本發(fā)明涉及三維增材制造及互聯(lián)網(wǎng)制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種一體式三維打印系統(tǒng)及其污水處理方法。

背景技術(shù)：

在三維增材制造領(lǐng)域中，通常的工作流程是：第一步，三維數(shù)字模型的獲取，可以通過正向設(shè)計或者逆向工程實(shí)現(xiàn)，涉及的軟件包括正向設(shè)計軟件、逆向工程專用軟件及數(shù)據(jù)處理軟件；第二步，進(jìn)行3d打印數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，可以通過所用三維軟件的輸出/導(dǎo)出/另存功能實(shí)現(xiàn)stl、obj等文件的輸出；第三步，對所輸出的stl、obj文件等進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性等檢查和修復(fù)，需要通過專用軟件rpdata、magicsrp等來完成數(shù)據(jù)修復(fù)工作；第四步，進(jìn)行打印前的支撐添加與編輯、打印工藝參數(shù)設(shè)定及分層打印數(shù)據(jù)輸出，其中支撐添加與分層打印數(shù)據(jù)輸出已經(jīng)在rpdata、magicsrp、cura等軟件中實(shí)現(xiàn)自動化，只有支撐的編輯需要人工根據(jù)具體模型的特例特征和積累的加工經(jīng)驗進(jìn)行操作；第五步，用移動存儲設(shè)備或者以太網(wǎng)絡(luò)將輸出完成的分層打印文件拷貝或傳輸，再應(yīng)用設(shè)備自帶的工藝控制軟件對其進(jìn)行加載和打??；第六步，打印完成后，根據(jù)三維打印工藝選擇對應(yīng)的后處理工藝對打印完成的制件進(jìn)行操作，最終完成打印產(chǎn)品的交付。

在互聯(lián)網(wǎng)制造或個性化定制領(lǐng)域中，當(dāng)前的方式有客戶自行設(shè)計和委托設(shè)計兩種，有自行設(shè)計能力的客戶在需要個性化定制時，通常通過網(wǎng)絡(luò)或者存儲介質(zhì)將三維數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺S打印服務(wù)企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和打??；委托設(shè)計的客戶則需要將原始設(shè)計素材提供給設(shè)計服務(wù)企業(yè)，并通過雙方不斷的溝通來實(shí)現(xiàn)客戶設(shè)計意圖的三維數(shù)字化，然后再通過網(wǎng)絡(luò)或者存儲介質(zhì)將三維數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺S打印服務(wù)企業(yè)，進(jìn)行后續(xù)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。

專利文獻(xiàn)cn104191619公開的一種3d打印方法在計算機(jī)中將需要打印的模型建模；根據(jù)所需打印模型的尺寸，將底面直徑小于或等于0.8mm且大于或等于0.4mm的圓柱體修改成高度等于圓柱體高度且長、寬均等于圓柱體底面直徑的長方體；根據(jù)所構(gòu)建的模型文件生成n個橫截面；根據(jù)所生成的n個橫截面逐層沉積原材料，每一個橫截面層對應(yīng)形成一個原材料層，依次從底層沿著z軸向上沉積橫截面材料層，從而打印出所需的實(shí)物模型。該專利通過修改模型結(jié)構(gòu)造型來獲得自己需要的結(jié)構(gòu)，但該專利需要在計算機(jī)、模型修改裝置以及打印機(jī)上不斷連接，且無法智能化、自動化地實(shí)現(xiàn)對模型的修改優(yōu)化，缺乏對支撐的極限計算，因此，設(shè)計及打印效果有待提高，打印效率和安全保密性差。

專利文獻(xiàn)cn105677264a公開的一種分布廂式三維打印系統(tǒng)包括：三維打印設(shè)備，其包括機(jī)箱和設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的多個三維打印機(jī)；客戶端裝置，其為總機(jī)提供三維設(shè)計的訂單；所述總機(jī)，其與所述多個三維打印機(jī)和所述客戶端裝置連通，用于根據(jù)來自所述客戶端裝置的訂單來控制和監(jiān)測所述多個三維打印機(jī)的運(yùn)行。該專利根據(jù)來自所述客戶端裝置的訂單來控制和監(jiān)測所述多個三維打印機(jī)的運(yùn)行，但該專利不包括對產(chǎn)品的設(shè)計，無法智能化、自動化地實(shí)現(xiàn)對模型的修改優(yōu)化，無法對支撐的極限計算，無法進(jìn)行設(shè)計及打印效果有待提高，打印效率和安全保密性差。

通過上述的三維打印工作流程、個性化定制過程以及現(xiàn)有技術(shù)，我們不難發(fā)下：

1、從設(shè)計到打印，中間需要進(jìn)行不同的軟件、計算機(jī)的轉(zhuǎn)換，三維打印技術(shù)使用的便利性和安全性，移動存儲在不同設(shè)備之間的接駁增加了網(wǎng)絡(luò)病毒的傳播途徑，存在欠缺。

2、由于三維打印精準(zhǔn)復(fù)制的特性和目前三維數(shù)據(jù)權(quán)益保護(hù)法規(guī)的欠缺，給設(shè)計者的權(quán)益造成一定的威脅。目前主要的數(shù)據(jù)保護(hù)方法還是雙方書面的保密協(xié)議甚至是口頭約定，也需要三維打印服務(wù)企業(yè)自覺遵守行業(yè)保密規(guī)則。

3、無法一體化進(jìn)行設(shè)計、優(yōu)化和打印三維產(chǎn)品，需要在計算機(jī)、模型修改裝置以及打印機(jī)上不斷連接。

4、無法智能化、自動化地實(shí)現(xiàn)對模型的修改優(yōu)化，缺乏對支撐的極限計算。

5、設(shè)計及打印效果、打印效率和安全保密性有待提高。

在背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明實(shí)施提供了一種無需在計算機(jī)、模型修改裝置以及打印機(jī)上不斷連接，可以設(shè)計、優(yōu)化和打印一體化，能夠智能化、自動化地實(shí)現(xiàn)對模型的修改優(yōu)化，自動對支撐的極限計算的一體式三維打印系統(tǒng)及其三維打印方法，該系統(tǒng)和方法的設(shè)計及打印效果好，打印效率和安全保密性高，進(jìn)一步地，該系統(tǒng)和方法通過分布式結(jié)構(gòu)，進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)制造，例如通過遠(yuǎn)程控制模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程控制以設(shè)計、優(yōu)化和打印三維產(chǎn)品，以及通過計費(fèi)模塊進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)制造或個性化定制。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的一方面，一種一體式三維打印系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備和三維打印設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括：三維建模模塊，其用于構(gòu)建三維數(shù)字模型，支撐編輯模塊，其用于對所述三維數(shù)字模型進(jìn)行支撐添加及優(yōu)化，所述支撐編輯模塊包括數(shù)據(jù)庫和調(diào)用所述數(shù)據(jù)庫的支撐編輯單元，所述數(shù)據(jù)庫包括極限性能數(shù)據(jù)和支撐添加數(shù)據(jù)，和分層模塊，其用于對所述支撐編輯模塊處理后的三維數(shù)字模型切片并生成關(guān)于所述切片的分層數(shù)據(jù)；所述三維打印設(shè)備包括機(jī)架、連接所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備的三維打印控制模塊、設(shè)在三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)上的噴頭和打印平臺，其中，三維打印控制模塊基于所述分層數(shù)據(jù)生成打印任務(wù)，并控制三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)使得噴頭在打印平臺上完成所述切片的打印任務(wù)，然后循環(huán)往復(fù)直到所有的分層加工完畢，生成三維產(chǎn)品。

所述的一體式三維打印系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為觸控計算機(jī)，所述觸控計算機(jī)包括觸控人機(jī)界面，所述觸控人機(jī)界面鏈接調(diào)用所述三維建模模塊、支撐編輯模塊和/或分層模塊。

所述的一體式三維打印系統(tǒng)中，所述三維建模模塊包括掃描單元、mimics、creoparametric2.0、3d-max、autocad、pro/e、ug和/或solidworks三維建模單元，所述三維建模模塊構(gòu)建子模型以計算獲得極限性能數(shù)據(jù)，其中，所述子模型包括“n”形、“t”形和/或“v”形模型，所述極限性能數(shù)據(jù)包括最大成型跨度、最大單邊懸臂量、最小無支撐傾斜角度和/或最小特征尺寸，所述支撐編輯模塊基于c++或qt+python平臺，所述分層模塊包括rpdata或cura分層單元。

所述的一體式三維打印系統(tǒng)中，所述三維打印控制模塊包括基于mach3六軸無線運(yùn)動控制卡。

所述的一體式三維打印系統(tǒng)中，所述三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括機(jī)x軸滑塊、驅(qū)動x軸滑塊移動的x軸電機(jī)、y軸滑塊、驅(qū)動y軸滑塊移動的y軸電機(jī)、z軸滑塊和驅(qū)動z軸滑塊移動的z軸電機(jī)。

所述的一體式三維打印系統(tǒng)中，所述一體式三維打印系統(tǒng)為分布式架構(gòu)，其包括無線通信模塊、遠(yuǎn)程控制模塊和具有人機(jī)界面的用戶終端，用戶終端經(jīng)由遠(yuǎn)程控制模塊遠(yuǎn)程控制所述打印系統(tǒng)。

所述的一體式三維打印系統(tǒng)中，所述一體式三維打印系統(tǒng)包括分時計費(fèi)模塊。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種利用所述的一體式三維打印系統(tǒng)的三維打印方法包括以下步驟：

在第一步驟中，利用所述三維建模模塊構(gòu)建三維數(shù)字模型。

在第二步驟中，利用支撐編輯模塊對所述三維數(shù)字模型支撐添加及優(yōu)化。

在第三步驟中，利用分層模塊對第二步驟處理后的三維數(shù)字模型切片并生成該切片的分層數(shù)據(jù)。

在第四步驟中，三維打印控制模塊基于所述分層數(shù)據(jù)生成打印任務(wù)，控制三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)移動使得噴頭在打印平臺上完成所述切片的打印任務(wù)，然后循環(huán)往復(fù)直到所有的分層加工完畢生成三維產(chǎn)品。

在所述的三維打印方法中，在第一步驟中，用戶終端經(jīng)由遠(yuǎn)程控制模塊登陸所述打印系統(tǒng)，利用所述三維建模模塊構(gòu)建三維數(shù)字模型。

在所述的三維打印方法中，在第一步驟中，用戶終端經(jīng)由遠(yuǎn)程控制模塊登陸所述打印系統(tǒng)，分時計費(fèi)模塊開始計時，利用所述三維建模模塊構(gòu)建三維數(shù)字模型。

在第四步驟中，三維打印控制模塊基于所述分層數(shù)據(jù)生成打印任務(wù)，控制三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)移動使得噴頭在打印平臺上完成所述切片的打印任務(wù)，然后循環(huán)往復(fù)直到所有的分層加工完畢生成三維產(chǎn)品，分時計費(fèi)模塊結(jié)束計時。

如上所述，在本發(fā)明中，通過功能模塊集成設(shè)計和后臺運(yùn)行使得數(shù)據(jù)處理、支撐生成、打印文件輸出一體化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)一鍵打印，不需要設(shè)備的切換和數(shù)據(jù)的反復(fù)導(dǎo)出導(dǎo)入操作。本發(fā)明形成一套支撐生成區(qū)域規(guī)則和添加規(guī)則，使自動生成的支撐完全符合打印要求，提高了支撐編輯智能化和自動化，另外，本發(fā)明支持遠(yuǎn)程控制的互聯(lián)網(wǎng)打印和分時計價服務(wù)。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠使得本發(fā)明的技術(shù)手段更加清楚明白，達(dá)到本領(lǐng)域技術(shù)人員可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施的程度，并且為了能夠讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，下面以本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行舉例說明。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選的具體實(shí)施方式中的詳細(xì)描述，本發(fā)明各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。說明書附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。而且在整個附圖中，用相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。

在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的一體式三維打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的一體式三維打印系統(tǒng)的正視示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的一體式三維打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的一體式三維打印系統(tǒng)的后視示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的利用一體式三維打印系統(tǒng)的三維打印方法的步驟示意圖。

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的具體實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

需要說明的是，在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可以理解，技術(shù)人員可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名詞的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。說明書后續(xù)描述為實(shí)施本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說明書的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。

為便于對本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說明，且各個附圖并不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。

圖1為本發(fā)明的一個實(shí)施例的一體式三維打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例將結(jié)合圖1進(jìn)行具體說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種一體式三維打印系統(tǒng)，一種一體式三維打印系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備1和三維打印設(shè)備2，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備1包括：三維建模模塊4，其用于構(gòu)建三維數(shù)字模型，支撐編輯模塊8，其用于對所述三維數(shù)字模型進(jìn)行支撐添加及優(yōu)化，所述支撐編輯模塊8包括數(shù)據(jù)庫和調(diào)用所述數(shù)據(jù)庫的支撐編輯單元13，所述數(shù)據(jù)庫包括極限性能數(shù)據(jù)和支撐添加數(shù)據(jù)，和分層模塊9，其用于對所述支撐編輯模塊8處理后的三維數(shù)字模型切片并生成關(guān)于所述切片的分層數(shù)據(jù)；所述三維打印設(shè)備2包括機(jī)架、連接所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備1的三維打印控制模塊3、設(shè)在三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)10上的噴頭11和打印平臺12，其中，三維打印控制模塊3基于所述分層數(shù)據(jù)生成打印任務(wù)，并控制三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)10使得噴頭11在打印平臺12上完成所述切片的打印任務(wù)，然后循環(huán)往復(fù)直到所有的分層加工完畢，生成三維產(chǎn)品。

本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備1為觸控計算機(jī)，所述觸控計算機(jī)包括觸控人機(jī)界面，所述觸控人機(jī)界面鏈接調(diào)用所述三維建模模塊4、支撐編輯模塊8和/或分層模塊9。

本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述三維建模模塊4包括掃描單元、mimics、creoparametric2.0、3d-max、autocad、pro/e、ug和/或solidworks三維建模單元，所述三維建模模塊4構(gòu)建子模型以計算獲得極限性能數(shù)據(jù)，其中，所述子模型包括“n”形、“t”形和/或“v”形模型，所述極限性能數(shù)據(jù)包括最大成型跨度、最大單邊懸臂量、最小無支撐傾斜角度和/或最小特征尺寸，所述支撐編輯模塊8基于c++或qt+python平臺，所述分層模塊9包括rpdata或cura分層單元。

本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述三維打印控制模塊3包括基于mach3六軸無線運(yùn)動控制卡。

本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)10包括機(jī)x軸滑塊、驅(qū)動x軸滑塊移動的x軸電機(jī)、y軸滑塊、驅(qū)動y軸滑塊移動的y軸電機(jī)、z軸滑塊和驅(qū)動z軸滑塊移動的z軸電機(jī)。

本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備1為移動便攜式觸控計算機(jī)。

圖2為本發(fā)明的一個實(shí)施例的一體式三維打印系統(tǒng)的正視示意圖，如圖2所示，本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)通過引用如rpdata/cura等數(shù)據(jù)處理和支撐編輯程序的核心算法或引擎模塊，在c++或qt+python編程平臺，對積木建模、創(chuàng)意浮雕、3d打印模型庫等應(yīng)用模塊進(jìn)行人機(jī)界面重設(shè)計和動態(tài)鏈接庫添加定義，保留并完善原有的三維設(shè)計功能，并使其支持觸控操作，再通過調(diào)用rpdata/cura的核心算法或引擎模塊，結(jié)合設(shè)備加工性能極限測試數(shù)據(jù)和專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和支撐添加編輯的自動化后臺處理。通過對數(shù)據(jù)處理及支撐生成核心算法進(jìn)行打包或程序調(diào)用處理，例如對wndx系列創(chuàng)新教育系列三維設(shè)計進(jìn)行二次開發(fā)設(shè)計，將數(shù)據(jù)處理和支撐生成的核心算法進(jìn)行添加和人機(jī)界面功能按鈕鏈接，實(shí)現(xiàn)在一體式三維打印系統(tǒng)中完成三維設(shè)計、數(shù)據(jù)處理和支撐生成、打印文件輸出操作。本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)對不同工藝的三維打印設(shè)備進(jìn)行極限性能工藝測試，在軟件中建立“n”形、“t”形、“v”形等相應(yīng)的子模型來測試包括最大成型跨度、最大單邊懸臂量、最小無支撐傾斜角度、最小特征尺寸等，形成設(shè)備極限性能數(shù)據(jù)和支撐添加專家數(shù)據(jù)系統(tǒng)來優(yōu)化支撐的生成，免除人工編輯，實(shí)現(xiàn)支撐添加與編輯自動化。在本發(fā)明中，將設(shè)計軟件及其后臺處理程序、三維打印機(jī)控制程序全部集成在移動便攜式觸控計算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)本地控制的三維設(shè)計、打印一體化操作。本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)在3d打印設(shè)備的機(jī)架內(nèi)安裝基于mach3六軸無線運(yùn)動控制卡和步進(jìn)驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)等，配合安裝集成在移動便攜式觸控計算機(jī)中的mach3運(yùn)動控制程序，完成3d打印機(jī)x軸電機(jī)、y軸電機(jī)、z軸電機(jī)、送料電機(jī)等的無線運(yùn)動控制。

圖3是本發(fā)明的另一個實(shí)施例的一體式三維打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，一體式三維打印系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備1和三維打印設(shè)備2，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備1包括：三維建模模塊4，其用于構(gòu)建三維數(shù)字模型，支撐編輯模塊8，其用于對所述三維數(shù)字模型進(jìn)行支撐添加及優(yōu)化，所述支撐編輯模塊8包括數(shù)據(jù)庫和調(diào)用所述數(shù)據(jù)庫的支撐編輯單元13，所述數(shù)據(jù)庫包括極限性能數(shù)據(jù)和支撐添加數(shù)據(jù)，和分層模塊9，其用于對所述支撐編輯模塊8處理后的三維數(shù)字模型切片并生成關(guān)于所述切片的分層數(shù)據(jù)；所述三維打印設(shè)備2包括機(jī)架、連接所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備1的三維打印控制模塊3、設(shè)在三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)10上的噴頭11和打印平臺12，其中，三維打印控制模塊3基于所述分層數(shù)據(jù)生成打印任務(wù)，并控制三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)10使得噴頭11在打印平臺12上完成所述切片的打印任務(wù)，然后循環(huán)往復(fù)直到所有的分層加工完畢，生成三維產(chǎn)品，所述一體式三維打印系統(tǒng)為分布式架構(gòu)，其包括無線通信模塊6、遠(yuǎn)程控制模塊7和具有人機(jī)界面的用戶終端，用戶終端經(jīng)由遠(yuǎn)程控制模塊7遠(yuǎn)程控制所述打印系統(tǒng)。

在本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)中，所述一體式三維打印系統(tǒng)包括分時計費(fèi)模塊5。

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的一體式三維打印系統(tǒng)的后視示意圖，如圖3所示，在本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)中,在三維打印設(shè)備2中安裝如無線運(yùn)動控制模塊的三維打印控制模塊3和如以太網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的無線通信模塊6，并配合該設(shè)備進(jìn)行如工藝控制客戶端的用戶終端的開發(fā)，當(dāng)客戶有打印請求時，即可切換到遠(yuǎn)程控制模式，實(shí)現(xiàn)三維打印設(shè)備2的遠(yuǎn)程安全打印操作和按時租賃服務(wù)，避免用戶的設(shè)計數(shù)據(jù)外泄。同時，該模式也為后續(xù)分布式制造生產(chǎn)的發(fā)展做響應(yīng)的設(shè)備對接。

在本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)中，系統(tǒng)包括移動便攜式觸控計算機(jī)、嵌入后臺數(shù)據(jù)處理和支撐添加功能的三維設(shè)計軟件、支撐編輯專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、3d打印機(jī)無線運(yùn)動控制模塊、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制及分時計費(fèi)模塊、3d打印設(shè)備。

本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備1為通用處理器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路asic或現(xiàn)場可編程門陣列fpga，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備1包括存儲器，所述存儲器可以包括一個或多個只讀存儲器rom、隨機(jī)存取存儲器ram、快閃存儲器或電子可擦除可編程只讀存儲器eeprom。在實(shí)施例中，存儲器可以存儲各種數(shù)據(jù)，如分層數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫等。

本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)通過如安裝無線路由器和連接控制程序的無線通信模塊6，組建如無線運(yùn)動控制卡的三維打印控制模塊3、如移動便攜式觸控計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備1、網(wǎng)絡(luò)攝像頭及外接遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)基于該臺3d打印機(jī)的局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)本地控制與遠(yuǎn)程控制的切換和按時計費(fèi)、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

因此，本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)制造以及個性化定制，用戶可以實(shí)際操作一體式三維打印系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、自動化智能化地優(yōu)化以及打印三維產(chǎn)品，用戶也可以經(jīng)由如互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制一體式三維打印系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、自動化智能化地優(yōu)化以及打印三維產(chǎn)品，本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)可以讓多個用戶進(jìn)行適用，例如通過授權(quán)、計費(fèi)等方式。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)為分布式結(jié)構(gòu)，其可包括多個數(shù)據(jù)處理設(shè)備1和多個三維打印設(shè)備2，其中，多個數(shù)據(jù)處理設(shè)備1和多個三維打印設(shè)備2之間可多種連接，例如，多個數(shù)據(jù)處理設(shè)備1對應(yīng)一個或多個三維打印設(shè)備2。這有利于提高打印效率。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的一體式三維打印系統(tǒng)可以是基于云端服務(wù)器的云結(jié)構(gòu)，例如，數(shù)據(jù)處理設(shè)備1集成在云服務(wù)器上，云服務(wù)器控制多個三維打印設(shè)備2，用戶終端通過云服務(wù)器進(jìn)行登陸訪問，進(jìn)行設(shè)計、優(yōu)化和打印三維產(chǎn)品。進(jìn)一步地，云服務(wù)器還可以增加如支撐優(yōu)化的應(yīng)用服務(wù)模塊，例如，增加專家咨詢模塊提供優(yōu)化方案等。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的利用一體式三維打印系統(tǒng)的三維打印方法的步驟示意圖。一種利用所述的一體式三維打印系統(tǒng)的三維打印方法包括以下步驟：

在第一步驟s1中，利用所述三維建模模塊1構(gòu)建三維數(shù)字模型。

在第二步驟s2中，利用支撐編輯模塊8對所述三維數(shù)字模型支撐添加及優(yōu)化。

在第三步驟s3中，利用分層模塊9對第二步驟s2處理后的三維數(shù)字模型切片并生成該切片的分層數(shù)據(jù)。

在第四步驟s4中，三維打印控制模塊3基于所述分層數(shù)據(jù)生成打印任務(wù)，控制三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)10移動使得噴頭11在打印平臺12上完成所述切片的打印任務(wù)，然后循環(huán)往復(fù)直到所有的分層加工完畢生成三維產(chǎn)品。

在所述的三維打印方法中，在第一步驟s1中，用戶終端經(jīng)由遠(yuǎn)程控制模塊7登陸所述打印系統(tǒng)，利用所述三維建模模塊4構(gòu)建三維數(shù)字模型。

在所述的三維打印方法中，在第一步驟s1中，用戶終端經(jīng)由遠(yuǎn)程控制模塊7登陸所述打印系統(tǒng)，分時計費(fèi)模塊5開始計時，利用所述三維建模模塊4構(gòu)建三維數(shù)字模型。

在第四步驟s4中，三維打印控制模塊3基于所述分層數(shù)據(jù)生成打印任務(wù)，控制三維運(yùn)動機(jī)構(gòu)10移動使得噴頭11在打印平臺12上完成所述切片的打印任務(wù)，然后循環(huán)往復(fù)直到所有的分層加工完畢生成三維產(chǎn)品，分時計費(fèi)模塊5結(jié)束計時。

本發(fā)明通過進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、支撐添加、支撐編輯、數(shù)據(jù)無線傳輸、運(yùn)動控制模塊的嵌入，實(shí)現(xiàn)一體化三維設(shè)計與打印功能，并且由于無線網(wǎng)絡(luò)的特性，設(shè)計時可以和打印設(shè)備保持相當(dāng)?shù)木嚯x。通過3d打印機(jī)嵌入如無線路由器及和運(yùn)動控制器組建的局域網(wǎng)絡(luò)和外接遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)、控制客戶終端，實(shí)現(xiàn)異地的遠(yuǎn)程控制打印和計時收費(fèi)，確保客戶三維數(shù)據(jù)不外泄。整體實(shí)現(xiàn)便捷的三維設(shè)計和安全的3d打印功能。

盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實(shí)施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下和在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本發(fā)明保護(hù)之列。