構件的軟體模型，所述模擬容器底面是基於實際容器底面尺寸而模擬的軟體模型。
在此，一種確定符合預設候選條件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置的方式為：在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放預設3d構件模型，並基於遍歷時所述預設3d構件模型在各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
具體地，預先按照容器底面的尺寸、各測量位置的分布及其覆蓋次數進行模擬，得到模擬容器底面，將待列印的3d構件模型遍歷地在所述模擬容器底面上進行擺放，並獲取每次擺放時3d構件模型的模型覆蓋範圍內測量位置組及其覆蓋次數組，根據所獲取的各覆蓋次數組確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。其中，所述候選擺放位置舉例為覆蓋次數組符合候選擺放條件的各測量位置組或對應模型覆蓋範圍；所述候選不擺放位置舉例是覆蓋次數組符合候選不擺放條件的各測量位置組或對應模型覆蓋範圍。
其中，根據所獲取的各組測量位置的覆蓋次數確定候選擺放位置的方式包括但不限於：1)若覆蓋次數組中不包含大於等於預設次數閾值的覆蓋次數，則確定相應的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；2)將覆蓋次數總和最小的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；3)將覆蓋次數總和平均值最小的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；4)將不符合候選不擺放位置的各測量位置組或對應的模型覆蓋範圍為候選擺放位置；5)將按照1)-4)中至少一種情況選出的測量位置組或模型覆蓋範圍作為候選擺放位置。
根據所獲取的各組測量位置的覆蓋次數確定候選不擺放位置的方式包括但不限於：1)若覆蓋次數組中包含大於等於預設次數閾值的覆蓋次數，則確定相應的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；2)將覆蓋次數總和最大的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；3)將覆蓋次數總和平均值最大的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；4)將不符合候選擺放位置的各測量位置組或對應的模型覆蓋範圍為候選不擺放位置；5)將按照1)-4)中至少一種情況選出的測量位置組或模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置。
按照上述任一種方式所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可以用作所述處理系統進一步篩選和確定3d構件在容器底面擺放位置的參考信息。為此，如圖4所示，所述處理方法還包括：步驟s130，即基於所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置確定預設3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理系統從候選擺放位置中選擇一個候選擺放位置作為3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。例如，所述處理系統從候選擺放位置中選擇對應的覆蓋次數總和最小的候選擺放位置作為所述3d構件模型的擺放位置。或者，所述處理系統基於候選不擺放位置確定3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。例如，所述候選不擺放位置為覆蓋次數超出預設次數閾值的測量位置，則所述處理系統將3d構件模型擺放在未覆蓋任一候選不擺放位置的模擬容器底面內，並將所擺放的位置作為該3d構件模型的擺放位置。又如，所述候選不擺放位置為符合候選不擺放條件的模型覆蓋範圍，則所述處理系統將3d構件模型擺放在未與所述候選不擺放位置完全重疊的模擬容器底面內，並將所擺放的位置作為該3d構件模型的擺放位置。
在此，所述擺放位置可包括以下至少一種：根據3d構件模型的凸點、拐點、角點、制高點或對稱軸中心點等第一特徵點投射在模擬容器底面的位置，和3d構件模型投射在模擬容器底面所覆蓋範圍的輪廓線上第二特徵點的位置。例如圖5中所示立體圖形的擺放位置包括立體圖形的a、b、c、d、e和f點分別投射至模擬容器底面的a』、b』、c』、d』、e』和f』點的位置坐標。
在另一些實施方式中，按照上述任一種方式所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可以用作輔助技術人員模擬3d構件在容器底面的擺放位置，使得容器底面中各測量位置的覆蓋次數能夠均衡分布。為此，所述步驟s130包括s131和s132。
在步驟s131中，顯示預設3d構件模型，並擺放所述預設3d構件模型。具體地，由技術人員通過人機互動單元調取3d構件模型並顯示在顯示屏上，同時輸入調整所述3d構件模型在模擬容器底面旋轉、平移的擺放指令，根據所述擺放指令調整3d構件模型的擺放位置，其中，圖6中展示了3d構件模型受旋轉擺放指令調整擺放位置的示意圖。
在步驟s132中，在調整過程中，當所擺放的3d構件模型接近或到達所述候選擺放位置或候選不擺放位置時，予以提示。
其中，預確定的各候選擺放位置和/或候選不擺放位置可與各所述測量位置的覆蓋次數一併顯示給技術人員，其顯示方式可參考圖3。各候選位置也可以僅在滿足預設顯示條件時顯示給技術人員，例如，技術人員操作3d構件模型使其在模擬容器底面內移動，當3d構件模型接近或重疊一候選擺放位置時，高亮相應的候選擺放位置，以給予擺放建議，當3d構件模型接近或重疊一候選不擺放位置時，高亮相應的候選不擺放位置，以給予擺放警告，其中，關於擺放建議的提示和擺放警告的提示不同。
當確定了3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置時，可將所確定的擺放位置連同3d構件模型一起提供給3d列印設備，以便所述3d列印設備中的控制裝置按照所述擺放位置控制其連接的曝光裝置曝光各分層圖像，以實現在相應擺放位置列印3d構件的目的。
在此基礎上，為了將預存儲的容器底面各測量位置的覆蓋次數與3d構件模型的擺放或3d列印設備的列印過程聯動起來，所述處理方法還包括步驟s140，即更新測量位置的覆蓋次數的步驟(未予圖示)。
在一種實施方式中，按照3d構件模型的擺放位置更新各測量位置的覆蓋次數。具體地，所述處理系統按照所述擺放位置，確定所述3d構件模型中各層分層圖像投射到模擬容器底面所覆蓋的各圖像範圍，根據各測量位置被各圖像範圍所覆蓋的次數，更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。例如，3d構件模型包含四層分層圖像，各層分層圖像投影在模擬容器底面的圖像範圍分別為a1、a2、a3和a4，其中，範圍a1＝a4，a2＝a3且a1>a2，被範圍a1和a4覆蓋的各測量位置包括：被範圍a2和a3覆蓋的各測量位置包括：所處理系統統計得到：測量位置{b11,b12,b13,b14,b21,b24,b31,b34,b41,b42,b43,b44}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為2次，測量位置{b22,b23,b32,b33}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為4次，將所統計的各測量位置的次數疊加到所保存的對應各測量位置的覆蓋次數上，以供在列印後續新的3d構件時為其提供候選擺放位置和/或候選不擺放位置的參考信息。
在又一種實施方式中，所述處理系統將3d構件模型和對應的擺放位置提供給3d列印設備，並獲取3d列印設備列印所述3d構件模型期間實際容器底面各測量位置被固化層覆蓋的次數，並基於所獲取的覆蓋次數和測量位置進行更新。具體地，處理系統獲取3d列印設備將各分層圖像照射在容器底面時所覆蓋的圖像範圍及其在容器底面的位置，例如，所述處理系統獲取3d列印設備中曝光裝置投射各分層圖像時圖像的輪廓線及輪廓線上特徵點在容器底面的位置坐標。再根據各測量位置被分層圖像覆蓋的次數更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。其中，若所述測量位置為測量點，則所述處理系統直接更新相應測量位置的覆蓋次數。若所述測量位置為區域塊，則所述處理系統可根據區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例確定更新相應區域塊的覆蓋次數，例如，若某區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例超出50％，則更新相應區域塊的覆蓋次數，反之則不予更新。
所述處理系統通過及時更新容器底面各測量位置的覆蓋次數，實現在列印新的3d構件前確定擺放相應3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，為技術人員提供通過擺放3d構件模型來確保容器底面各測量位置被固化層覆蓋的次數均勻化，由此延長容器的使用壽命。
如圖7所示，本申請還提供一種三維物體數據處理方法，所述處理方法不限於通過人工擺件的方式來調整3d構件在容器底面的擺放位置，還可以通過一系列算法來確定所述擺放位置，由此實現3d列印設備按照所述擺放位置列印所述3d構件。為此，所述處理方法包括：步驟s210、s220。
在步驟s210中，預存有3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數及3d構件模型。
在此，所述覆蓋次數可保存在本地，或保存在能與所述處理系統通信的伺服器中。其中，若僅預存有一臺3d列印設備，則可只保存該3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。若保存多臺3d列印設備，則對應預存3d列印設備及各3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。在執行步驟s220之前，可通過選擇界面或印表機識別等方式來選擇一臺3d列印設備及其容器底面各測量位置的覆蓋次數。
其中，所述測量位置用於監測容器底面在列印期間被固化層覆蓋的區域或位置點，通過監測所述測量位置的覆蓋次數來確定容器底面對應位置點或區域與固化層分離的次數。由此便於為待列印的3d構件選擇覆蓋次數較少區域擺放，以均衡容器底面被分離的操作區域，進而延長容器的使用壽命。
其中，所述測量位置為3d列印設備中曝光裝置的各照射點投射到所述容器底面的各位置(可稱為光斑位置或像素位置)。例如，按照光學標定時所使用的標定板上各標定點在容器底面分布的位置，確定所述容器底面各測量位置。又如，所述曝光裝置包括雷射發射器、位於所述雷射發射器射出光路上的透鏡組和振鏡組(未予圖示)，其中，所述透鏡組用以改變雷射光路並調整雷射束的聚焦位置，所述振鏡組用以在二維空間內將所述雷射束在所述容器底面內掃描，所述測量位置為雷射束掃描容器底面所能經過的位置或從掃描路線上選擇離散位置點。再如，所述曝光裝置包括dmd晶片，所述dmd晶片中的每個振鏡將一個像素點照射到容器底面的固定位置，所述測量位置可以是所照射的各像素點位置或從各像素點位置中選取的位置點。
或者，所述測量位置為將容器底面預先劃分的測量區域塊。例如，預先將容器底面按照預設長度單位劃分成m×n個區域塊，每個測量位置對應一個區域塊，其中，m和n可以相同，也可以不同。
需要說明的是，所述測量位置的數量為多個，分布於容器底面。各測量位置以編號或坐標的形式予以保存，同時還對應保存有歷史覆蓋次數，以便在步驟s220中調取。
在步驟s220中，基於各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的擺放位置，以便所述3d列印設備按照所述擺放位置列印所述3d構件。
為了延長容器的使用壽命，即：防止3d列印設備在容器底面的某個集中區域(如中心區域)被過度地執行與固化層分離的操作，在某些實時方式中，所述處理系統先按照預設的候選擺放條件確定容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置可標記再對應容器底面的模擬容器底面顯示給技術人員，並基於由技術人員操作所產生的擺放指令確定3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置，由此對應確定3d列印設備所列印的3d構件在容器底面的擺放位置。即：基於所獲取的擺放指令確定3d構件模型在所述模擬容器底面的擺放位置。
例如，處理系統將所存儲的各測量位置及其覆蓋次數顯示在模擬容器底面，還將待確認擺放位置的3d構件模型顯示在模擬容器底面上，同時提供技術人員旋轉、平移3d構件模型的擺放指令圖示，當接收到相應的擺放指令時，處理系統對應調整3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置，當其擺放位置接近或到達某一候選擺放位置或候選不擺放位置時，給予建議或不建議擺放的提示，如高亮提示等。
在另一些實施方式中，處理系統中還預存有根據測量位置的覆蓋次數確定擺放位置的程序，通過執行程序中對3d構件在模擬容器底面的擺放位置，來對應確定3d構件在容器底面的擺放位置。其中，一種方式可包括：基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定所述擺放位置。
具體地，所述處理系統中預設一篩選不能擺放的條件：覆蓋次數大於預設次數閾值。再將各測量位置的覆蓋次數中符合所述篩選條件的測量位置予以剔除，將3d構件模型放置在模擬容器底面的可用區域上，通過遍歷/隨機調整的方式得到所述3d構件模型在所述可用區域內的至少一個模型覆蓋範圍，並以各模型覆蓋範圍內的測量位置及其覆蓋次數為分組，統計每個分組中各覆蓋次數，如統計總和和/或平均值，選擇所統計的最小值所對應的模型覆蓋範圍作為3d構件模型的擺放位置。其中，若按照上述篩選條件無法得到任一模型覆蓋範圍，可調整所述篩選條件中的次數閾值，直至能夠選出滿足上述條件的至少一個覆蓋範圍，再重複上述確定3d構件模型擺放位置的方案，以得到相應的擺放位置。在此基礎上，所述處理系統將基於所得到的擺放位置確定曝光裝置對應照射所述3d構件模型各分層圖像的像素點或照射區域。
其中，基於剩餘各測量位置的覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置的方式還可以有其他方式。例如，所述處理系統先統計3d構件模型中各分層圖像所覆蓋範圍內的測量位置的覆蓋次數，再在獲取3d構件模型的模型覆蓋範圍時，還將所統計的各測量位置的覆蓋次數疊加到所覆蓋的對應測量位置的覆蓋次數之上，再基於疊加後的各組測量位置的覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置。如此能夠更準確的均衡考量該3d構件模型的擺放位置，以實現各測量位置覆蓋次數的均衡分布。
需要說明的是，上述篩選條件以篩選不擺放條件為例，還可以通過預設篩選擺放條件來得到符合相應篩選擺放條件且覆蓋次數的統計值最優者作為所確定的3d構件模型的擺放位置。
另外一種方式可包括：在所述模擬容器底面內遍歷地擺放3d構件模型，並基於遍歷時所述3d構件模型所覆蓋的各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定所述擺放位置。
在此，所述遍歷方式包括：在二維平面內平行移動3d構件模型，和/或在三維內旋轉3d構件模型。
在此，所述處理系統在所述模擬容器底面內遍歷3d構件模型，將收集每次3d構件模型的模型覆蓋範圍內各測量位置及其覆蓋次數，基於所統計的每組中各覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置。
其中，基於所統計的每組中各覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置的方式可以採用：選擇每組覆蓋次數總和或平均值最小者來確定相應的擺放位置。或者還可以採用其他策略。例如，預設一篩選擺放條件為：分組內各覆蓋次數均小於等於預設次數閾值，按照所述條件從各分組中選出至少一個分組，從所選出的分組中統計各覆蓋次數總和最小值，再以所得到的最小值確定3d構件模型的擺放位置。若無法得到滿足上述篩選擺放條件的分組，可調整所述條件中的次數閾值，直至能夠選出滿足上述條件的至少一個分組，再基於所選出的分組，選取所述3d構件模型的擺放位置。
需要說明的是，上述篩選條件以篩選擺放條件為例，還可以通過預設不篩選擺放條件來得到不符合相應篩選不擺放條件且覆蓋次數的統計值最優者作為所確定的3d構件模型的擺放位置。
當確定了3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置時，可將所確定的擺放位置連同3d構件模型一起提供給3d列印設備，以便所述3d列印設備中的控制裝置按照所述擺放位置控制其連接的曝光裝置曝光各分層圖像，以實現在相應擺放位置列印3d構件的目的。
在此基礎上，為了將預存儲的容器底面各測量位置的覆蓋次數與3d構件模型的擺放或3d列印設備的列印過程聯動起來，所述處理方法還包括步驟s230，即更新測量位置的覆蓋次數的步驟(未予圖示)。
在一種實施方式中，按照3d構件模型的擺放位置更新各測量位置的覆蓋次數。具體地，所述處理系統按照所述擺放位置，確定所述3d構件模型中各層分層圖像投射到模擬容器底面所覆蓋的各圖像範圍，根據各測量位置被各圖像範圍所覆蓋的次數，更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。例如，3d構件模型包含四層分層圖像，各層分層圖像投影在模擬容器底面的圖像範圍分別為a1、a2、a3和a4，其中，範圍a1＝a4，a2＝a3且a1>a2，被範圍a1和a4覆蓋的各測量位置包括：被範圍a2和a3覆蓋的各測量位置包括：所處理系統統計得到：測量位置{b11,b12,b13,b14,b21,b24,b31,b34,b41,b42,b43,b44}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為2次，測量位置{b22,b23,b32,b33}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為4次，將所統計的各測量位置的次數疊加到所保存的對應各測量位置的覆蓋次數上，以供在列印後續新的3d構件時提供確定其擺放位置的參考信息。
在又一種實施方式中，所述處理系統將3d構件模型和對應的擺放位置提供給3d列印設備，並獲取3d列印設備列印所述3d構件模型期間實際容器底面各測量位置被固化層覆蓋的次數，並基於所獲取的覆蓋次數和測量位置進行更新。具體地，處理系統獲取3d列印設備將各分層圖像照射在容器底面時所覆蓋的圖像範圍及其在容器底面的位置，例如，所述處理系統獲取3d列印設備中曝光裝置投射各分層圖像時圖像的輪廓線及輪廓線上特徵點在容器底面的位置坐標。再根據各測量位置被分層圖像覆蓋的次數更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。其中，若所述測量位置為測量點，則所述處理系統直接更新相應測量位置的覆蓋次數。若所述測量位置為區域塊，則所述處理系統可根據區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例確定更新相應區域塊的覆蓋次數，例如，若某區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例超出50％，則更新相應區域塊的覆蓋次數，反之則不予更新。
所述處理系統通過及時更新容器底面各測量位置的覆蓋次數，實現在列印新的3d構件前確定擺放相應3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，為技術人員提供通過擺放3d構件模型來確保容器底面各測量位置被固化層覆蓋的次數均勻化，由此延長容器的使用壽命。
本申請還提供一種三維物體數據處理設備。所述處理設備包括但不限於：用戶終端、或伺服器設備等。例如，所述處理設備為放置在牙齒製造室、個性產品製造室、或模具製造室內的單臺終端設備。又如，所述處理設備為與3d列印設備數據連接的單臺終端設備。再如，所述處理設備為可與多個用戶終端通信的伺服器設備，用於為用戶終端所提供的各3d構件模型進行包含擺件的前處理過程，其中，所述處理設備還配備有指定的3d列印設備以列印出對應3d構件。其中，參考圖8，所述處理設備1包括存儲單元11和處理單元12。
所述存儲單元11包含非易失性存儲器。所述非易失性存儲器包括固態硬碟、可移動存儲器等外部存儲器。所述非易失性存儲器可以通過主板晶片組提供的總線與cpu連接；所述非易失性存儲器可與cpu集成在一集成電路中；或所述非易失性存儲器與cpu分別位於不同的集成電路中並通過總線連接。其中，所述cpu位於處理單元12中，所述cpu可被可編程邏輯器件(fpga)或多核處理器等處理器替換使用。在處理單元12中還包含處理器執行程序時所需要的內存、寄存器等用於臨時存儲數據的存儲器，以及cpu運行所需要的時鐘系統等。
所述處理設備1還可以具有接口單元13及其驅動電路，用於連接未集成在處理設備1的硬體單元。其中，所述接口單元13舉例包括串行接口、並行接口和總線接口等。所述硬體單元舉例包括：人機互動單元14、外接單元等。所述人機互動單元14包括但不限於：鍵盤、滑鼠、顯示屏、觸屏、電子筆等。所述外接單元包括但不限於：無線滑鼠的信號收發器、usbhub等。在某些電子設備中，上述舉例的硬體單元可以全部或部分集成在處理設備1中。
所述存儲單元11用於保存3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。
在此，所述測量位置及其覆蓋次數可以數據表的形式保存在存儲單元11中，並通過資料庫操作語句進行讀寫操作。所述存儲單元11中還保存有處理單元12用以執行的能夠進行資料庫操作的程序，處理單元12執行的能夠確定3d構件在容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置的程序，以及待擺放的3d構件模型和對應容器底面的模擬容器底面等。其中，所述存儲單元11可以僅預存有一臺3d列印設備，則只保存該3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。所述存儲單元11還可以保存多臺3d列印設備，則對應預存3d列印設備及各3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。所述處理單元12可通過提供選擇界面或對所連接的進行印表機識別等方式確定一臺3d列印設備及其容器底面各測量位置的覆蓋次數。
其中，所述測量位置用於監測容器底面在列印期間被固化層覆蓋的區域或位置點，通過監測所述測量位置的覆蓋次數來確定容器底面對應位置點或區域與固化層分離的次數。由此便於為待列印的3d構件選擇覆蓋次數較少區域擺放，以均衡容器底面被分離的操作區域，進而延長容器的使用壽命。
其中，所述測量位置為3d列印設備中曝光裝置的各照射點投射到所述容器底面的各位置(可稱為光斑位置或像素位置)。例如，按照光學標定時所使用的標定板上各標定點在容器底面分布的位置，確定所述容器底面各測量位置。又如，所述曝光裝置包括雷射發射器、位於所述雷射發射器射出光路上的透鏡組和振鏡組(未予圖示)，其中，所述透鏡組用以改變雷射光路並調整雷射束的聚焦位置，所述振鏡組用以在二維空間內將所述雷射束在所述容器底面內掃描，所述測量位置為雷射束掃描容器底面所能經過的位置或從掃描路線上選擇離散位置點。再如，所述曝光裝置包括dmd晶片，所述dmd晶片中的每個振鏡將一個像素點照射到容器底面的固定位置，所述測量位置可以是所照射的各像素點位置或從各像素點位置中選取的位置點。
或者，所述測量位置為將容器底面預先劃分的測量區域塊。例如，預先將容器底面按照預設長度單位劃分成m×n個區域塊，每個測量位置對應一個區域塊，其中，m和n可以相同，也可以不同。
需要說明的是，所述測量位置的數量為多個，分布於容器底面。各測量位置以編號或坐標的形式予以保存，同時還對應保存有歷史覆蓋次數，以便在處理單元12運行程序時調取。
所述處理單元12運行程序以執行以下步驟：基於各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
為了延長容器的使用壽命，即：防止3d列印設備在容器底面的某個集中區域(如中心區域)被過度地執行與固化層分離的操作，在某些實時方式中，所述處理單元12先按照預設的候選擺放條件確定容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，再由人機互動單元14所提供的擺放指令或處理單元12自動擺放確定3d構件在容器底面的擺放位置。
在此，所述候選擺放位置及候選不擺放位置的數量可以為多個，其中，所述候選擺放位置及候選不擺放位置可以是某個或某些符合相應候選條件的測量位置。在某些更為具體的實施例中，可僅確定候選擺放位置或候選不擺放位置，比如，所述處理單元12將符合候選擺放條件的測量位置作為候選擺放位置，或將符合候選不擺放條件的測量位置作為候選不擺放位置。在某些更為具體的實施方式中，所述處理單元12可同時確定候選擺放位置和候選不擺放位置，比如，將符合候選擺放條件的測量位置作為候選擺放位置，且將不符合候選擺放條件的測量位置作為候選不擺放位置。所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可予以顯示。例如，所述處理單元12在顯示各所述測量位置的覆蓋次數的同時，將所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置標記出來，如圖2所示，圖中紅色區域為候選不擺放位置，綠色區域為候選擺放位置，且各測量位置標記有覆蓋次數。
其中，所述候選條件可基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果而定。例如，候選擺放條件為：將小於預設次數閾值的各測量位置的覆蓋次數確定候選擺放位置。又如，候選不擺放條件為：將大於等於預設次數閾值的各測量位置的覆蓋次數確定候選不擺放位置。根據實際3d構件的尺寸，所述次數閾值是可調整的。例如，當由相鄰的多個候選擺放位置所得到的區域無法滿足待列印的3d構件在容器底面投影所覆蓋的範圍時，可適當提高所述次數閾值，由此增加候選擺放位置的數量。
在某些實施方式中，所述候選擺放位置及候選不擺放位置是基於各測量位置的覆蓋次數和3d構件在容器底面投影的覆蓋範圍而確定的。例如，所述候選擺放位置是按照預設的候選擺放條件從容器底面能被3d構件投影所覆蓋的各區域中選出的，如圖3所示，圖中將符合候選擺放條件的投影輪廓作為候選擺放位置用輪廓線標記顯示，其中，所述投影輪廓是基於3d構件模型在模擬容器底面投影所得到的，所述3d構件模型是對應3d構件的軟體模型，所述模擬容器底面是基於實際容器底面尺寸而模擬的軟體模型。
在此，一種確定符合預設候選條件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置的方式為：在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放預設3d構件模型，並基於遍歷時所述預設3d構件模型在各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
具體地，預先按照容器底面的尺寸、各測量位置的分布及其覆蓋次數進行模擬，得到模擬容器底面，將待列印的3d構件模型遍歷地在所述模擬容器底面上進行擺放，並獲取每次擺放時3d構件模型的模型覆蓋範圍內測量位置組及其覆蓋次數組，根據所獲取的各覆蓋次數組確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。其中，所述候選擺放位置舉例為覆蓋次數組符合候選擺放條件的各測量位置組或對應模型覆蓋範圍；所述候選不擺放位置舉例是覆蓋次數組符合候選不擺放條件的各測量位置組或對應模型覆蓋範圍。
其中，所述處理單元12根據所獲取的各組測量位置的覆蓋次數確定候選擺放位置的方式包括但不限於：1)若覆蓋次數組中不包含大於等於預設次數閾值的覆蓋次數，則確定相應的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；2)將覆蓋次數總和最小的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；3)將覆蓋次數總和平均值最小的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；4)將不符合候選不擺放位置的各測量位置組或對應的模型覆蓋範圍為候選擺放位置；5)將按照1)-4)中至少一種情況選出的測量位置組或模型覆蓋範圍作為候選擺放位置。
所述處理單元12根據所獲取的各組測量位置的覆蓋次數確定候選不擺放位置的方式包括但不限於：1)若覆蓋次數組中包含大於等於預設次數閾值的覆蓋次數，則確定相應的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；2)將覆蓋次數總和最大的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；3)將覆蓋次數總和平均值最大的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；4)將不符合候選擺放位置的各測量位置組或對應的模型覆蓋範圍為候選不擺放位置；5)將按照1)-4)中至少一種情況選出的測量位置組或模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置。
按照上述任一種方式所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可以用作所述處理單元12進一步篩選和確定3d構件在容器底面擺放位置的參考信息。為此，所述處理單元12還用於基於所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置確定預設3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理單元12從候選擺放位置中選擇一個候選擺放位置作為3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。例如，所述處理單元12從候選擺放位置中選擇對應的覆蓋次數總和最小的候選擺放位置作為所述3d構件模型的擺放位置。或者，所述處理系統基於候選不擺放位置確定3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。例如，所述候選不擺放位置為覆蓋次數超出預設次數閾值的測量位置，則所述處理單元12將3d構件模型擺放在未覆蓋任一候選不擺放位置的模擬容器底面內，並將所擺放的位置作為該3d構件模型的擺放位置。又如，所述候選不擺放位置為符合候選不擺放條件的模型覆蓋範圍，則所述處理單元12將3d構件模型擺放在未與所述候選不擺放位置完全重疊的模擬容器底面內，並將所擺放的位置作為該3d構件模型的擺放位置。
在此，所述擺放位置可包括以下至少一種：根據3d構件模型的凸點、拐點、角點、制高點或對稱軸中心點等第一特徵點投射在模擬容器底面的位置，和3d構件模型投射在模擬容器底面所覆蓋範圍的輪廓線上第二特徵點的位置。例如圖5中所示立體圖形的擺放位置包括立體圖形的a、b、c、d、e和f點分別投射至模擬容器底面的a』、b』、c』、d』、e』和f』點的位置坐標。
在另一些實施方式中，按照上述任一種方式所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可以用作輔助技術人員模擬3d構件在容器底面的擺放位置，使得容器底面中各測量位置的覆蓋次數能夠均衡分布。為此，所述所述處理單元12還執行以下步驟s131和s132(未予圖示)。
在步驟s131中，所述處理單元12顯將3d構件模型通過人機互動單元14予以顯示，並按照所述人機互動單元14所提供的擺放指令擺放所述3d構件模型。具體地，由技術人員通過人機互動單元14調取3d構件模型並顯示在顯示屏上，同時輸入調整所述3d構件模型在模擬容器底面旋轉、平移的擺放指令，根據所述擺放指令調整3d構件模型的擺放位置，其中，圖6中展示了3d構件模型受旋轉擺放指令調整擺放位置的示意圖。
在步驟s132中，在調整過程中，所述處理單元12當所擺放的3d構件模型接近或到達所述候選擺放位置或候選不擺放位置時，通過所述人機互動單元14予以提示。
其中，預確定的各候選擺放位置和/或候選不擺放位置可與各所述測量位置的覆蓋次數一併顯示給技術人員，其顯示方式可參考圖2。各候選位置也可以僅在滿足預設顯示條件時顯示給技術人員，例如，技術人員通過人機互動單元14操作3d構件模型使其在模擬容器底面內移動，所述處理單元12基於所述人機互動單元14對應提供的擺放指令確定：當將3d構件模型接近或重疊一候選擺放位置時，高亮相應的候選擺放位置，以給予擺放建議，當3d構件模型接近或重疊一候選不擺放位置時，高亮相應的候選不擺放位置，以給予擺放警告，其中，關於擺放建議的提示和擺放警告的提示不同。
當確定了3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置時，所述處理單元12可將所確定的擺放位置連同3d構件模型一起提供給3d列印設備，以便所述3d列印設備中的控制裝置按照所述擺放位置控制其連接的曝光裝置曝光各分層圖像，以實現在相應擺放位置列印3d構件的目的。
在此基礎上，為了將預存儲的容器底面各測量位置的覆蓋次數與3d構件模型的擺放或3d列印設備的列印過程聯動起來，所述處理單元12還用於更新測量位置的覆蓋次數。
在一種實施方式中，所述處理單元12按照3d構件模型的擺放位置更新各測量位置的覆蓋次數。具體地，所述處理單元12按照所述擺放位置，確定所述3d構件模型中各層分層圖像投射到模擬容器底面所覆蓋的各圖像範圍，根據各測量位置被各圖像範圍所覆蓋的次數，更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。例如，3d構件模型包含四層分層圖像，各層分層圖像投影在模擬容器底面的圖像範圍分別為a1、a2、a3和a4，其中，範圍a1＝a4，a2＝a3且a1>a2，被範圍a1和a4覆蓋的各測量位置包括：被範圍a2和a3覆蓋的各測量位置包括：所處理單元12統計得到：測量位置{b11,b12,b13,b14,b21,b24,b31,b34,b41,b42,b43,b44}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為2次，測量位置{b22,b23,b32,b33}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為4次，將所統計的各測量位置的次數疊加到所保存的對應各測量位置的覆蓋次數上，以供在列印後續新的3d構件時為其提供候選擺放位置和/或候選不擺放位置的參考信息。
在又一種實施方式中，所述處理設備1還包括能與3d列印設備數據連接的接口，如網絡接口、或數據線接口等，該接口還與處理單元12相連，所述處理單元12將3d構件模型和對應的擺放位置通過該接口提供給3d列印設備，並獲取3d列印設備列印所述3d構件模型期間實際容器底面各測量位置被固化層覆蓋的次數，並基於所獲取的覆蓋次數和測量位置進行更新。具體地，處理單元12獲取3d列印設備將各分層圖像照射在容器底面時所覆蓋的圖像範圍及其在容器底面的位置，例如，所述處理單元12獲取3d列印設備中曝光裝置投射各分層圖像時圖像的輪廓線及輪廓線上特徵點在容器底面的位置坐標。再根據各測量位置被分層圖像覆蓋的次數更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。其中，若所述測量位置為測量點，則所述處理單元12直接更新相應測量位置的覆蓋次數。若所述測量位置為區域塊，則所述處理單元12可根據區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例確定更新相應區域塊的覆蓋次數，例如，若某區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例超出50％，則更新相應區域塊的覆蓋次數，反之則不予更新。
所述處理單元12通過及時更新容器底面各測量位置的覆蓋次數，實現在列印新的3d構件前確定擺放相應3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，為技術人員提供通過擺放3d構件模型來確保容器底面各測量位置所在區域被固化層覆蓋的次數均勻化，由此延長容器的使用壽命。
仍如圖8所示，本申請還提供一種三維物體數據處理設備1，所述處理設備1不限於通過人工擺件的方式來調整3d構件在容器底面的擺放位置，還可以通過一系列算法來確定所述擺放位置，由此實現3d列印設備按照所述擺放位置列印所述3d構件。為此，所述處理設備1中的存儲單元11、處理單元12和人機互動單元14的協同執行過程如下所示。
存儲單元11用於保存3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數及3d構件模型。
在此，所述測量位置及其覆蓋次數可以數據表的形式保存在存儲單元11中，並通過資料庫操作語句進行讀寫操作。所述存儲單元11中還保存有處理單元12用以執行的能夠進行資料庫操作的程序，處理單元12執行的能夠確定3d構件在容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置的程序，以及待擺放的3d構件模型和對應容器底面的模擬容器底面等。其中，所述存儲單元11可以僅預存有一臺3d列印設備，則只保存該3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。所述存儲單元11還可以保存多臺3d列印設備，則對應預存3d列印設備及各3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。所述處理單元12可通過提供選擇界面或對所連接的進行印表機識別等方式確定一臺3d列印設備及其容器底面各測量位置的覆蓋次數。
其中，所述測量位置用於監測容器底面在列印期間被固化層覆蓋的區域或位置點，通過監測所述測量位置的覆蓋次數來確定容器底面對應位置點或區域與固化層分離的次數。由此便於為待列印的3d構件選擇覆蓋次數較少區域擺放，以均衡容器底面被分離的操作區域，進而延長容器的使用壽命。
其中，所述測量位置為3d列印設備中曝光裝置的各照射點投射到所述容器底面的各位置(可稱為光斑位置或像素位置)。例如，按照光學標定時所使用的標定板上各標定點在容器底面分布的位置，確定所述容器底面各測量位置。又如，所述曝光裝置包括雷射發射器、位於所述雷射發射器射出光路上的透鏡組和振鏡組(未予圖示)，其中，所述透鏡組用以改變雷射光路並調整雷射束的聚焦位置，所述振鏡組用以在二維空間內將所述雷射束在所述容器底面內掃描，所述測量位置為雷射束掃描容器底面所能經過的位置或從掃描路線上選擇離散位置點。再如，所述曝光裝置包括dmd晶片，所述dmd晶片中的每個振鏡將一個像素點照射到容器底面的固定位置，所述測量位置可以是所照射的各像素點位置或從各像素點位置中選取的位置點。
或者，所述測量位置為將容器底面預先劃分的測量區域塊。例如，預先將容器底面按照預設長度單位劃分成m×n個區域塊，每個測量位置對應一個區域塊，其中，m和n可以相同，也可以不同。
需要說明的是，所述測量位置的數量為多個，分布於容器底面。各測量位置以編號或坐標的形式予以保存，同時還對應保存有歷史覆蓋次數，以便處理單元12在執行程序時調取。
所述處理單元12用於基於各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的擺放位置，以便所述3d列印設備按照所述擺放位置列印所述3d構件。
為了延長容器的使用壽命，即：防止3d列印設備在容器底面的某個集中區域(如中心區域)被過度地執行與固化層分離的操作，在某些實時方式中，所述處理單元12先按照預設的候選擺放條件確定容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置可標記再對應容器底面的模擬容器底面顯示給技術人員，並基於由技術人員操作所產生的擺放指令確定3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置，由此對應確定3d列印設備所列印的3d構件在容器底面的擺放位置。即：基於所獲取的擺放指令確定3d構件模型在所述模擬容器底面的擺放位置。
例如，處理單元12將所存儲的各測量位置及其覆蓋次數顯示在模擬容器底面，還將待確認擺放位置的3d構件模型顯示在模擬容器底面上，同時提供技術人員旋轉、平移3d構件模型的擺放指令圖示，當接收到相應的擺放指令時，處理單元12對應調整3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置，當其擺放位置接近或到達某一候選擺放位置或候選不擺放位置時，給予建議或不建議擺放的提示，如高亮提示等。
在另一些實施方式中，處理單元12中還預存有根據測量位置的覆蓋次數確定擺放位置的程序，通過執行程序中對3d構件在模擬容器底面的擺放位置，來對應確定3d構件在容器底面的擺放位置。其中，一種方式可包括：基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定所述擺放位置。
具體地，所述處理單元12中預設一篩選不能擺放的條件：覆蓋次數大於預設次數閾值。再將各測量位置的覆蓋次數中符合所述篩選條件的測量位置予以剔除，將3d構件模型放置在模擬容器底面的可用區域上，通過遍歷/隨機調整的方式得到所述3d構件模型在所述可用區域內的至少一個模型覆蓋範圍，並以各模型覆蓋範圍內的測量位置及其覆蓋次數為分組，統計每個分組中各覆蓋次數，如統計總和和/或平均值，選擇所統計的最小值所對應的模型覆蓋範圍作為3d構件模型的擺放位置。其中，若按照上述篩選條件無法得到任一模型覆蓋範圍，可調整所述篩選條件中的次數閾值，直至能夠選出滿足上述條件的至少一個覆蓋範圍，再重複上述確定3d構件模型擺放位置的方案，以得到相應的擺放位置。在此基礎上，所述處理單元12將基於所得到的擺放位置確定曝光裝置對應照射所述3d構件模型各分層圖像的像素點或照射區域。
其中，基於剩餘各測量位置的覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置的方式還可以有其他方式。例如，所述處理單元12先統計3d構件模型中各分層圖像所覆蓋範圍內的測量位置的覆蓋次數，再在獲取3d構件模型的模型覆蓋範圍時，還將所統計的各測量位置的覆蓋次數疊加到所覆蓋的對應測量位置的覆蓋次數之上，再基於疊加後的各組測量位置的覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置。如此能夠更準確的均衡考量該3d構件模型的擺放位置，以實現各測量位置覆蓋次數的均衡分布。
需要說明的是，上述篩選條件以篩選不擺放條件為例，還可以通過預設篩選擺放條件來得到符合相應篩選擺放條件且覆蓋次數的統計值最優者作為所確定的3d構件模型的擺放位置。
另外一種方式可包括：在所述模擬容器底面內遍歷地擺放3d構件模型，並基於遍歷時所述3d構件模型所覆蓋的各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定所述擺放位置。
在此，所述遍歷方式包括：在二維平面內平行移動3d構件模型，和/或在三維內旋轉3d構件模型。
在此，所述處理單元12在所述模擬容器底面內遍歷3d構件模型，將收集每次3d構件模型的模型覆蓋範圍內各測量位置及其覆蓋次數，基於所統計的每組中各覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置。
其中，基於所統計的每組中各覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置的方式可以採用：選擇每組覆蓋次數總和或平均值最小者來確定相應的擺放位置。或者還可以採用其他策略。例如，預設一篩選擺放條件為：分組內各覆蓋次數均小於等於預設次數閾值，按照所述條件從各分組中選出至少一個分組，從所選出的分組中統計各覆蓋次數總和最小值，再以所得到的最小值確定3d構件模型的擺放位置。若無法得到滿足上述篩選擺放條件的分組，可調整所述條件中的次數閾值，直至能夠選出滿足上述條件的至少一個分組，再基於所選出的分組，選取所述3d構件模型的擺放位置。
需要說明的是，上述篩選條件以篩選擺放條件為例，還可以通過預設不篩選擺放條件來得到不符合相應篩選不擺放條件且覆蓋次數的統計值最優者作為所確定的3d構件模型的擺放位置。
當確定了3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置時，所述處理單元12可將所確定的擺放位置連同3d構件模型一起提供給3d列印設備，以便所述3d列印設備中的控制裝置按照所述擺放位置控制其連接的曝光裝置曝光各分層圖像，以實現在相應擺放位置列印3d構件的目的。
在此基礎上，為了將預存儲的容器底面各測量位置的覆蓋次數與3d構件模型的擺放或3d列印設備的列印過程聯動起來，所述處理單元12還用於更新測量位置的覆蓋次數。
在一種實施方式中，所述處理單元12按照3d構件模型的擺放位置更新各測量位置的覆蓋次數。具體地，所述處理單元12按照所述擺放位置，確定所述3d構件模型中各層分層圖像投射到模擬容器底面所覆蓋的各圖像範圍，根據各測量位置被各圖像範圍所覆蓋的次數，更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。例如，3d構件模型包含四層分層圖像，各層分層圖像投影在模擬容器底面的圖像範圍分別為a1、a2、a3和a4，其中，範圍a1＝a4，a2＝a3且a1>a2，被範圍a1和a4覆蓋的各測量位置包括：被範圍a2和a3覆蓋的各測量位置包括：所處理單元12統計得到：測量位置{b11,b12,b13,b14,b21,b24,b31,b34,b41,b42,b43,b44}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為2次，測量位置{b22,b23,b32,b33}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為4次，將所統計的各測量位置的次數疊加到所保存的對應各測量位置的覆蓋次數上，以供在列印後續新的3d構件時提供確定其擺放位置的參考信息。
在又一種實施方式中，所述處理單元12將3d構件模型和對應的擺放位置提供給3d列印設備，並獲取3d列印設備列印所述3d構件模型期間實際容器底面各測量位置被固化層覆蓋的次數，並基於所獲取的覆蓋次數和測量位置進行更新。具體地，處理單元12獲取3d列印設備將各分層圖像照射在容器底面時所覆蓋的圖像範圍及其在容器底面的位置，例如，所述處理單元12獲取3d列印設備中曝光裝置投射各分層圖像時圖像的輪廓線及輪廓線上特徵點在容器底面的位置坐標。再根據各測量位置被分層圖像覆蓋的次數更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。其中，若所述測量位置為測量點，則所述處理單元12直接更新相應測量位置的覆蓋次數。若所述測量位置為區域塊，則所述處理單元12可根據區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例確定更新相應區域塊的覆蓋次數，例如，若某區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例超出50％，則更新相應區域塊的覆蓋次數，反之則不予更新。
所述處理單元12通過及時更新容器底面各測量位置的覆蓋次數，實現在列印新的3d構件前確定擺放相應3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，為技術人員提供通過擺放3d構件模型來確保容器底面各測量位置被固化層覆蓋的次數均勻化，由此延長容器的使用壽命。
在本申請的技術方案中還提供一種能按照所述處理設備所提供的擺放位置列印3d構件的3d列印設備。其中，圖9為3d列印設備在一實施例中的結構示意圖，其包括：容器21、曝光裝置24、構件平臺22、z軸驅動機構23和控制裝置25。
其中，所述容器21具有透明底部，用於盛放光固化材料。所述光固化材料包括任何易於光固化的液態材料，其舉例包括：光固化樹脂液，或摻雜了陶瓷粉末、顏色添加劑等混合材料的樹脂液等。所述容器21可以是整體透明或僅容器底透明，例如，所述容器21為玻璃容器21，且容器21壁貼設吸光紙(如黑色薄膜、或黑色紙等)，以便減少在投射期間由於光散射對光固化材料的固化幹擾。在所述容器底部表面可鋪設有便於分離的透明柔性膜。
所述曝光裝置24位於所述容器21下方並向所述底面照射光能量，用於將所接收的分層圖像照射到所述容器底面所填充的光固化材料，得到對應的圖案固化層。
在此，所述曝光裝置24包括雷射發射器、位於所述雷射發射器射出光路上的透鏡組和振鏡組(未予圖示)，其中，所述透鏡組用以改變雷射光路並調整雷射束的聚焦位置，所述振鏡組用以按照所接收分層圖像將所述雷射束在所述容器底面的二維空間內掃描，經所述光束掃描的光固化材料被固化成對應的圖案固化層。
或者，所述曝光裝置24還可以是投射裝置，例如，所述投射裝置包括dmd晶片、控制器和存儲模塊。其中，所述存儲模塊中存儲將3d構件模型分層的分層圖像。所述dmd晶片在接受到控制器的控制信號後將光源所發出的光線發射到容器底面。其中，dmd晶片外觀看起來只是一小片鏡子，被封裝在金屬與玻璃組成的密閉空間內，事實上，這面鏡子是由數十萬乃至上百萬個微鏡所組成的，每一個微鏡代表一個像素，所投射的圖像就由這些像素所構成。dmd晶片可被簡單描述成為對應像素點的半導體光開關和微鏡片，所述控制器通過控制dmd晶片中各光開關來允許/禁止各微晶片反射光，由此將相應分層圖像經過容器21的透明底部照射到光固化材料上，使得對應圖像形狀的光固化材料被固化，以得到圖案化的固化層。
所述構件平臺22用於累積的附著各所述圖案固化層以得到3d構件。具體地，所述構件平臺22舉例為構件板，其在z軸驅動機構23帶動下進行升降移動，在升降移動期間，固化層被從容器底面分離，以及固化層與容器21間會填充光固化材料。
所述z軸驅動機構23與所述構件平臺22相連，用於受控的帶動構件平臺22升降移動使得所述構件平臺22與容器底面之間的間隔填充有所述光固化材料。
在此，所述z軸驅動機構23包含驅動單元和連接單元。其中，所述驅動單元舉例為驅動電機，其中，所述驅動電機舉例為伺服電機，其基於所接收的控制指令選擇向第一或第二方向旋轉且按照控制指令所指示的轉速/轉動加速度/扭力等驅動連接單元進行升降移動。其中，所述控制指令包括升降方向和具體操作參數。所述操作參數舉例為轉速、轉動加速度或扭力等參數值。
所述連接單元舉例包括一端固定在所述構件平臺22上的固定杆、與固定杆的另一端固定的咬合式移動組件，其中，所述咬合式移動組件受驅動單元驅動以帶動固定杆豎直移動，所述咬合式移動組件舉例為由齒狀結構咬合的限位移動組件，如齒條等。又如，所述連接單元包括：絲杆和旋接所述絲杆的定位移動結構，其中所述絲杆的兩端旋接於驅動單元，所述定位移動結構的外延端固定連接到構件平臺22上，該定位移動結構可包含滾珠和夾持件的螺母形結構。
所述控制裝置25分別與所述z軸驅動機構23和曝光裝置24相連，用於控制所述z軸驅動機構23，還用於將前述任一種三維物體數據處理設備1中3d構件模型的各分層圖像逐一提供給所述曝光裝置24，其中，所述分層圖像的照射位置是按照所述3d構件模型的擺放位置而確定。
在此，所述控制裝置25舉例為計算機設備、包含cpu或mcu的工控機、或基於嵌入式作業系統的電子設備等。
在此，所述處理設備1中包含3d構件模型及擺放位置的文件，並可通過有線或無線數據接口傳遞給控制裝置25，或利用如u盤或移動硬碟等可攜式的移動存儲裝置將所述文件轉存至控制裝置25中。
其中，一方面所述控制裝置25在列印前或輸出3d構件模型的各分層圖像之前，按照所述擺放位置確定曝光裝置24照射3d構件模型各分層圖像的像素點區域、或光束掃描區域。
具體地，所述控制裝置25根據所述擺放位置確定3d構件模型各分層圖像的照射區域，其中，所述照射區域即所述像素點區域、或光束掃描區域。例如，待列印的3d構件模型的擺放位置為所述3d構件模型投影在模擬容器底面的輪廓線上的特徵點位置坐標，根據該特徵點的位置坐標確定3d構件模型在模擬容器底面的擺放區域，以模擬容器底面為整幅圖像，將3d構件模型各分層圖像作為整幅圖像中的成像區域，將包含分層圖像的整幅圖像提供給曝光裝置24。
另一方面，所述控制裝置25在曝光裝置24的照射間隙向所述z軸驅動機構23發出控制指令，例如，所述控制裝置25在控制曝光裝置24照射完成後，向z軸驅動機構23發送上升方向和轉速的控制指令，所述z軸驅動機構23基於所述控制指令上升至相距容器底的預設高度，再由所述控制裝置25向z軸驅動機構23發送包含下降方向和轉速的控制指令，使得所述z軸驅動機構23帶動構件平臺22向容器底部移動。在整個上升和下降期間，所述控制裝置25通過監測所述z軸驅動機構23的運動來確定構件平臺22相對於容器底部的間距，並在所述構件平臺22達到對應間距時，輸出包含停止的控制指令。
通過控制裝置25依時序的控制曝光裝置24和z軸驅動機構23，構件平臺22上逐層附著圖案固化層，並形成對應3d構件模型的3d構件3。
所述控制裝置25還用於統計列印期間各分層圖像的照射區域內各測量位置的覆蓋次數，並將所統計的覆蓋次數提供給處理設備1。例如，若所述測量位置為測量點，則所述控制裝置25根據預設的各測量位置的位置坐標或位置編號，確定已列印的各分層圖像所覆蓋的測量位置，並統計相應測量位置的覆蓋次數。又如，若所述測量位置為區域塊，則所述控制裝置25可根據區域塊的落入相應分層圖像內的部分佔整個區域塊的比例確定更新相應區域塊的覆蓋次數，其中，若某區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例超出50％，則統計相應區域塊的覆蓋次數，反之則不予統計。所述控制裝置25將所統計的各測量位置的位置坐標或位置編號及其覆蓋次數，回傳給處理設備1，以供其更新保存。
圖10示出了3d列印設備在另一實施方式中的結構示例，其包含：容器41、曝光裝置44、構件平臺42、z軸驅動機構43和控制裝置45。
其中，所述容器41具有透明底部，用於盛放光固化材料。所述光固化材料包括任何易於光固化的液態材料，其舉例包括：光固化樹脂液，或摻雜了陶瓷粉末、顏色添加劑等混合材料的樹脂液等。所述容器41可以是整體透明或僅容器底透明，例如，所述容器41為玻璃容器41，且容器41壁貼設吸光紙(如黑色薄膜、或黑色紙等)，以便減少在投射期間由於光散射對光固化材料的固化幹擾。在所述容器底部表面可鋪設有便於分離的透明柔性膜。
所述曝光裝置44位於所述容器41下方並向所述底面照射光能量，用於將所接收的分層圖像照射到所述容器底面所填充的光固化材料，得到對應的圖案固化層。
在此，所述曝光裝置44包括雷射發射器、位於所述雷射發射器射出光路上的透鏡組和振鏡組(未予圖示)，其中，所述透鏡組用以改變雷射光路並調整雷射束的聚焦位置，所述振鏡組用以按照所接收分層圖像將所述雷射束在所述容器底面的二維空間內掃描，經所述光束掃描的光固化材料被固化成對應的圖案固化層。
或者，所述曝光裝置44還可以是投射裝置，例如，所述投射裝置包括dmd晶片、控制器和存儲模塊。其中，所述存儲模塊中存儲將3d構件模型分層的分層圖像。所述dmd晶片在接受到控制器的控制信號後將光源所發出的光線發射到容器底面。其中，dmd晶片外觀看起來只是一小片鏡子，被封裝在金屬與玻璃組成的密閉空間內，事實上，這面鏡子是由數十萬乃至上百萬個微鏡所組成的，每一個微鏡代表一個像素，所投射的圖像就由這些像素所構成。dmd晶片可被簡單描述成為對應像素點的半導體光開關和微鏡片，所述控制器通過控制dmd晶片中各光開關來允許/禁止各微晶片反射光，由此將相應分層圖像經過容器41的透明底部照射到光固化材料上，使得對應圖像形狀的光固化材料被固化，以得到圖案化的固化層。
所述構件平臺42用於累積的附著各所述圖案固化層以得到3d構件3。具體地，所述構件平臺42舉例為構件板，其在z軸驅動機構43帶動下進行升降移動，在升降移動期間，固化層被從容器底面分離，以及固化層與容器41間會填充光固化材料。
所述z軸驅動機構43與所述構件平臺42相連，用於受控的帶動構件平臺42升降移動使得所述構件平臺42與容器底面之間的間隔填充有所述光固化材料。
在此，所述z軸驅動機構43包含驅動單元和連接單元。其中，所述驅動單元舉例為驅動電機，其中，所述驅動電機舉例為伺服電機，其基於所接收的控制指令選擇向第一或第二方向旋轉且按照控制指令所指示的轉速/轉動加速度/扭力等驅動連接單元進行升降移動。其中，所述控制指令包括升降方向和具體操作參數。所述操作參數舉例為轉速、轉動加速度或扭力等參數值。
所述連接單元舉例包括一端固定在所述構件平臺42上的固定杆、與固定杆的另一端固定的齒輪、以及與齒輪配合的齒條，其中，所述齒輪在驅動單元的驅動下沿齒條升降移動。又如，所述連接單元包括：絲杆和旋接所述絲杆的固定結構，其中所述固定結構固定在3d列印設備的機架上，所述絲杆的一端固定連接構件平臺42、另一端連接在驅動單元，所述絲杆在驅動單元的驅動下升降移動。再如，所述連接單元包括：帶有齒條的限位槽以及位於限位槽中的移動杆，該移動杆的一端連接構件平臺42，另一端連接驅動單元，所述移動杆在驅動單元的驅動下升降移動。
所述控制裝置45分別與所述z軸驅動機構43和曝光裝置44，用於控制所述z軸驅動機構43，還用於基於所述容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，按照所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置擺放對應的3d構件模型，並按照擺放位置向所述曝光裝置44逐一提供所述3d構件模型的各分層圖像。
具體地，如圖11所示，所述控制裝置45包括存儲單元451、處理單元452和接口單元453。其中，所述存儲單元451包含非易失性存儲器。所述非易失性存儲器包括固態硬碟、可移動存儲器等外部存儲器。所述非易失性存儲器可以通過主板晶片組提供的總線與cpu連接；所述非易失性存儲器可與cpu集成在一集成電路中；或所述非易失性存儲器與cpu分別位於不同的集成電路中並通過總線連接。其中，所述cpu位於處理單元452中，所述cpu可被可編程邏輯器件(fpga)或多核處理器等處理器替換使用。在處理單元452中還包含處理器執行程序時所需要的內存、寄存器等用於臨時存儲數據的存儲器，以及cpu運行所需要的時鐘系統等。
所述接口單元453用於連接未集成在處理設備的硬體單元。其中，所述接口單元453舉例包括串行接口、並行接口和總線接口等，其數量為多個，以便連接多種硬體單元。所述硬體單元舉例包括：人機互動單元454、外接單元等。所述人機互動單元454包括但不限於：鍵盤、滑鼠、顯示屏、觸屏、電子筆等。所述外接單元包括但不限於：無線滑鼠的信號收發器、usbhub等。在某些電子設備中，上述舉例的硬體單元可以全部或部分集成在控制裝置45中。除此之外，所述接口單元453還連接z軸驅動機構43和曝光裝置44，以實現與z軸驅動機構43和曝光裝置44的時序控制。
在此，所述控制裝置45中的各單元配合執行，在列印前基於容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，按照所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置擺放對應的3d構件模型。具體如下：
所述存儲單元451用於保存3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。
在此，所述測量位置及其覆蓋次數可以數據表的形式保存在存儲單元451中，並通過資料庫操作語句進行讀寫操作。所述存儲單元451中還保存有處理單元452用以執行的能夠進行資料庫操作的程序，處理單元452執行的能夠確定3d構件在容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置的程序，以及待擺放的3d構件模型和對應容器底面的模擬容器底面等。其中，所述存儲單元451可以僅預存有一臺3d列印設備，則只保存該3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。所述存儲單元451還可以保存多臺3d列印設備，則對應預存3d列印設備及各3d列印設備中容器底面預設各測量位置受固化層覆蓋的次數。所述處理單元452可通過提供選擇界面或對所連接的進行印表機識別等方式確定一臺3d列印設備及其容器底面各測量位置的覆蓋次數。
其中，所述測量位置用於監測容器底面在列印期間被固化層覆蓋的區域或位置點，通過監測所述測量位置的覆蓋次數來確定容器底面對應位置點或區域與固化層分離的次數。由此便於為待列印的3d構件選擇覆蓋次數較少區域擺放，以均衡容器底面被分離的操作區域，進而延長容器41的使用壽命。
其中，所述測量位置為3d列印設備中曝光裝置44的各照射點投射到所述容器底面的各位置(可稱為光斑位置或像素位置)。例如，按照光學標定時所使用的標定板上各標定點在容器底面分布的位置，確定所述容器底面各測量位置。又如，所述曝光裝置44包括雷射發射器、位於所述雷射發射器射出光路上的透鏡組和振鏡組(未予圖示)，其中，所述透鏡組用以改變雷射光路並調整雷射束的聚焦位置，所述振鏡組用以在二維空間內將所述雷射束在所述容器底面內掃描，所述測量位置為雷射束掃描容器底面所能經過的位置或從掃描路線上選擇離散位置點。再如，所述曝光裝置44包括dmd晶片，所述dmd晶片中的每個振鏡將一個像素點照射到容器底面的固定位置，所述測量位置可以是所照射的各像素點位置或從各像素點位置中選取的位置點。
或者，所述測量位置為將容器底面預先劃分的測量區域塊。例如，預先將容器底面按照預設長度單位劃分成m×n個區域塊，每個測量位置對應一個區域塊，其中，m和n可以相同，也可以不同。
需要說明的是，所述測量位置的數量為多個，分布於容器底面。各測量位置以編號或坐標的形式予以保存，同時還對應保存有歷史覆蓋次數，以便在處理單元452運行程序時調取。
所述處理單元452運行程序以執行以下步驟：基於各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
為了延長容器41的使用壽命，即：防止3d列印設備在容器底面的某個集中區域(如中心區域)被過度地執行與固化層分離的操作，在某些實時方式中，所述處理單元452先按照預設的候選擺放條件確定容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，再由人機互動單元454所提供的擺放指令或處理單元452自動擺放確定3d構件在容器底面的擺放位置。
在此，所述候選擺放位置及候選不擺放位置的數量可以為多個，其中，所述候選擺放位置及候選不擺放位置可以是某個或某些符合相應候選條件的測量位置。在某些更為具體的實施例中，可僅確定候選擺放位置或候選不擺放位置，比如，所述處理單元452將符合候選擺放條件的測量位置作為候選擺放位置，或將符合候選不擺放條件的測量位置作為候選不擺放位置。在某些更為具體的實施方式中，所述處理單元452可同時確定候選擺放位置和候選不擺放位置，比如，將符合候選擺放條件的測量位置作為候選擺放位置，且將不符合候選擺放條件的測量位置作為候選不擺放位置。所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可予以顯示。例如，所述處理單元452在顯示各所述測量位置的覆蓋次數的同時，將所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置標記出來，如圖2所示，圖中紅色區域為候選不擺放位置，綠色區域為候選擺放位置，且各測量位置標記有覆蓋次數。
其中，所述候選條件可基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果而定。例如，候選擺放條件為：將小於預設次數閾值的各測量位置的覆蓋次數確定候選擺放位置。又如，候選不擺放條件為：將大於等於預設次數閾值的各測量位置的覆蓋次數確定候選不擺放位置。根據實際3d構件的尺寸，所述次數閾值是可調整的。例如，當由相鄰的多個候選擺放位置所得到的區域無法滿足待列印的3d構件在容器底面投影所覆蓋的範圍時，可適當提高所述次數閾值，由此增加候選擺放位置的數量。
在某些實施方式中，所述候選擺放位置及候選不擺放位置是基於各測量位置的覆蓋次數和3d構件在容器底面投影的覆蓋範圍而確定的。例如，所述候選擺放位置是按照預設的候選擺放條件從容器底面能被3d構件投影所覆蓋的各區域中選出的，如圖3所示，圖中將符合候選擺放條件的投影輪廓作為候選擺放位置用輪廓線標記顯示，其中，所述投影輪廓是基於3d構件模型在模擬容器底面投影所得到的，所述3d構件模型是對應3d構件的軟體模型，所述模擬容器底面是基於實際容器底面尺寸而模擬的軟體模型。
在此，一種確定符合預設候選條件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置的方式為：在對應所述容器底面的模擬容器底面內遍歷地擺放預設3d構件模型，並基於遍歷時所述預設3d構件模型在各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。
具體地，預先按照容器底面的尺寸、各測量位置的分布及其覆蓋次數進行模擬，得到模擬容器底面，將待列印的3d構件模型遍歷地在所述模擬容器底面上進行擺放，並獲取每次擺放時3d構件模型的模型覆蓋範圍內測量位置組及其覆蓋次數組，根據所獲取的各覆蓋次數組確定候選擺放位置和/或候選不擺放位置。其中，所述候選擺放位置舉例為覆蓋次數組符合候選擺放條件的各測量位置組或對應模型覆蓋範圍；所述候選不擺放位置舉例是覆蓋次數組符合候選不擺放條件的各測量位置組或對應模型覆蓋範圍。
其中，所述處理單元452根據所獲取的各組測量位置的覆蓋次數確定候選擺放位置的方式包括但不限於：1)若覆蓋次數組中不包含大於等於預設次數閾值的覆蓋次數，則確定相應的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；2)將覆蓋次數總和最小的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；3)將覆蓋次數總和平均值最小的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選擺放位置；4)將不符合候選不擺放位置的各測量位置組或對應的模型覆蓋範圍為候選擺放位置；5)將按照1)-4)中至少一種情況選出的測量位置組或模型覆蓋範圍作為候選擺放位置。
所述處理單元452根據所獲取的各組測量位置的覆蓋次數確定候選不擺放位置的方式包括但不限於：1)若覆蓋次數組中包含大於等於預設次數閾值的覆蓋次數，則確定相應的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；2)將覆蓋次數總和最大的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；3)將覆蓋次數總和平均值最大的預設數量的測量位置組或對應的模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置；4)將不符合候選擺放位置的各測量位置組或對應的模型覆蓋範圍為候選不擺放位置；5)將按照1)-4)中至少一種情況選出的測量位置組或模型覆蓋範圍作為候選不擺放位置。
按照上述任一種方式所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可以用作所述處理單元452進一步篩選和確定3d構件在容器底面擺放位置的參考信息。為此，所述處理單元452還用於基於所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置確定預設3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。
在某些實施方式中，所述處理單元452從候選擺放位置中選擇一個候選擺放位置作為3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。例如，所述處理單元452從候選擺放位置中選擇對應的覆蓋次數總和最小的候選擺放位置作為所述3d構件模型的擺放位置。或者，所述處理系統基於候選不擺放位置確定3d構件模型在對應所述容器底面的模擬容器底面內的擺放位置。例如，所述候選不擺放位置為覆蓋次數超出預設次數閾值的測量位置，則所述處理單元452將3d構件模型擺放在未覆蓋任一候選不擺放位置的模擬容器底面內，並將所擺放的位置作為該3d構件模型的擺放位置。又如，所述候選不擺放位置為符合候選不擺放條件的模型覆蓋範圍，則所述處理單元452將3d構件模型擺放在未與所述候選不擺放位置完全重疊的模擬容器底面內，並將所擺放的位置作為該3d構件模型的擺放位置。
在此，所述擺放位置可包括以下至少一種：根據3d構件模型的凸點、拐點、角點、制高點或對稱軸中心點等第一特徵點投射在模擬容器底面的位置，和3d構件模型投射在模擬容器底面所覆蓋範圍的輪廓線上第二特徵點的位置。例如圖5中所示立體圖形的擺放位置包括立體圖形的a、b、c、d、e和f點分別投射至模擬容器底面的a』、b』、c』、d』、e』和f』點的位置坐標。
在另一些實施方式中，按照上述任一種方式所確定的候選擺放位置和/或候選不擺放位置可以用作輔助技術人員模擬3d構件在容器底面的擺放位置，使得容器底面中各測量位置的覆蓋次數能夠均衡分布。為此，所述所述處理單元452還執行以下步驟s131和s132。
在步驟s131中，所述處理單元452顯將3d構件模型通過人機互動單元454予以顯示，並按照所述人機互動單元454所提供的擺放指令擺放所述3d構件模型。具體地，由技術人員通過人機互動單元454調取3d構件模型並顯示在顯示屏上，同時輸入調整所述3d構件模型在模擬容器底面旋轉、平移的擺放指令，根據所述擺放指令調整3d構件模型的擺放位置，其中，圖6中展示了3d構件模型受擺放指令調整擺放位置的示意圖。
在步驟s132中，在調整過程中，所述處理單元452當所擺放的3d構件模型接近或到達所述候選擺放位置或候選不擺放位置時，通過所述人機互動單元454予以提示。
其中，預確定的各候選擺放位置和/或候選不擺放位置可與各所述測量位置的覆蓋次數一併顯示給技術人員，其顯示方式可參考圖2。各候選位置也可以僅在滿足預設顯示條件時顯示給技術人員，例如，技術人員通過人機互動單元454操作3d構件模型使其在模擬容器底面內移動，所述處理單元452基於所述人機互動單元454對應提供的擺放指令確定：當將3d構件模型接近或重疊一候選擺放位置時，高亮相應的候選擺放位置，以給予擺放建議，當3d構件模型接近或重疊一候選不擺放位置時，高亮相應的候選不擺放位置，以給予擺放警告，其中，關於擺放建議的提示和擺放警告的提示不同。
當確定了3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置時，所述處理單元452按照所述擺放位置確定3d構件模型各分層圖像通過曝光裝置44照射時的照射區域。其中，所述照射區域即所述像素點區域、或光束掃描區域。例如，待列印的3d構件模型的擺放位置為所述3d構件模型投影在模擬容器底面的輪廓線上的特徵點位置坐標，所述處理單元452根據該特徵點的位置坐標確定3d構件模型在模擬容器底面的擺放區域，以模擬容器底面為整幅圖像，將3d構件模型各分層圖像作為整幅圖像中的成像區域，將包含分層圖像的整幅圖像提供給曝光裝置44。
在曝光裝置44每次照射分層圖像的間隙後，所述處理單元452還向所述z軸驅動機構43發出控制指令，例如，所述處理單元452在控制曝光裝置44照射完成後，向z軸驅動機構43發送上升方向和轉速的控制指令，所述z軸驅動機構43基於所述控制指令上升至相距容器底的預設高度，再由所述處理單元452向z軸驅動機構43發送包含下降方向和轉速的控制指令，使得所述z軸驅動機構43帶動構件平臺42向容器底部移動。在整個上升和下降期間，所述處理單元452通過監測所述z軸驅動機構43的運動來確定構件平臺42相對於容器底部的間距，並在所述構件平臺42達到對應間距時，輸出包含停止的控制指令，由此，處理單元452再向曝光裝置44提供下一包含分層圖像的整幅圖像。藉助處理單元452依時序的控制曝光裝置44和z軸驅動機構43，使得構件平臺42上逐層附著圖案固化層，最終形成對應3d構件模型的3d構件。
在另一些實施方式中，所述控制裝置45不限於通過人工擺件的方式來調整3d構件在容器底面的擺放位置，還可以通過一系列算法來確定所述擺放位置，由此實現3d列印設備全自動的調整3d構件的擺放位置。為此，所述控制裝置45中的存儲單元451、處理單元452、人機互動單元454、接口單元453等各硬體單元還可以協同執行以下功能。
所述處理單元452用於基於各測量位置受固化層覆蓋的次數，確定在所述容器底面擺放3d構件的擺放位置，以便所述3d列印設備按照所述擺放位置列印所述3d構件。
為了延長容器41的使用壽命，即：防止3d列印設備在容器底面的某個集中區域(如中心區域)被過度地執行與固化層分離的操作，在某些實時方式中，所述處理單元452先按照預設的候選擺放條件確定容器底面的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，所述候選擺放位置和/或候選不擺放位置可標記再對應容器底面的模擬容器底面顯示給技術人員，並基於由技術人員操作所產生的擺放指令確定3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置，由此對應確定3d列印設備所列印的3d構件在容器底面的擺放位置。即：基於所獲取的擺放指令確定3d構件模型在所述模擬容器底面的擺放位置。
例如，處理單元452將所存儲的各測量位置及其覆蓋次數顯示在模擬容器底面，還將待確認擺放位置的3d構件模型顯示在模擬容器底面上，同時提供技術人員旋轉、平移3d構件模型的擺放指令圖示，當接收到相應的擺放指令時，處理單元452對應調整3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置，當其擺放位置接近或到達某一候選擺放位置或候選不擺放位置時，給予建議或不建議擺放的提示，如高亮提示等。
在另一些實施方式中，處理單元452中還預存有根據測量位置的覆蓋次數確定擺放位置的程序，通過執行程序中對3d構件在模擬容器底面的擺放位置，來對應確定3d構件在容器底面的擺放位置。其中，一種方式可包括：基於各測量位置的覆蓋次數與預設次數閾值的比較結果，確定所述擺放位置。
具體地，所述處理單元452中預設一篩選不能擺放的條件：覆蓋次數大於預設次數閾值。再將各測量位置的覆蓋次數中符合所述篩選條件的測量位置予以剔除，將3d構件模型放置在模擬容器底面的可用區域上，通過遍歷/隨機調整的方式得到所述3d構件模型在所述可用區域內的至少一個模型覆蓋範圍，並以各模型覆蓋範圍內的測量位置及其覆蓋次數為分組，統計每個分組中各覆蓋次數，如統計總和和/或平均值，選擇所統計的最小值所對應的模型覆蓋範圍作為3d構件模型的擺放位置。其中，若按照上述篩選條件無法得到任一模型覆蓋範圍，可調整所述篩選條件中的次數閾值，直至能夠選出滿足上述條件的至少一個覆蓋範圍，再重複上述確定3d構件模型擺放位置的方案，以得到相應的擺放位置。在此基礎上，所述處理單元452將基於所得到的擺放位置確定曝光裝置44對應照射所述3d構件模型各分層圖像的像素點或照射區域。
其中，基於剩餘各測量位置的覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置的方式還可以有其他方式。例如，所述處理單元452先統計3d構件模型中各分層圖像所覆蓋範圍內的測量位置的覆蓋次數，再在獲取3d構件模型的模型覆蓋範圍時，還將所統計的各測量位置的覆蓋次數疊加到所覆蓋的對應測量位置的覆蓋次數之上，再基於疊加後的各組測量位置的覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置。如此能夠更準確的均衡考量該3d構件模型的擺放位置，以實現各測量位置覆蓋次數的均衡分布。
需要說明的是，上述篩選條件以篩選不擺放條件為例，還可以通過預設篩選擺放條件來得到符合相應篩選擺放條件且覆蓋次數的統計值最優者作為所確定的3d構件模型的擺放位置。
另外一種方式可包括：在所述模擬容器底面內遍歷地擺放3d構件模型，並基於遍歷時所述3d構件模型所覆蓋的各模型覆蓋範圍內測量位置的覆蓋次數，確定所述擺放位置。
在此，所述遍歷方式包括：在二維平面內平行移動3d構件模型，和/或在三維內旋轉3d構件模型。
在此，所述處理單元452在所述模擬容器底面內遍歷3d構件模型，將收集每次3d構件模型的模型覆蓋範圍內各測量位置及其覆蓋次數，基於所統計的每組中各覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置。
其中，基於所統計的每組中各覆蓋次數確定3d構件模型的擺放位置的方式可以採用：選擇每組覆蓋次數總和或平均值最小者來確定相應的擺放位置。或者還可以採用其他策略。例如，預設一篩選擺放條件為：分組內各覆蓋次數均小於等於預設次數閾值，按照所述條件從各分組中選出至少一個分組，從所選出的分組中統計各覆蓋次數總和最小值，再以所得到的最小值確定3d構件模型的擺放位置。若無法得到滿足上述篩選擺放條件的分組，可調整所述條件中的次數閾值，直至能夠選出滿足上述條件的至少一個分組，再基於所選出的分組，選取所述3d構件模型的擺放位置。
需要說明的是，上述篩選條件以篩選擺放條件為例，還可以通過預設不篩選擺放條件來得到不符合相應篩選不擺放條件且覆蓋次數的統計值最優者作為所確定的3d構件模型的擺放位置。
當確定了3d構件模型在模擬容器底面的擺放位置時，所述處理單元452按照所述擺放位置確定3d構件模型各分層圖像通過曝光裝置44照射時的照射區域。其中，所述照射區域即所述像素點區域、或光束掃描區域。例如，待列印的3d構件模型的擺放位置為所述3d構件模型投影在模擬容器底面的輪廓線上的特徵點位置坐標，所述處理單元452根據該特徵點的位置坐標確定3d構件模型在模擬容器底面的擺放區域，以模擬容器底面為整幅圖像，將3d構件模型各分層圖像作為整幅圖像中的成像區域，將包含分層圖像的整幅圖像提供給曝光裝置44。
在曝光裝置44每次照射分層圖像的間隙後，所述處理單元452還向所述z軸驅動機構43發出控制指令，例如，所述處理單元452在控制曝光裝置44照射完成後，向z軸驅動機構43發送上升方向和轉速的控制指令，所述z軸驅動機構43基於所述控制指令上升至相距容器底的預設高度，再由所述處理單元452向z軸驅動機構43發送包含下降方向和轉速的控制指令，使得所述z軸驅動機構43帶動構件平臺42向容器底部移動。在整個上升和下降期間，所述處理單元452通過監測所述z軸驅動機構43的運動來確定構件平臺42相對於容器底部的間距，並在所述構件平臺42達到對應間距時，輸出包含停止的控制指令，由此，處理單元452再向曝光裝置44提供下一包含分層圖像的整幅圖像。藉助處理單元452依時序的控制曝光裝置44和z軸驅動機構43，使得構件平臺42上逐層附著圖案固化層，最終形成對應3d構件模型的3d構件。
在此基礎上，所述處理單元452還用於更新所述存儲單元451中測量位置的覆蓋次數。例如，若所述測量位置為測量點，則所述處理單元452根據預設的各測量位置的位置坐標或位置編號，確定已列印的各分層圖像所覆蓋的測量位置，並統計相應測量位置的覆蓋次數。又如，若所述測量位置為區域塊，則所述處理單元452可根據區域塊的落入相應分層圖像內的部分佔整個區域塊的比例確定更新相應區域塊的覆蓋次數，其中，若某區域塊的落入相應覆蓋圖像範圍內的部分佔整個區域塊的比例超出50％，則統計相應區域塊的覆蓋次數，反之則不予統計。所述處理單元452按照所統計的各測量位置的位置坐標或位置編號將相應覆蓋次數疊加到所保存的對應測量位置的覆蓋次數中。
在又一種實施方式中，所述處理單元452按照3d構件模型的擺放位置更新各測量位置的覆蓋次數。具體地，所述處理單元452按照所述擺放位置，確定所述3d構件模型中各層分層圖像投射到模擬容器底面所覆蓋的各圖像範圍，根據各測量位置被各圖像範圍所覆蓋的次數，更新所保存的對應測量位置的覆蓋次數。例如，3d構件模型包含四層分層圖像，各層分層圖像投影在模擬容器底面的圖像範圍分別為a1、a2、a3和a4，其中，範圍a1＝a4，a2＝a3且a1>a2，被範圍a1和a4覆蓋的各測量位置包括：被範圍a2和a3覆蓋的各測量位置包括：所處理單元452統計得到：測量位置{b11,b12,b13,b14,b21,b24,b31,b34,b41,b42,b43,b44}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為2次，測量位置{b22,b23,b32,b33}被圖像範圍a1～a4覆蓋的次數均為4次，將所統計的各測量位置的次數疊加到所保存的對應各測量位置的覆蓋次數上，以供在列印後續新的3d構件時為其提供候選擺放位置和/或候選不擺放位置的參考信息。
所述處理單元452通過及時更新容器底面各測量位置的覆蓋次數，實現在列印新的3d構件前確定擺放相應3d構件的候選擺放位置和/或候選不擺放位置，為技術人員提供通過擺放3d構件模型來確保容器底面各測量位置所在區域被固化層覆蓋的次數均勻化，由此延長容器41的使用壽命。
本申請雖然已以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本申請，任何本領域技術人員在不脫離本申請的精神和範圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本申請技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本申請技術方案的內容，依據本申請的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬於本申請技術方案的保護範圍。