3D打印的数据处理方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印的数据处理方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

三维数据的切片处理是光固化成型的3D打印技术中不可或缺的一个环节，其方法是将三维数据文件沿Z轴方向根据设置的层厚进行水平分层切割，获取每一层的横截面数据，再根据横截面数据进行光固化的逐层固化成型，从而实现光固化成型的3D打印过程。

现有三维打印光固化成型技术，前处理切片软件对三维物体进行切片，设置切片指定层厚，通过打印软件实现逐层打印。光固化成型技术要实现高精度的打印，必须采用较小的层厚进行打印，但是这样会花费很长的时间。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种3D打印的数据处理方法、系统、装置及存储介质，既能够满足精度要求，也可以提高打印效率，同时无明显分界线。

第一方面，本发明实施例提供了一种3D打印的数据处理方法，包括以下步骤：

获取三维数据模型，并识别所述三维数据模型的应用类型；

根据所述应用类型确定特征参考点，并根据所述特征参考点将所述三维数据模型分成至少两个精度区域；其中，相邻的精度区域的切片层厚不同；

在所述相邻的精度区域之间设置过渡区域；其中，所述过渡区域的切片层厚渐变且位于所述相邻的精度区域的切片层厚之间。

可选地，当所述三维数据模型的应用类型为正畸牙模类型，所述根据所述应用类型确定特征参考点，具体包括：

识别所述正畸牙模的牙龈线；

选取所述牙龈线上的任意一点作为第一选取点，将特征参考点设置在所述第一选取点的下方。

可选地，当所述三维数据模型的应用类型为分割代型类型，所述分割代型包括基牙模型和代型牙模，所述根据所述应用类型确定特征参考点，具体包括：

识别所述代型牙模的定位孔；

选取所述定位孔上的任意一点作为第二选取点，将特征参考点设置在所述第二选取点的下方。

可选地，当所述三维数据模型的应用类型为手术导板类型或临时牙冠模型或义齿基托类型中的任一种，所述根据所述应用类型确定特征参考点，具体包括：

选取所述三维数据模型上的任意一点作为第三选取点，将特征参考点设置在所述第三选取点的下方。

可选地，当单次打印过程中，包括至少两个三维数据模型的特征参考点，将所述至少两个三维数据模型的特征参考点中的最低点作为特征参考点。

可选地，所述精度区域包括第一精度区域和第二精度区域，所述数据处理方法还包括：

根据所述应用类型设置第一层厚；

将所述第一精度区域的切片层厚设置为第一层厚；

将所述第二精度区域的切片层厚设置为第二层厚，所述第二层厚大于所述第一层厚。

可选地，所述精度区域还包括第三精度区域，所述第三精度区域及所述第二精度区域分别位于所述第一精度区域的两侧，所述数据处理方法还包括：

将所述第三精度区域的切片层厚设置为第三层厚，所述第三层厚小于所述第一层厚。

第二方面，本发明实施例提供了一种3D打印的数据处理系统，包括：

识别模块，用于获取三维数据模型，并识别所述三维数据模型的应用类型；

分割模块，用于根据所述应用类型确定特征参考点，并根据所述特征参考点将所述三维数据模型分成至少两个精度区域；其中，相邻的精度区域的切片层厚不同；

设置模块，用于在所述相邻的精度区域之间设置过渡区域；其中，所述过渡区域的切片层厚渐变且位于所述相邻的精度区域的切片层厚之间。

第三方面，本发明实施例提供了一种3D打印的数据处理装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的数据处理方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的数据处理方法。

实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例首先根据三维数据模型的应用类型确定特征参考点，然后根据根据特征参考点将三维数据模型分成不同的精度区域，相邻的精度区域的切片层厚不同，高精度区域采用较小的切片层厚，低精度区域采用较大的层厚，从而满足不同区域的精度要求，低精度区域采用较大的层厚可以减少打印时间以提高打印效率；在相邻的精度区域之间设置过渡区域，过渡区域的切片层厚渐变且位于相邻的精度区域的切片层厚之间，从而是不同精度区域之间没有明显分界线。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种3D打印的数据处理方法的步骤流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种正畸牙模的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种分割代型的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种悬空模型的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种花瓶和花组合模型的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种正畸牙模的俯视图及牙冠的侧视图；

图7是本发明实施例提供的一种精度区域划分的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种3D打印的数据处理系统的结构框图；

图9是本发明实施例提供的一种3D打印的数据处理装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，本发明实施例提供了一种3D打印的数据处理方法，其包括的步骤如下所示。

S100、获取三维数据模型，并识别所述三维数据模型的应用类型。

需要说明的是，三维数据模型包括当不限于齿科产品及日常用品等；当三维数据模型为齿科产品时，三维数据模型包括正畸牙模、分割代型、手术导板、临时牙冠或义齿基托等。

具体地，根据三维数据模型的特征，识别该齿科产品的应用类型。三维数据模型的特征可以是模型的形状或尺寸等；当然，也可直接通过用户对齿科产品的定义或命名来判断齿科产品的应用类型。

S200、根据所述应用类型确定特征参考点，并根据所述特征参考点将所述三维数据模型分成至少两个精度区域；其中，相邻的精度区域的切片层厚不同。

具体地，不同的应用类型对应不同的特征参考点，参考特征点将用于确定切片的提速高度。当已知三维数据模型的应用类型，所需要识别的特征参考点也可相应匹配得到。下面以几个具体的实施例进一步说明如何识别三维数据模型中的参考特征点。

可选地，参阅图2，图2中T2表示成型底面，当所述三维数据模型的应用类型为正畸牙模类型，所述根据所述应用类型确定特征参考点，具体包括：

S210、识别所述正畸牙模的牙龈线；

S211、选取所述牙龈线上的任意一点作为第一选取点，将特征参考点设置在所述第一选取点的下方。

在一种可选的实施例中，将牙龈线的最低点作为特征参考点。

需要说明的是，正畸牙模一般用作压制正畸矫治器的模具，正畸牙模的牙齿形状对应于患者牙齿，正畸矫治器主要用于矫正牙齿，因此正畸牙模中的牙齿区域是重要的功能区域，需要保证牙齿区域的打印精度，不宜进行大层厚打印；而正畸牙模中的牙龈部分为非功能区域，对打印精度要求较低，可进行快速打印。牙龈线为区分正畸牙模牙齿区域和牙龈区域的边界线，本实施例中，以牙龈线的最低点作为参考点，为了确保牙齿区域所涉及的切片层的打印精度都符合要求，将参考点高度以下的区域，即参考点高度以下切片层，采用较大的切片层厚；将参考点高度以上的区域，即参考点高度上切片层，采用较小层厚进行切片。

具体地，参阅图2，牙龈线的最低点作为特征参考点P点，P点相对成型底面T2的高度为h。

可选地，参阅图3，图3中T3表示成型底面，D3表示定位孔，当所述三维数据模型的应用类型为分割代型类型，所述分割代型包括基牙模型和代型牙模，所述根据所述应用类型确定特征参考点，具体包括：

S220、识别所述代型牙模的定位孔；

S221、选取所述定位孔上的任意一点作为第二选取点，将特征参考点设置在所述第二选取点的下方。

在一种可选的实施例中，将定位孔的上顶点特征参考点。

需要说明的是，对于分割代型，打印代型牙模和基牙时，基牙一般会悬空打印，即基牙底部高度会高于代型牙模的底部高度，基牙底部会设有支撑结构。定位孔：基牙和代型牙模上会设有定位孔，两个定位孔位置相对应，用于定位基牙和牙模的位置。在实际的应用中，由于基牙模型最低点高度一般很小，提速效果有限；因此，将代型牙模的定位孔的上顶点作为特征参考点。

具体地，参阅图3，将代型牙模中定位孔的上顶点作为特征参考点P点，P点相对于成型底面T3的高度为h。

可选地，参阅图4，图4中T4表示成型底面，当所述三维数据模型的应用类型为手术导板类型或临时牙冠模型或义齿基托类型中的任一种，所述根据所述应用类型确定特征参考点，具体包括：

S230、选取所述三维数据模型上的任意一点作为第三选取点，将特征参考点设置在所述第三选取点的下方。

在一种可选的实施例中，将所述三维数据模型的最低点作为特征参考点。

需要说明的是，对于手术导板、临时牙冠、义齿基托的应用，这些模型一般会悬空放置，底部设有支撑结构。支撑结构会在打印后处理中被清除，因此打印精度要求不高，因此，令模型的最低点作为参考点，以此控制模型打印精度符合要求。

具体地，参阅图4，所有模型的最低点作为特征参考点P点，P点相对于成型底面T4的高度为h。

可选地，当单次打印过程中，包括至少两个三维数据模型的特征参考点，将所述至少两个三维数据模型的特征参考点中的最低点作为特征参考点。

具体地，当单次打印过程中，涉及的三维数据模型包括至少两种，根据每种三维数据模型的应用类型确定的特征参考点，因此，可以确定至少两个特征参考点，将至少两个三维数据模型的特征参考点中的最低点作为整个模型的特征参考点，这样使三维数据模型的打印精度跟高。

需要说明的是，三维数据模型除了上述齿科产品外，还包括其它模型。如图5所示，例如打印一个花瓶和花的模型时，花瓶和花枝部分细节要求低，花朵部分细节要求高，因此，在切片前预设花朵部分最低点作为特征参考点P点，P点相对于花瓶底面的高度为h，P点将花瓶和花的模型分成M1高精度区和M2低精度区域。

可选地，所述精度区域包括第一精度区域和第二精度区域，所述数据处理方法还包括步骤S240至步骤S242：

S240、根据应用类型设置第一层厚。

需要说明的是，根据应用类型设置对应的基础层厚t，将基础层厚t作为第一层厚，所述基础层厚会用作后续的切片处理。基础层厚的设置方式可以是用户自行输入，也可以是根据应用类型在层厚数据库中匹配对应的基础层厚t。

S241、将所述第一精度区域的切片层厚设置为第一层厚。

S242、将所述第二精度区域的切片层厚设置为第二层厚，所述第二层厚大于所述第一层厚。

需要说明的是，第一精度区域可以高精度区域，第二精度区域可以理解为低精度区域。

具体地，先通过基础层厚t对模型进行切片处理，得到初始切片层集合，以高度h作为分界点，高度h以上的区域为高精度区域，切片层厚度T1＝t，即保持不变；高度h以下的区域为低精度区域，对于低精度区域的切片层集合，删除奇数切片层(或偶数切片层)，保留偶数切片层(或奇数切片层)，增加偶数切片层的切片厚度为2t，即高度h以下的模型区域的切片层厚T2＝2t。在另一种实施方式中，在识别得到参考点P后，高精度区域的切片层厚为t，低精度区域的切片层厚为2t，直接使用两种不同的切片层厚进行切片处理。

可选地，所述精度区域还包括第三精度区域，所述第三精度区域及所述第二精度区域分别位于所述第一精度区域的两侧，所述数据处理方法还包括：

S243、将所述第三精度区域的切片层厚设置为第三层厚，所述第三层厚小于所述第一层厚。

需要说明的是，第三精度区域比第一精度区域的精度要求更高。

部分齿科应用产品，其需要通过患者原有牙齿作为支承结构，从而固定在患者口腔内，例如牙支持式手术导板、临时/永久牙冠、矫治器、保持器或止鼾器等应用。为了进一步确保产品和牙齿区域的配合稳定，可以进一步对牙齿咬合面的精度进行管控，参阅图6，图6为正畸牙模的俯视图和牙冠的侧视图，N1表示正畸牙模，T6表示牙齿咬合面，N2表示牙冠，T7表示接触曲面，T8表示牙齿咬合面。识别模型的中与牙齿咬合面关联的相关曲面，将该曲面的最低点做为第三精度区域的特征参考点。对于正畸牙模，该相关曲面为牙齿区域的咬合面T6；对于手术导板、临时/永久牙冠、矫治器、保持器或止鼾器应用，该相关曲面为产品与牙齿咬合面接触的接触曲面T7。将第三精度区域的特征参考点以上的区域的切片层厚设置为小于第一层厚，即小于基础层厚t。

S300、在所述相邻的精度区域之间设置过渡区域；其中，所述过渡区域的切片层厚渐变且位于所述相邻的精度区域的切片层厚之间。

需要说明的是，渐变包括逐渐递增或逐渐递减。

参阅图7，高度h对应的点为特征参考点，M1表示高精度区域，M2表示低精度区域，M3表示过渡区域，M3设置在M2内且靠近M1，例如M1区域的切片层厚为t，(M2-M3)区域的切片层厚为2t，M3至少设置有1个过渡切片层，过渡切片层的厚度范围在区间(t，2t)内，且过渡切片层从M1区域到M2区域的切片层厚呈逐渐递增关系，例如从M1区域到M2区域过渡区域的切片层厚依次为t

3D打印的数据处理方法还包括如下步骤S400和步骤S500。

S400：三维数据模型各精度区域的切片层厚均已确定，各精度区域根据各自对应的切片层厚，对模型进行切片处理，输出含有多个切片层的切片数据。

S500：基于所述切片数据，令3D打印设备逐层打印各切片层，以得到对应于各切片层的固化层，并经由各所述固化层逐层累积后得到对应于所述打印件的三维实体。

实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例首先根据三维数据模型的应用类型确定特征参考点，然后根据根据特征参考点将三维数据模型分成不同的精度区域，相邻的精度区域的切片层厚不同，高精度区域采用较小的切片层厚，低精度区域采用较大的层厚，从而满足不同区域的精度要求，低精度区域采用较大的层厚可以减少打印时间以提高打印效率；在相邻的精度区域之间设置过渡区域，过渡区域的切片层厚渐变且位于相邻的精度区域的切片层厚之间，从而是不同精度区域之间没有明显分界线。

如图8所示，本发明实施例提供了一种3D打印的数据处理系统，包括：

识别模块，用于获取三维数据模型，并识别所述三维数据模型的应用类型；

分割模块，用于根据所述应用类型确定特征参考点，并根据所述特征参考点将所述三维数据模型分成至少两个精度区域；其中，相邻的精度区域的切片层厚不同；

设置模块，用于在所述相邻的精度区域之间设置过渡区域；其中，所述过渡区域的切片层厚渐变且位于所述相邻的精度区域的切片层厚之间。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

如图9所示，本发明实施例提供了一种3D打印的数据处理装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的数据处理方法步骤。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

此外，本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，计算机程序产品或计算机程序存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行上述的3D打印的数据处理方法。同样地，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。