通過立體光刻工藝獲得的改良的三維物體及用于所述物體的電腦圖形設(shè)計(jì)的方法
【專利摘要】本發(fā)明為通過立體光刻工藝制造的三維物體(1)，該三維物體(1)包括多個支撐件(3)，該多個支撐件(3)通過接合元件(4)連接至物體的本體(2)，接合元件(4)中的每一個能夠識別成形區(qū)域(5)，成形區(qū)域(5)相對于接合元件(4)的外表面凹入并且具有底部角部(6)，底部角部(6)劃定用于拆分支撐件(3)的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域(7)。接合元件(4)中的每一個包括第一本體(8)和第二本體(9)，第一本體(8)從劃定物體的本體(2)的外表面突出，第二本體(9)從支撐件(3)突出，本體(8)和(9)彼此連接以限定成形區(qū)域(5)，成形區(qū)域(5)的底部角部(6)劃定預(yù)先建立的斷裂區(qū)域(7)的。本體(8、9)中的每一者具有構(gòu)成球體或橢圓球體的外表面的一部分的凸形彎曲外表面。
【專利說明】通過立體光刻工藝獲得的改良的三維物體及用于所述物體的電腦圖形設(shè)計(jì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過立體光刻工藝獲得的改良的三維物體，并且特別地，本發(fā)明涉及使物體的不同部件彼此連接的支撐件的接合元件。
[0002]本發(fā)明還涉及一種用于該物體的且特別是所述接合元件的電腦圖形設(shè)計(jì)的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]已知立體光刻技術(shù)為一種允許直接從通過CAD/CAM軟件處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)開始制作三維物體的技術(shù)。
[0004]由于立體光刻技術(shù)使得能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得甚至具有復(fù)雜構(gòu)造的三維物體——該三維物體可以在進(jìn)入工業(yè)制造階段之前進(jìn)行分析和測試，因此立體光刻技術(shù)主要用于制作原型。
[0005]出于此目的，立體光刻工藝廣泛地被使用來制作物體的模型，該物體的模型將通過熔模鑄造連續(xù)地進(jìn)行生產(chǎn)。
[0006]立體光刻工藝基本上通過厚度在十分之一微米的數(shù)量級的多個層的疊置生產(chǎn)三維物體，該三維物體通過使在光存在的情況下進(jìn)行聚合的液態(tài)樹脂在與待生產(chǎn)的物體的容積對應(yīng)的區(qū)域中暴露于選擇性光刺激而獲得。
[0007]市場上存在多種類型的立體光刻機(jī)械，在這些立體光刻機(jī)械中，例如，存在基本上包括箱的立體光刻機(jī)械，該箱適用于容納液態(tài)樹脂并且通過透明的底部和?；^部來定界。
[0008]模化頭部定位在箱的頂部上并且設(shè)置有適用于支撐正在形成的三維物體的平表面以及使該平表面相對于箱的底部移動的動力裝置。
[0009]在物體形成過程的初期，平表面浸入液態(tài)樹脂中，直到該平表面變得定位在距底部的距離等于要獲得的第一層的厚度的位置處為止。
[0010]包括在箱的底部與?；^部的平表面之間的樹脂層選擇性地暴露于激光束，該激光束來自設(shè)置在箱的底部之下且與笛卡爾直角坐標(biāo)型機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的激光發(fā)光體。
[0011]因此，樹脂僅在與要被制作的物體的容積對應(yīng)的區(qū)域中暴露于電磁輻射并且在固化期間樹脂粘附至?；念^部平表面。
[0012]一旦已經(jīng)完成固化過程，則頭部與粘附至頭部的物體的第一層一起被升起，以允許箱內(nèi)的樹脂的液面恢復(fù)。
[0013]一旦樹脂液面已經(jīng)恢復(fù)，則頭部再一次被浸入樹脂中并且以上描述的操作被重復(fù)進(jìn)行以使得將粘附至第一層等的第二層沉淀，直到要被制作的物體已完成為止。
[0014]如果該物體包括從基部突出或在基部底切且可能屈服或者彎曲的部分，則在物體形成過程期間制造專用柱——通常叫做支撐件——以支撐所述突出的或者底切的部分，其中，所述支撐件構(gòu)成該物體的一體的部分并且在一旦物體已經(jīng)完成時(shí)被移除。
[0015]根據(jù)已知技術(shù)，支撐件——在特別復(fù)雜的物體中可能存在很多支撐件——的移除通過切割器手動地執(zhí)行并且產(chǎn)生若干公知道的缺陷。
[0016]如果該物體用作用以獲得通過熔模鑄造技術(shù)鑄造的部件的模型，則從模型手動移除支撐件不能保證成品的恒定的高品質(zhì)。
[0017]實(shí)際上，如果通過在與模型的表面隔開相當(dāng)遠(yuǎn)的位置處對支撐件進(jìn)行切割來執(zhí)行支撐件的移除，則一旦金屬已經(jīng)固化，必須通過機(jī)械加工移除的對應(yīng)突出的殘余部分將存在于通過熔模鑄造連續(xù)生產(chǎn)的部件上。
[0018]另一方面，如果通過在模型的表面的高度處對支撐件進(jìn)行切割來移除支撐件，則如已知的在任何情況下，切割器葉片在模型的本體中在每個切割點(diǎn)處產(chǎn)生凹部，使得必須被適當(dāng)?shù)靥畛涞目昭▍^(qū)將與固化的金屬部件中的所述凹部相對應(yīng)。
[0019]因此可以理解的是，由于實(shí)際上操作者不可能通過相同的方式手動地進(jìn)行切割，因此，存在于|旲型中的所有支撐件意味著成品上將存在隨機(jī)分布的突出部和中空部。
[0020]因此，可以注意到的是，實(shí)際上不可能使鑄件具有都一樣的品質(zhì)。
[0021]另一個缺點(diǎn)在于，由于支撐件的切割僅取決于操作者在操縱切割器方面的能力，因此執(zhí)行時(shí)間和成本都相當(dāng)高。
[0022]又一個缺點(diǎn)通過如下的事實(shí)表示:在具有相同的抵抗截面的情況下，切割每個支撐件所須的切割應(yīng)力隨著制成支撐件的材料的類型變化而變化。
[0023]因此，為了制作可以用具有恒定值或由操作者確定的值的力氣進(jìn)行切割的支撐件，需要根據(jù)使用的材料的類型將支撐件設(shè)計(jì)和制作為具有不同的截面。
[0024]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，已知一種用于通過立體光刻工藝制作的三維物體的支撐件且在專利文獻(xiàn)US2009/0072447A1中描述的方法。
[0025]在所述專利文獻(xiàn)中給出的指示用于在三維物體形成過程期間支承三維物體的支撐件的截面的設(shè)計(jì)。
[0026]更特別地，包含在專利文獻(xiàn)中的指示限于定義為一種適用于確定支撐件的最佳幾何形狀以使得支撐件有充分地抵抗力以支撐正在形成的三維物體的方法。
[0027]因此，以上提及的專利文獻(xiàn)不包含對于以分析的方式設(shè)計(jì)和限定將支撐件連接至三維本體的接合元件的幾何形狀而言有用的指示，并且因此，包含在以上提及的專利文獻(xiàn)中的指示不能夠克服以上已經(jīng)描述的已知技術(shù)的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028]本發(fā)明旨在克服以上描述的所有缺點(diǎn)。
[0029]特別地，本發(fā)明的第一目的是提供一種改良的三維物體，該三維物體通過立體光刻工藝獲得并且設(shè)置有用于突出的部件的支撐件，該支撐件可以在不需要在支撐件與它們所屬的物體的本體進(jìn)行連接的區(qū)域附近使用工具來切割支撐件的情況下以容易和快速的方式被移除。
[0030]本發(fā)明的又一個目的是確保在每個支撐件與物體的本體之間的連接區(qū)域中存在適于促進(jìn)支撐件的拆分的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域。
[0031]本發(fā)明的另一個目的是確保在拆分后，在每個支撐件與物體的本體之間的連接區(qū)域中，具有準(zhǔn)確地限定的長度的突出的本體保持粘附至該物體。
[0032]本發(fā)明的另一個目的是確保預(yù)先建立的斷裂區(qū)域的位置、尺寸和形狀，以及本體從所述物體突出的長度可以在物體自身的電腦圖形設(shè)計(jì)期間提前確定。
[0033]本發(fā)明的又一個目的是，與已知技術(shù)相比，減小移除支撐件需要的時(shí)間和成本。
[0034]本發(fā)明的又一個目的是，與已知技術(shù)相比，提高三維物體在支撐件移除后的品質(zhì)。
[0035]本發(fā)明的另一個目的是，與已知技術(shù)相比，減小三維物體的設(shè)計(jì)成本。
[0036]本發(fā)明的又一個但并非最無足輕重的目的是，提供一種用于作為本發(fā)明的主題的三維物體的電腦圖形設(shè)計(jì)的方法。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的以下描述的實(shí)施方式，每個支撐件通過設(shè)置有適用于確保支撐件的拆分的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域的接合元件來連接至三維物體的本體。
[0038]本發(fā)明還限定了一種使用具有凸形彎曲表面的立體元件的電腦圖形設(shè)計(jì)的方法，該凸形彎曲表面的立體元件貫穿(compenetrate)三維物體、支撐件并且因此彼此貫穿。
[0039]該設(shè)計(jì)方法使得能夠?qū)γ總€接合元件的幾何形狀和品質(zhì)以及抵抗特性進(jìn)行編程，如以下將更詳細(xì)地說明的。
[0040]特別地，每個接合元件的尺寸和形狀可以與支撐件的尺寸以及接合元件所連接至的三維物體的表面的形狀和位置相獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0041]有利地，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)他/或她的自身需要且根據(jù)材料的特性來設(shè)計(jì)支撐件自身以及支撐件中的每一者的接合元件的形狀和尺寸，使得支撐件可以以和已知技術(shù)相比更為簡單、快速且便宜的方式被移除。
[0042]仍然有利的是，設(shè)計(jì)者可以將物體設(shè)計(jì)并計(jì)劃成具有每個支撐件的接合元件，并且將物體表現(xiàn)為不具有支撐件。
[0043]這樣，設(shè)計(jì)者可以將物體顯示為不存在支撐件，另一方面，這在現(xiàn)有技術(shù)中是不能實(shí)現(xiàn)的。
[0044]此外，有利的是，設(shè)計(jì)接合元件的形狀和大小的所述可能性使得也能夠限定物體的品質(zhì)的程度。
[0045]仍然有利的是，可以在不使用例如像切割器或者類似切割工具之類的切割工具的情況下，手動地執(zhí)行支撐件的移除。
[0046]此外，有利的是，具有對應(yīng)的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域的接合元件的存在還使得能夠在接合元件具有支撐件不能被手動地拆分和移除的尺寸的情況下安全地定位該切割器或類似的切割工具。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]下面將參照本發(fā)明的參照附圖通過非限制性示例的方式提供的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明的以上提及的目的和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更詳細(xì)地描述，在附圖中:
[0048]-圖1示出了作為本發(fā)明的主題的改良的三維物體的示意圖；
[0049]-圖2和圖3示出了圖1的細(xì)節(jié)；
[0050]-從圖4至圖6示出了本發(fā)明的物體的設(shè)計(jì)的不同階段；
[0051]-從圖7至圖12示出了圖1中示出的物體的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0052]在圖1中的總示意圖示出了作為本發(fā)明的主題的三維物體，其中，該三維物體由I表不。
[0053]可以觀察到的是，該物體包括為大致圓形形狀的環(huán)形本體2，該環(huán)形本體2設(shè)置有在內(nèi)部和外部連接至環(huán)形本體2的多個支撐件3。
[0054]重要的是要指出:示出的三維物體僅示出為通過立體光刻工藝獲得的并且設(shè)置有在形成過程期間保持物體的部件的多個支撐件的任意的三維物體的示例。
[0055]此外，三維物體I的環(huán)形本體2構(gòu)成期望的模型。
[0056]由于本文以下提供的說明可能涉及通過立體光刻工藝獲得任意形狀和尺寸的任意三維物體，因此僅為了描述和示出的簡化的目的而決定以圖中示出的三維物體I作為參照。
[0057]如已經(jīng)說明的，在物體形成期間產(chǎn)生了支撐件3，如圖1中所示，支撐件3通過接合元件連接至物體，接合元件中的每個接合元件總體上由4表示。
[0058]根據(jù)本發(fā)明，在接合元件4中的每個接合元件中，能夠識別成形區(qū)域5，該成形區(qū)域5相對于接合元件4的外表面凹入并且具有底部角部6，底部角部6劃定用于接合元件4的拆分的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7。
[0059]特別地，還參照圖2和圖3，接合元件4中的每個接合元件包括第一本體8和第二本體9，第一本體8從劃定三維物體I的本體2的外表面突出，而第二本體9從支撐件3突出，所述本體8和9彼此連接成以便限定成形區(qū)域5，該成形區(qū)域5的底部角部6劃定所述預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7。
[0060]因此，所述預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7限定了抵抗截面，該抵抗截面的表面積取決于底部角部6的周長。
[0061]因此，預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7的存在使得能夠尤其是在不需要例如像剪切機(jī)和切割器之類的干預(yù)切割工具的情況下在清楚限定的點(diǎn)處以簡單且快速的方式使每個接合元件4與物體I的本體2分離。
[0062]此外，預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7的存在限定精確的區(qū)域，如果由于接合元件4的過大的尺寸而不能手動地執(zhí)行對應(yīng)的支撐件的分離時(shí)，則能夠?qū)⑶懈钇骰蚱渌懈罟ぞ叻胖迷谠摼_區(qū)域中。
[0063]然而，這樣，保證了支撐件3的分離始終發(fā)生在同一位置，并且不損壞三維物體I的本體2并且/或者防止了第一本體8的任何過長部分從本體2突出。
[0064]還能夠以限定預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7的位置和所述預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7的抵抗截面的表面積的方式選擇第一本體8相對于物體I的本體2的位置以及第一本體8相對于第二本體9的位置。
[0065]這使得能夠根據(jù)制作支撐件3的材料的脆性來給所述表面積定尺寸，以在保證允許支撐件3發(fā)揮其支撐功能的機(jī)械抵抗性的同時(shí)促成支撐件3的拆分。
[0066]此外，第一本體8相對于物體I的本體2的位置以及第二本體9相對于第一本體8的位置的限定確定了第一本體8的在支撐件3移除后保持從本體2突出的部分的長度。
[0067]因此，設(shè)計(jì)者可以將這些位置選擇為使得在支撐件3移除后，第一本體8的從物體I的本體2突出的部分的長度不影響物體的外表面的品質(zhì)。
[0068]關(guān)于所述本體8和9的形狀，所述本體8和9中的每一者具有可以作為球體的外表面的一部分的凸形彎曲外表面，如圖1至圖3中示出的。[0069]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，本體8和9中的每個本體的凸形彎曲外表面可以為為了簡化附圖而未在圖中示出的橢圓球體的外表面的一部分。
[0070]在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，第一本體8的凸形彎曲外表面可以為球體的外表面的一部分，而第二本體9的凸形彎曲外表面可以為橢圓球體的外表面的一部分，反之亦然。
[0071]使構(gòu)成每個接合元件4的本體8和9具有球體或橢圓球體的外表面的決定簡化了設(shè)計(jì)操作并且使設(shè)計(jì)操作更快。
[0072]事實(shí)上，本發(fā)明還包括用于通過立體光刻工藝制造的三維物體I的支撐件3的接合元件4的電腦圖形設(shè)計(jì)的方法，其包括參照圖4至圖6詳細(xì)列出和說明的一系列操作。
[0073]首先，通過使用市場上可獲得的任意CAD/CAM軟件能夠制出三維物體I的制圖，在圖4至圖6中示出三維物體I的本體2的一部分，所述部分與設(shè)置接合元件4的區(qū)域有關(guān)。
[0074]隨后，設(shè)計(jì)了第一元件80，該第一元件80由至少一個中央部80c以及由凸形彎曲外表面80s限定，并且以限定第一元件80的從本體2突出的部分的方式與三維物體I的本體2相交，如在圖5中示出的。
[0075]有利地，根據(jù)圖8中示出的構(gòu)型，這允許更好地觀察三維物體I的本體2，其中，所有第一本體8從物體I的本體2突出并且沒有支撐件3。
[0076]隨后，在支撐件3中的每個支撐件的一端處設(shè)計(jì)了第二元件90，如在圖5中始終可以觀察到的，所述第二元件也由至少一個中央部90c和凸形彎曲外表面90s限定。
[0077]在這一點(diǎn)上，如在圖6中示出的，所述第二元件90與第一元件80的從三維物體I的本體2突出的部分相交，以限定接合元件4。
[0078]在圖6中，第二元件90與第一元件80的從三維物體I突出的部分的相交限定了成形區(qū)域5和對應(yīng)的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7。
[0079]這樣，第一元件80的包括在預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7與三維物體I的本體2之間的部分限定第一本體8，而第二元件90的包括在預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7與支撐件3之間的部分限定第二本體9。
[0080]第一元件80和第二元件90可以均為球體，或者可以均為橢圓球體，或者第一元件80和第二元件90中的一者可以為球體而另一個為橢圓球體，使得源自第一元件80和第二元件90且分別從物體I的本體2和支撐件3突出的元件8和9中的每一者具有由所述立體物的彎曲表面的一部分構(gòu)成的凸形彎曲外表面。
[0081]使元件80和90具有球體或者橢圓球體表面的決定在簡化構(gòu)成所述元件的表面的產(chǎn)生方面和在所述表面之間的相交的控制的容易性方面，對制作該設(shè)計(jì)的操作者而言都提供了相當(dāng)大的有利條件。
[0082]實(shí)際上已知，在電腦圖形設(shè)計(jì)中，表面由多個三角形限定，三角形中的每一個由在其中央處應(yīng)用的規(guī)范化四元數(shù)(versor)表示。
[0083]因此，為了表示表面，需要使用多個規(guī)范化四元數(shù)，多個規(guī)范化四元數(shù)中的每一個對應(yīng)于三角形中的限定該規(guī)范化四元數(shù)的三角形。
[0084]為了使兩個表面彼此對準(zhǔn)，電腦圖形設(shè)計(jì)軟件被迫處理隨著所述表面變得更加復(fù)雜而增加的巨量的數(shù)據(jù)。
[0085]所有這些意味著長的數(shù)據(jù)處理時(shí)間和長的設(shè)計(jì)執(zhí)行時(shí)間。
[0086]相反地，根據(jù)本發(fā)明，如果對于電腦圖形設(shè)計(jì)使用了球體或者橢圓球體元件——如從立體幾何所知的，球體或者橢圓球體元件為設(shè)置有中央部的單表面元件-則所述表
面中的每個表面可以通過應(yīng)用在元件的中央部處的單個規(guī)范化四元數(shù)而識別。
[0087]這允許獲得整個一系列的優(yōu)點(diǎn)。
[0088]首先，操作者的工作被大大地簡化，實(shí)際上，當(dāng)兩個元件80和90安置成彼此接觸時(shí)，無論它們的位置如何，兩個元件80和90的中央部80c和90c都總是沿著限定其相應(yīng)表面的規(guī)范化四元數(shù)80v和90v的同一對準(zhǔn)方向?qū)?zhǔn)，如在圖6和圖7中示出的。
[0089]此外，所述對準(zhǔn)在當(dāng)所述元件均為球體或者均為橢圓球體以及當(dāng)所述元件中的一個元件為球體而另一個為橢圓球體時(shí)發(fā)生。
[0090]此外，由于軟件需要更短的處理時(shí)間，因此所述設(shè)計(jì)工作更快速。
[0091]因此，根據(jù)歐幾里德(Euclidean)幾何，由元件80和90之間的相交所產(chǎn)生的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7為下述這樣的平面:該平面始終與由規(guī)范化四元數(shù)80v和90v的對準(zhǔn)而限定的方向正交并且始終與在本體2與規(guī)范化四元數(shù)80v和90v的所述對準(zhǔn)的方向的相交點(diǎn)處與三維物體I的本體2正切的相應(yīng)平面平行。
[0092]有利地，這有助于在移除支撐件3后使三維物體I的本體2的外表面為均質(zhì)的。
[0093]將元件80和90制成為球體或橢圓球體的決定還提供了以單一的方式限定下述點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn):從軟件方面來說，為如果元件80應(yīng)當(dāng)從本體2的沒有支撐件3的一側(cè)突出時(shí)元件80需要被切割掉的點(diǎn)。
[0094]實(shí)際上，在該情況下，規(guī)范化四元數(shù)80v相對于元件80與本體2的外表面的相交的區(qū)域的正交狀態(tài)以單一的方式確切地限定了切割點(diǎn)。
[0095]另一方面，如果元件80具有與球體或者橢圓球體不同的形狀的外表面，則同一操作會更加復(fù)雜。
[0096]最后，能夠?qū)υ?0和90之間的相交的位置的控制進(jìn)行編程以限定預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7并且因此限定與其對應(yīng)的抵抗截面的位置和表面積。
[0097]實(shí)際上，所述表面積可以通過能夠結(jié)合在設(shè)計(jì)生成軟件中的已知的機(jī)械抵抗性等式容易地確定。
[0098]因此，這簡化了并且還加快了確定本體8和9的從物體I的本體2突出的長度所需的工作，該長度可以有利地被顯示以使得如圖8中所示操作者可以在完成圖5中所示的每個第一元件80與本體2的相交之后就檢查本體8和9的長度。
[0099]在完成圖6中可以觀察的元件80和90之間的交叉之后，中央部80c和90c距彼此的距離的值以及距三維物體I的本體2的外表面的距離的值被限定，于是，在因此基于距離的所述限定的值而實(shí)現(xiàn)的構(gòu)造中設(shè)計(jì)了該元件和支撐件。
[0100]能夠定義由設(shè)計(jì)者進(jìn)行選擇的不同的構(gòu)型，一些構(gòu)型在圖9至圖12中以示例的方式被描述。
[0101]參照圖9至圖11，能夠觀察到三個不同的構(gòu)型設(shè)置，在每一個構(gòu)型中，接合元件4的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7始終具有由SI表示的相同的表面積，這是由于相應(yīng)元件80和90的限定該表面積的中央部80c和90c設(shè)置于相同的距離Xl處。
[0102]反之亦然，第一元件80的中央部80c相對于物體I的本體2的表面設(shè)置于不同位置和不同距離Y1、Y2和Υ3處，如分別在圖9、圖10和圖11中示出的。
[0103]這意味著，一旦移除了支撐件3，每個相應(yīng)的第一本體8將從物體I的本體2的表面突出不同的量D1、D2和D3，該不同的量D1、D2和D3從圖9至圖11逐漸地減小。
[0104]參照圖12，能夠觀察到另一個構(gòu)型，在該另一個構(gòu)型中，第一元件80的中央部80c設(shè)置為與距物體I的本體2的表面相距圖9的構(gòu)型中可以觀察到相同距離Yl處，但元件80和90的中央部80c和90c設(shè)置為相距比距離Xl更長的距離X4處。
[0105]如在圖12中可以觀察到的，這意味著在移除支撐件3后的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域7的抵抗截面的表面積的更小的值S2和第一本體8的突出部的更大的值D4。
[0106]在圖9至圖12中示出的示例提及球體元件80和90,但是這些元件也可以是橢圓球體的。
[0107]因此，可以理解的是，具有球體或者橢圓球體的接合元件4的設(shè)計(jì)使得能夠以簡單和快速的方式對抵抗截面的構(gòu)型精確地定尺寸成以便適應(yīng)根據(jù)用戶的需要和制作所述支撐件的材料的類型而言所需的拆分支撐件3的力氣。
[0108]此外，根據(jù)物體的品質(zhì)，還能夠限定相同元件的突出部。
[0109]基于以上的說明，可以理解的是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了所有的設(shè)定目的。
[0110]特別地，它實(shí)現(xiàn)了在不需要在支撐件與它們所述的物體的本體進(jìn)行連接的區(qū)域附近使用工具來切割支撐件的情況下以簡單和快速的方式從物體的本體移除支撐件。
[0111]此外，能夠?qū)⒔雍显薅ㄔ诿總€支撐件連接至物體的本體的連接區(qū)域中，所述接合元件設(shè)置有預(yù)先建立的斷裂區(qū)域，預(yù)先建立的斷裂區(qū)域的尺寸可以以使破壞力氣與制作三維物體的材料的類型相適應(yīng)的方式而根據(jù)設(shè)計(jì)者的期有所望改變。
[0112]除了以上以外，能夠限定在支撐件已經(jīng)移除后保持粘附至物體的從物體突出的區(qū)域的長度，使得能夠預(yù)先知道并且計(jì)劃將要生產(chǎn)的三維物體的品質(zhì)。
[0113]由于以上描述的電腦圖形設(shè)計(jì)的使用，這些選擇成為可能，這還使得在與根據(jù)材料選擇的阻力標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的等式結(jié)合在設(shè)計(jì)生成軟件中的情況下，能夠自動地設(shè)計(jì)具有以上描述的期望的尺寸特性的三維物體的每個支撐件的接合元件。
[0114]在構(gòu)造階段中，三維物體和它的設(shè)計(jì)方法可以經(jīng)受既沒有在文本中描述的又沒有在附圖中描述的變形和修改。
[0115]然而，理解的是，如果存在所述變形或修改的話，則所述變形或修改都必須認(rèn)為受本專利保護(hù)，只要它們落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0116]在任一項(xiàng)權(quán)利要求中提及的技術(shù)特征附有附圖標(biāo)記，這些附圖標(biāo)記僅出于增加權(quán)利要求的可理解性的目的而被包括在權(quán)利要求當(dāng)中，因此這些附圖標(biāo)記對通過示例的方式由這種附圖標(biāo)記識別的每個元件的保護(hù)不具有任何限制作用。
【權(quán)利要求】
1.一種通過立體光刻工藝生產(chǎn)的三維物體(1)，所述三維物體(1)包括多個支撐件(3)，所述多個支撐件(3)通過接合元件(4)連接至所述物體的本體(2)，在所述接合元件(4)的每個接合元件中能夠識別成形區(qū)域(5)，所述成形區(qū)域(5)相對于所述接合元件(4)的外表面凹入并且具有底部角部(6)，所述底部角部(6)劃定用于拆分所述支撐件(3)的預(yù)先建立的斷裂區(qū)域(7)，其特征在于，所述接合元件(4)中的每個接合元件包括第一本體(8)和第二本體(9)，所述第一本體⑶從劃定所述物體的所述本體(2)的外表面突出，所述第二本體(9)從所述支撐件(3)突出，所述第一本體(8)和所述第二本體(9)具有為彎曲的且凸形的外表面并且所述第一本體(8)和所述第二本體(9)以限定所述成形區(qū)域(5)的方式彼此連接，所述成形區(qū)域(5)的底部角部(6)劃定所述預(yù)先建立的斷裂區(qū)域(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維物體(1)，其特征在于，所述凸形彎曲表面屬于球體的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維物體(1)，其特征在于，所述凸形彎曲表面屬于橢圓球體的外表面。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的三維物體(1)，其特征在于，所述第一本體(8)/所述第二本體(9)的所述凸形彎曲外表面屬于球體的外表面，并且所述第二本體(9)/所述第一本體(8)的所述 凸形彎曲表面屬于橢圓球體的外表面。
5.一種用于根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的通過立體光刻工藝所生產(chǎn)的三維物體(1)的所述本體(2)的所述支撐件(3)的所述接合元件(4)的電腦圖形設(shè)計(jì)的方法，其特征在于，所述方法包括下述操作: -設(shè)計(jì)所述三維物體(1)的所述本體(2)和多個支撐件(3)； -設(shè)計(jì)多個第一元件(80)，所述多個第一元件(80)各自由至少一個中央部(80c)和一個凸形彎曲外表面(80s)限定； -使所述第一元件(80)與所述三維物體(1)的所述本體(2)以如下方式相交:使得為所述第一元件(80)中的每一個限定從所述三維物體(1)的所述本體(2)突出的部分； -在所述支撐件(3)中的每一個的一個端部處設(shè)計(jì)第二元件(90)，所述第二元件(90)至少由一個中央部(90c)和由一個凸形彎曲外表面(90s)限定； -向所述元件(80、90)中的每一個的所述中央部(80c、90c)應(yīng)用規(guī)范化四元數(shù)(versor) (80v、90v),所述規(guī)范化四元數(shù)(80v,90v)限定所述元件(80、90)中的每一個的凸形彎曲外表面(80s、90s)； -使每對所述元件(80、90)的所述規(guī)范化四元數(shù)(80v、90v)彼此對準(zhǔn)； -使所述第二元件(90)與所述第一元件(80)的從所述三維物體(1)的所述本體(2)突出的所述部分相交； -限定所述元件(80、90)的所述中央部(80c、90c)距彼此的距離(X1，X4)的值和相對于所述三維物體(1)的所述本體(2)的所述外表面的距離(Y1、Y2、Y3)的值； -在根據(jù)所述距離的限定的值所獲得的構(gòu)型中設(shè)計(jì)所述元件(80、90)和所述支撐件(3)，以限定所述成形區(qū)域(5)，所述成形區(qū)域(5)的底部角部(6)劃定所述預(yù)先建立的斷裂區(qū)域(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一元件(80)的包括在所述三維物體(1)的所述本體(2)的所述外表面與所述預(yù)先建立的斷裂區(qū)域(7)之間的部分限定所述第一突出本體⑶。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二元件(90)的包括在所述支撐件(3)的所述端部與所述預(yù)先建立的斷裂區(qū)域(7)之間的所述部分限定所述第二突出本體(9)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求6或7中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一元件(80)和所述第二元件(90)為球體。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求6或7中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一元件(80)和所述第二元件(90)為橢圓球體。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求6或7中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一元件(80)為球體而所述第二元件(90)為橢圓球體。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求6或7中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一元件(80)為橢圓球體而所述第二元件(90)為球體。
【文檔編號】G06T17/10GK103946008SQ201280057796
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月23日
【發(fā)明者】塞爾焦·澤內(nèi)雷 申請人:Dws有限公司