三维物体数据的分层处理方法及3D打印设备

摘要

本申请提供一种三维物体数据的分层处理方法、分层处理系统、3D打印方法、3D打印设备、计算机设备及计算机可读存储介质；通过利用待固化材料在过固化后可显示出具有区分度的颜色外观的属性，对在外观上需要有一定的区分度如颜色、结构的突变(或阶跃)以识别不同部位携带的信息的物体，在前处理中基于依附关系安置三维依附模型与三维主体模型，对其进行分层处理并设置过固化属性，在后续打印中基于获取的切片数据对至少部分切片以设定的规则进行过固化，在打印中采用不同的曝光策略，以在一次打印中获得具有可识别的装配信息或配置信息的三维物体，简化生产工艺，降低生产成本。

权利要求

1.一种三维物体模型的分层处理方法，其特征在于，包括：

获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；其中，所述依附关系为活动依附关系，以使所述三维主体模型与三维依附模型之间为相对独立的可拆分结构及可组装结构；或，所述依附关系为一体化依附关系，所述三维主体模型与三维依附模型之间存在交界或交贯部分以将三维主体模型与三维依附模型固定为一体；

对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，以分别得到所述三维主体模型的各主体切片和三维依附模型的各依附切片；以及基于所述依附关系，将所述三维依附模型中至少部分依附切片设置过固化属性，以令所述三维物体模型中的三维依附模型和三维主体模型具有区分度的颜色外观的属性。

2.根据权利要求1所述的三维物体模型的分层处理方法，其特征在于，所述获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型的步骤包括：获取三维主体模型，其中，所述三维主体模型的轮廓上设置有标记部位；

在所述三维主体模型的对应所述标记部位处设置三维依附模型，以得到具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型。

3.根据权利要求2所述的三维物体模型的分层处理方法，其特征在于，所述标记部位包括以下至少一种：用于识别所述三维主体模型的装配位置的结构模型；

用于识别所述三维主体模型的配置信息的结构模型。

4.根据权利要求1所述的三维物体模型的分层处理方法，其特征在于，所述对三维主体模型和三维依附模型进行分层处理的步骤包括以下至少一种：按照统一的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理；

按照单独配置的层高分别对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理。

5.根据权利要求1所述的三维物体模型的分层处理方法，其特征在于，所述过固化属性包括以下任一种：以所述各依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值而描述的；

以所述各依附切片的分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像而描述的；

为所述各依附切片而配置的过固化标签。

6.根据权利要求1所述的三维物体模型的分层处理方法，其特征在于，所述三维物体模型包括牙齿模型，其中，三维主体模型为牙齿主体模型，三维依附模型为牙龈线标识模型；

所述三维物体模型包括包含有信息码的物体模型，其中，三维主体模型为物体主体模型，三维依附模型为承载信息码的标识模型；或者所述三维物体模型包括生物器官模型，其中，三维主体模型为生物器官主体模型，三维依附模型为血管模型、神经模型或骨骼模型中的至少一种。

7.一种3D打印方法，应用于3D打印设备，其中，所述3D打印设备包括：用于向打印面辐射能量的能量辐射装置、以及用于承载经能量辐射固化而得的三维物体的构件平台，其特征在于，所述3D打印方法包括：获取三维物体模型的切片数据；所述三维物体模型包含具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型，其中，所述依附关系为活动依附关系，以使所述三维主体模型与三维依附模型之间为相对独立的可拆分结构及可组装结构；或，所述依附关系为一体化依附关系，所述三维主体模型与三维依附模型之间存在交界或交贯部分以将三维主体模型与三维依附模型固定为一体；其中，所述三维依附模型中的至少部分依附切片设置有过固化属性，以令所述三维物体模型中的三维依附模型和三维主体模型具有区分度的颜色外观的属性；调整所述构件平台与打印面之间的间距，以在所述打印面填充待固化材料；其中，所填充的待固化材料的层高对应于所述三维主体模型中主体切片的层高、和/或所述三维依附模型中依附切片的层高；

基于所述三维主体模型中对应主体切片的分层图像、和/或所述三维依附模型中对应依附切片的分层图像，向到所填充的待固化材料辐射能量，以获得相应的图案固化层；

重复上述各步骤以在所述构件平台上累积图案固化层以形成所述三维物体模型所对应的三维物体；

其中，在辐射期间，根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射。

8.根据权利要求7所述的3D打印方法，其特征在于，所述调整构件平台与打印面之间的间距，以在所述打印面填充待固化材料的步骤包括以下任一种：在所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高一致的情况下，基于统一的层高，调整所述构件平台与打印面之间的间距；

在所述三维主体模型的各切片和三维依附模型中各切片的层高不一致的情况下，基于所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高而设置的分层图像照射顺序，调整所述构件平台与打印面之间的间距，以使所填充的待固化材料用于形成相应的图案固化层。

9.根据权利要求7所述的3D打印方法，其特征在于，所述根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射的步骤包括以下任一种：基于所述依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述至少轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层；

基于所述依附切片的分层图像中对应轮廓区域的轮廓掩模图像，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层的轮廓结构；

基于所述依附切片的过固化标签，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面的待固化材料得到相应的图案固化层。

10.根据权利要求9所述的3D打印方法，其特征在于，所述控制能量辐射装置进行能量辐射的步骤包括：控制所述能量辐射装置的辐射时长、光强、照射次数中的至少一种。

11.根据权利要求7所述的3D打印方法，其特征在于，所制造出的三维物体中包含以下至少一种依附物体：用于令外部设备识别所制造出的主体的装配位置的依附物体；

用于令外部设备识别所制造出的主体的配置信息的依附物体。

12.根据权利要求7所述的3D打印方法，其特征在于，所述三维物体包括牙齿、包含有信息码的物体、或生物器官。

13.一种计算机设备，其特征在于，包括：

存储装置，用于存储至少一个程序，以及三维物体模型；其中，所述三维物体模型具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；

处理装置，与所述存储装置相连，用于执行所述至少一个程序，以协调所述存储装置执行如权利要求1-6中任一所述的分层处理方法。

14.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

能量辐射装置，用于基于所获取的三维物体模型的切片数据向填充有待固化材料的打印面进行能量辐射；其中，所述三维物体模型包含具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型，其中，所述依附关系为活动依附关系，以使所述三维主体模型与三维依附模型之间为相对独立的可拆分结构及可组装结构；或，所述依附关系为一体化依附关系，所述三维主体模型与三维依附模型之间存在交界或交贯部分以将三维主体模型与三维依附模型固定为一体；其中，所述三维依附模型中至少部分依附切片设置有过固化属性，以令所述三维物体模型中的三维依附模型和三维主体模型具有区分度的颜色外观的属性；

构件平台，用于附着经所述能量辐射装置辐射后被固化的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成相应的三维物体；

Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用于调整所述构件平台与所述打印面的间距以在所述打印面填充待固化的待固化材料；其中，所填充的待固化材料的层高对应于所述三维主体模型中主体切片的层高、和/或所述三维依附模型中依附切片的层高；

控制装置，与所述Z轴驱动机构和能量装置相连，用于控制所述Z轴驱动机构和能量辐射装置打印所述三维物体；

其中，在所述控制装置的控制下，所述能量辐射装置基于所述三维主体模型中对应主体切片的分层图像、和/或所述三维依附模型中对应依附切片的分层图像，控制所述向到所填充的待固化材料辐射能量，以获得相应的图案固化层；

其中，在辐射期间，所述能量辐射装置根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射。

15.根据权利要求14所述的3D打印设备，其特征在于，还包括：容器，用于盛放所述待固化材料；

其中，所述能量辐射装置位于所述容器底面，并向所述容器底面进行能量辐射，以在所述容器底面形成图案固化层；或者，所述能量辐射装置位于所述容器顶部，并向所述容器中的待固化材料表面进行能量辐射，以在所述待固化材料表面形成图案固化层。

16.根据权利要求14所述的3D打印设备，其特征在于，所述能量辐射装置为基于面投影的能量辐射装置，或基于扫描辐射的能量辐射装置。

17.根据权利要求14所述的3D打印设备，其特征在于，所述Z轴驱动机构调整构件平台与打印面之间的间距的方式包括以下任一种：在所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高一致的情况下，所述控制装置基于统一的层高，控制所述Z轴驱动机构调整所述构件平台与打印面之间的间距；

在所述三维主体模型的各切片和三维依附模型中各切片的层高不一致的情况下，所述控制装置基于所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高而设置的分层图像照射顺序，控制所述Z轴驱动机构调整所述构件平台与打印面之间的间距。

18.根据权利要求14所述的3D打印设备，其特征在于，所述能量辐射装置根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射的方式包括以下任一种：所述能量辐射装置基于所述依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值，进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述至少轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层；

所述能量辐射装置基于所述依附切片的分层图像中对应轮廓区域的轮廓掩模图像，进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层的轮廓结构；

所述能量辐射装置基于所述依附切片的过固化标签，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面的待固化材料得到相应的图案固化层。

19.根据权利要求18所述的3D打印设备，其特征在于，所述能量辐射装置进行能量辐射的方式包括：按照基于过固化操作而设置的辐射时长、光强、照射次数中的至少一种向对应辐射位置进行能量辐射。

20.根据权利要求14所述的3D打印设备，其特征在于，所制造出的三维物体中包含以下至少一种依附物体：用于令外部设备识别所制造出的主体的装配位置的依附物体；

用于令外部设备识别所制造出的主体的配置信息的依附物体。

21.根据权利要求14所述的3D打印设备，其特征在于，所述三维物体包括牙齿、包含有信息码的物体、或生物器官。

22.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储至少一种程序，所述至少一种程序在被调用时执行如权利要求1-6中任一所述的分层处理方法。

23.一种分层处理系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；其中，所述依附关系为活动依附关系，以使所述三维主体模型与三维依附模型之间为相对独立的可拆分结构及可组装结构；或，所述依附关系为一体化依附关系，所述三维主体模型与三维依附模型之间存在交界或交贯部分以将三维主体模型与三维依附模型固定为一体；

分层处理模块，用于对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，以分别得到所述三维主体模型的各主体切片和三维依附模型的各依附切片；以及用于在所述三维依附模型中至少与所述三维主体模型相依附部分的各依附切片设置过固化属性，以令所述三维物体模型中的三维依附模型和三维主体模型具有区分度的颜色外观的属性。

24.根据权利要求23所述的分层处理系统，其特征在于，所述获取模块用于获取三维主体模型，其中，所述三维主体模型的轮廓上设置有标记部位；在所述三维主体模型的对应所述标记部位处设置三维依附模型，以得到具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型。

25.根据权利要求24所述的分层处理系统，其特征在于，所述标记部位包括以下至少一种：用于识别所述三维主体模型的装配位置的结构模型；

用于识别所述三维主体模型的配置信息的结构模型。

26.根据权利要求23所述的分层处理系统，其特征在于，所述分层处理模块用于以下至少一种分层处理方式：按照统一的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理；

按照单独配置的层高分别对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理。

27.根据权利要求23所述的分层处理系统，其特征在于，所述过固化属性包括以下任一种：以所述各依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值而描述的；

以所述各依附切片的分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像而描述的；

为所述各依附切片而配置的过固化标签。

说明书

三维物体数据的分层处理方法及3D打印设备

技术领域

[0001] 本申请涉及3D打印领域，特别是涉及一种三维物体数据的分层处理方法、分层处理系统、3D打印方法、3D打印设备、计算机设备及计算机可读存储介质。

背景技术

[0002] 3D打印是快速成型技术的一种，具体是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料和树脂等可粘合或固化的材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印设备通过执行该种打印技术制造3D物体。3D打印设备由于成型精度高在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。

[0003] 其中，制造模型时通常以分层切片处理的方式逐层打印，在打印基准面与模型之间的光固化材料被固化形成一图案固化层，重复上述步骤以在构件平台上形成经图案固化层累计的打印结构。在实际打印的结构如牙齿、生物器官等在外观上需要有一定的区分度如颜色、结构的突变(或阶跃)以识别不同部位携带的信息。然而现有的分层处理方法与打印方法采用统一的曝光策略对同一图案固化层，难以在外观上显示出区别信息。

发明内容

[0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种分层处理方法，用于解决现有技术中前处理阶段及根据前处理措施实行的打印产品不具有结构外观区分特性或区分度低，对需要显示一定图案色彩的产品需拆分结构以不同材料打印等问题。

[0005] 为实现上述目的及其他目的，本申请的第一方面提供一种三维物体模型的分层处理方法，包括：获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，以分别得到所述三维主体模型的各主体切片和三维依附模型的各依附切片；以及基于所述依附关系，将所述三维依附模型中至少部分依附切片设置过固化属性。

[0006] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型的步骤包括：获取三维主体模型，其中，所述三维主体模型的轮廓上设置有标记部位；在所述三维主体模型的对应所述标记部位处设置三维依附模型，以得到具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型。

[0007] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述标记部位包括以下至少一种：用于识别所述三维主体模型的装配位置的结构模型；用于识别所述三维主体模型的配置信息的结构模型。

[0008] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述对三维主体模型和三维依附模型进行分层处理的步骤包括以下至少一种：按照统一的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理；按照单独配置的层高分别对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理。

[0009] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述过固化属性包括以下任一种：以所述各依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值而描述的；以所述各依附切片的分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像而描述的；为所述各依附切片而配置的过固化标签。

[0010] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述依附关系包括以下任一种：活动依附关系、一体化依附关系。

[0011] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述三维主体模型和三维依附模型包括具有所述依附关系的两个独立物品模型。

[0012] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述三维物体模型包括牙齿模型，其中，三维主体模型为牙齿主体模型，三维依附模型为牙龈线标识模型；所述三维物体模型包括包含有信息码的物体模型，其中，三维主体模型为物体主体模型，三维依附模型为承载信息码的标识模型；或者所述三维物体模型包括生物器官模型，其中，三维主体模型为生物器官主体模型，三维依附模型为血管模型、神经模型或骨骼模型中的至少一种。

[0013] 本申请的第二方面还提供一种3D打印方法，应用于3D打印设备，其中，所述3D打印设备包括：用于向打印面辐射能量的能量辐射装置、以及用于承载经能量辐射固化而得的三维物体的构件平台，所述3D打印方法包括：获取三维物体模型的切片数据；所述三维物体模型包含具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；其中，所述三维依附模型中的至少部分依附切片设置有过固化属性；调整所述构件平台与打印面之间的间距，以在所述打印面填充待固化材料；其中，所填充的待固化材料的层高对应于所述三维主体模型中主体切片的层高、和/或所述三维依附模型中依附切片的层高；基于所述三维主体模型中对应主体切片的分层图像、和/或所述三维依附模型中对应依附切片的分层图像，向到所填充的待固化材料辐射能量，以获得相应的图案固化层；重复上述各步骤以在所述构件平台上累积图案固化层以形成所述三维物体模型所对应的三维物体；其中，在辐射期间，根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射。

[0014] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述调整构件平台与打印面之间的间距，以在所述打印面填充待固化材料的步骤包括以下任一种：在所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高一致的情况下，基于统一的层高，调整所述构件平台与打印面之间的间距；在所述三维主体模型的各切片和三维依附模型中各切片的层高不一致的情况
下，基于所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高而设置的分层图像照射顺序，调整所述构件平台与打印面之间的间距，以使所填充的待固化材料用于形成相应的图案固化层。

[0015] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射的步骤包括以下任一种：基于所述依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述至少轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层；基于所述依附切片的分层图像中对应轮廓区域的轮廓掩模图像，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层的轮廓结构；基于所述依附切片的过固化标签，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面的待固化材料得到相应的图案固化层。

[0016] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述控制能量辐射装置进行能量辐射的步骤包括：控制所述能量辐射装置的辐射时长、光强、照射次数中的至少一种。

[0017] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所制造出的三维物体中包含以下至少一种依附物体：用于令外部设备识别所制造出的主体的装配位置的依附物体；用于令外部设备识别所制造出的主体的配置信息的依附物体。

[0018] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述三维物体包括牙齿、包含有信息码的物体、或生物器官。

[0019] 本申请的第三方面还提供一种计算机设备，包括：存储装置，用于存储至少一个程序，以及三维物体模型；其中，所述三维物体模型具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；处理装置，与所述存储装置相连，用于执行所述至少一个程序，以协调所述存储装置执行如本申请第一方面提供的分层处理方法中任一所述的分层处理方法。

[0020] 本申请的第四方面还提供一种3D打印设备，包括：能量辐射装置，用于基于所获取的三维物体模型的切片数据向填充有待固化材料的打印面进行能量辐射；其中，所述三维物体模型包含具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；其中，所述三维依附模型中至少部分依附切片设置有过固化属性；构件平台，用于附着经所述能量辐射装置辐射后被固化的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成相应的三维物体；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用于调整所述构件平台与所述打印面的间距以在所述打印面填充待固化的待固化材料；其中，所填充的待固化材料的层高对应于所述三维主体模型中主体切片的层高、和/或所述三维依附模型中依附切片的层高；控制装置，与所述Z轴驱动机构和能量装置相连，用于控制所述Z轴驱动机构和能量辐射装置打印所述三维物体；其中，在所述控制装置的控制下，所述能量辐射装置基于所述三维主体模型中对应主体切片的分层图像、和/或所述三维依附模型中对应依附切片的分层图像，控制所述向到所填充的待固化材料辐射能量，以获得相应的图案固化层；其中，在辐射期间，所述能量辐射装置根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射。

[0021] 在本申请的第四方面的某些实施方式中，所述3D打印设备还包括：容器，用于盛放所述待固化材料；其中，所述能量辐射装置位于所述容器底面，并向所述容器底面进行能量辐射，以在所述容器底面形成图案固化层；或者，所述能量辐射装置位于所述容器顶部，并向所述容器中的待固化材料表面进行能量辐射，以在所述待固化材料表面形成图案固化层。

[0022] 在本申请的第四方面的某些实施方式中，所述能量辐射装置为基于面投影的能量辐射装置，或基于扫描辐射的能量辐射装置。

[0023] 在本申请的第四方面的某些实施方式中，所述Z轴驱动机构调整构件平台与打印面之间的间距的方式包括以下任一种：在所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高一致的情况下，所述控制装置基于统一的层高，控制所述Z轴驱动机构调整所述构件平台与打印面之间的间距；在所述三维主体模型的各切片和三维依附模型中各切片的层高不一致的情况下，所述控制装置基于所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高而设置的分层图像照射顺序，控制所述Z轴驱动机构调整所述构件平台与打印面之间的间距。

[0024] 在本申请的第四方面的某些实施方式中，所述能量辐射装置根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射的方式包括以下任一种：所述能量辐射装置基于所述依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值，进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述至少轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层；所述能量辐射装置基于所述依附切片的分层图像中对应轮廓区域的轮廓掩模图像，进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层的轮廓结构；所述能量辐射装置基于所述依附切片的过固化标签，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面的待固化材料得到相应的图案固化层。

[0025] 在本申请的第四方面的某些实施方式中，所述能量辐射装置进行能量辐射的方式包括：按照基于过固化操作而设置的辐射时长、光强、照射次数中的至少一种向对应辐射位置进行能量辐射。

[0026] 在本申请的第四方面的某些实施方式中，所制造出的三维物体中包含以下至少一种依附物体：用于识别所制造出的主体的装配位置的依附物体；用于识别所制造出的主体的配置信息的依附物体。

[0027] 在本申请的第四方面的某些实施方式中，所述三维物体包括牙齿、包含有信息码的物体、或生物器官。

[0028] 本申请的第五方面还提供一种计算机可读存储介质，可存储至少一种程序，所述至少一种程序在被调用时执行本申请第一方面提供的分层处理方法中任一所述的分层处理方法。

[0029] 本申请的第六方面还提供一种分层处理系统，包括：获取模块，用于获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；分层处理模块，用于对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，以分别得到所述三维主体模型的各主体切片和三维依附模型的各依附切片；以及用于在所述三维依附模型中至少与所述三维主体模型相依附部分的各依附切片设置过固化属性。

[0030] 在本申请的第六方面的某些实施方式中，所述获取模块用于获取三维主体模型，其中，所述三维主体模型的轮廓上设置有标记部位；在所述三维主体模型的对应所述标记部位处设置三维依附模型，以得到具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型。

[0031] 在本申请的第六方面的某些实施方式中，所述标记部位包括以下至少一种：用于识别所述三维主体模型的装配位置的结构模型；用于识别所述三维主体模型的配置信息的结构模型。

[0032] 在本申请的第六方面的某些实施方式中，所述分层处理模块用于以下至少一种分层处理方式：按照统一的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理；按照单独配置的层高分别对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理。

[0033] 在本申请的第六方面的某些实施方式中，所述过固化属性包括以下任一种：以所述各依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值而描述的；以所述各依附切片的分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像而描述的；为所述各依附切片而配置的过固化标签。

[0034] 如上所述，本申请的三维物体模型的分层处理方法、系统和3D打印方法、设备，具有以下有益效果：通过利用待固化材料在过固化后可显示出具有区分度的颜色外观的属性，对需要具有可识别的依附物体的三维物体，例如在外观上需要有一定的区分度如颜色、结构的突变(或阶跃)以识别不同部位携带的信息的物体，在前处理中基于依附关系安置三维依附模型与三维主体模型，对其进行分层处理并设置过固化属性，在后续打印中基于获取的切片数据对至少部分切片以设定的规则进行过固化，在打印中采用不同的曝光策略，以在一次打印中获得具有可识别的装配信息或配置信息的三维物体，简化了打印流程，降低生产成本，并减小了物件装配带来磨损风险。

附图说明

[0035] 图1显示为本申请的分层处理方法在一实施例中的流程示意图。

[0036] 图2显示为本申请的分层处理方法在另一实施例中的流程示意图。

[0037] 图3显示为本申请的分层处理系统在一实施例中分层处理的流程示意图。

[0038] 图4显示为本申请的分层处理系统在另一实施例中分层处理的流程示意图。

[0039] 图5显示为本申请的3D打印方法在一实施例中的流程示意图。

[0040] 图6显示为本申请的3D打印设备在一实施例中的简化结构示意图。

具体实施方式

[0041] 以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

[0042] 在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件

[0043] 再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。

[0044] 需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

[0045] 一般来说，3D打印设备包括容器、能量辐射装置、Z轴驱动机构、构件平台与控制装置，通过对光固化材料进行能量辐射以固化得到3D打印物件如模具、医疗治具、定制商品等。在确定需打印的三维物体模型的结构参数后，将三维物体模型通过前处理生成可实现逐层固化的打印过程的至少包括层高与切片图形或扫描路径切片数据，后基于每一切片数据进行打印，固化层逐层累积得到结构完整的3D打印物件。实际中，在打印具有识别标记信息的产品时，如在产品外观标记部位与主体具有一定的颜色梯度，通常通过3D打印难以实现打印得到满足设计目标的完整产品，需要使得产品呈现出图案标识，通常需要拆分产品结构以不同的材料打印，再对拆分后的结构进行组装。

[0046] 所述能量辐射装置为基于面投影的能量辐射装置或基于扫描辐射的能量辐射装置。常见的3D打印设备如基于底面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备中，其能量辐射装置为基于面投影的投影装置，包括DMD芯片、控制器和存储模块等。其中，所述存储模块中存储将3D物件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器底面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明底部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

[0047] 又或常见的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，对于底面曝光或顶面曝光的SLA设备来说，其能量辐射装置为基于扫描辐射的能量辐射装置，包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组、以及控制振镜的电机等，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器底面或顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层，所述振镜组振镜的摆幅决定SLA设备的扫描尺寸。

[0048] 又或常见的例如基于底面曝光的LCD(Liquid Crystal Display，液晶面光源固化)设备，其能量辐射系统为LCD液晶屏光源系统。所述LCD包括位于所述容器下方的LCD液晶屏、在LCD液晶屏下方对正设置的光源。能量辐射装置中的控制芯片将待打印切片的分层图像通过LCD液晶屏投影到打印面，利用LCD液晶屏所提供的图案辐射面将容器中的待固化材料固化为相应的图案固化层。

[0049] 常见的，在底曝光的设备(例如DLP或LCD设备)中所述构件平台悬设于打印基准面的上部，在顶曝光的设备(例如DLP或SLA设备)中，所述构件平台悬设于打印基准面(通常指树脂槽的液面)的下部，用于附着并积累经照射固化的图案固化层。通常，所述构件平台的材料与光固化材料不同。构件平台受3D打印设备中Z轴驱动机构的带动，沿Z轴(竖直)方向移动以便于待固化材料填充到构件平台与打印基准面之间，使得3D打印设备中的能量辐射系统可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构件平台及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置，以及由所述Z轴驱动机构带动所述构件平台上升以使所述固化层与所述容器的底部分离。

[0050] 以底曝光的设备(例如DLP或LCD设备)为例，当所述Z轴驱动机构带动构件平台下降时，通常是为了将所述构件平台或附着在构件平台上的图案化固化层下降到相距容器底部一固化层层高的间距，以便照射填充在所述间距内的光固化材料。当所述Z轴驱动机构带动构件平台上升时，通常是为了将图案固化层自容器底部分离。

[0051] 所述控制装置与所述Z轴驱动机构和能量辐射装置相连，用于控制所述Z轴驱动机构和能量辐射装置打印所述三维物体。所述控制装置可包括：存储单元、处理单元、和接口单元等。

[0052] 所述存储单元包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。在某些实施例中，存储单元还可以包括远离一个或多个处理器的存储器，例如经由RF电路或外部端口以及通信网络(未示出)访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)、存储局域网(SAN)等，或其适当组合。存储器控制器可控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。

[0053] 所述处理单元包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或它们的任何组合。所述处理单元可操作地与存储器和/或非易失性存储设备耦接。更具体地，处理器可执行在存储器和/或非易失性存储设备中存储的指令以在计算设备中执行操作，诸如生成图像数据和/或将图像数据传输到电子显示器。所述处理单元一方面成为控制各装置依时序执行的工控单元，例如，所述处理单元在控制Z轴驱动机构将构件平台下降至相距容器底部一间距的位置后，向能量辐射装置传递分层图像，待能量辐射装置完成图像照射并将容器底的光固化材料图案化固化后，再控制Z轴驱动机构带动构件平台上升以将对应的图案固化层自容器底部分离。另一方面，所述处理单元在分离时，还计算分离操作中对Z轴驱动机构所施加的操作参数。以Z轴驱动机构包含驱动电机为例，驱动电机的转速越快，所述分离操作及构件平台上升速度越快，反之，转速越慢，所述分离操作及构件平台上升速度越慢。

[0054] 所述接口单元包含多个接口，各接口分别连接能量辐射系统、构件平台和Z轴驱动机构。各接口根据实际数据传输协议而被配置在控制装置上，所述处理单元与各接口可操作地耦接，以便于所述控制装置能够与上述连接能量辐射系统、构件平台和Z轴驱动机构进行交互。

[0055] 在打印期间，所述控制装置控制Z轴驱动机构和能量辐射系统对光固化层进行逐层固化。所述控制装置依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射系统，由所述能量辐射系统将所述图像照射到容器的透明底部或容器顶部，所照射的能量将容器底部或顶部的光固化材料固化成对应的图案固化层。所述控制装置还用于在照射间隙向所述Z轴驱动机构发出控制指令，例如，所述控制装置在控制曝光装置照射完成后，向Z轴驱动机构发送上升方向和转速的控制指令，所述Z轴驱动机构基于所述控制指令上升至相距容器底的预设高度，再由所述控制装置向Z轴驱动机构发送包含下降方向和转速的控制指令，使得所述Z轴驱动机构带动构件平台向容器底部移动。在整个上升和下降期间，所述控制装置通过监测所述Z轴驱动机构的运动来确定构件平台相对于容器底部的间距，并在所述构件平台达到对应间距时，输出包含停止的控制指令。控制装置通过判断3D物件模型是否完成了所有分层图像的照射，若是，则打印完毕，若否，则重复执行上述打印过程直至打印完毕。

[0056] 所述容器用于盛放所述待固化材料，所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。所掺杂的粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。

[0057] 在基于底面曝光的3D打印设备中，所述容器可以是整体透明或仅容器底透明，例如，所述容器为玻璃容器，且容器壁贴设吸光纸(如黑色薄膜、或黑色纸等)，以便减少在投影期间由于光散射对光固化材料的固化干扰。在所述容器底部表面铺设有便于剥离的透明柔性膜(未予图示)。

[0058] 在3D打印设备执行打印过程前，前处理中需要生成打印目标物的分层数据，所述分层数据包括完整的打印目标物的分层处理方法如每一层配置的层高与每一层的分层(切片)图形。所述分层(切片)图形是预先基于3D构件模型沿Z轴方向(即沿高度方向)进行横截划分而得到的。其中，在每相邻横截划分所形成的横截面层上形成由3D构件模型的轮廓所勾勒的切片图形，在所述横截面层足够薄的情况下，可认定所述横截面层上横截表面和下横截表面的轮廓线一致。对基于面投影的3D打印设备，各切片图形需描述成分层图像。对基于扫描照射的3D打印设备，各切片图形用扫描路径上的坐标数据描述。

[0059] 本文所使用的术语“扫描”不限于在表面上方连续地移动(run)高能量束的点，还包含一系列的分开的离散的曝光(跳跃/hops)。举例来说，光学器件可引导高能量束将第一位置暴露于所述束，随后断开所述束，并且当高能量束再次打开时，重新定向所述光学器件以引导能量束到与第一位置间隔开的第二位置。所述高能量束为具有足够能量以固结材料的束。

[0060] 请参阅图1，显示为本申请提供的一种三维物体模型的分层处理方法的流程图，如图所示，本申请提供一种三维物体模型的分层处理方法，应用在例如采用了前述SLA、DLP或LCD装置的3D打印设备中，所述分层处理方法包括以下步骤：

[0061] 在步骤S10中，获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；在步骤S11中，对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，以分别得到所述三维主体模型的各主体切片和三维依附模型的各依附切片；在步骤S12中，基于所述依附关系，将所述三维依附模型中至少部分依附切片设置过固化属性。

[0062] 在3D打印的固化过程中，通过能量辐射装置的辐射能量将预设层厚内的光固化材料依据投影图形或扫描路径固化。固化过程中光固化材料的物体形态由液态转变为固态，其在确定层厚的辐射区域内接受的能量密度或能量总和决定了固化完成的物态，打印中可通过控制辐射时长、光强或照射次数以实现对物态的控制，正常固化状态下单层固化完成以实现切片图形的完全固化为特征。

[0063] 本申请基于光固化材料在接收辐射能量的过程中物态变化之外的变化特征如颜色，对需要形成外观区分的结构设置过固化属性。所述过固化属性即对光固化材料在完全固化后继续接收一定量的辐射，过固化的材料在物态上仍然为固态但呈现为过固化的图案化色彩，通常为颜色发生改变从而与设置为正常固化的结构在外观上存在颜色梯度。

[0064] 例如在一种实施方式中，所述三维物体模型可以是具有血管结构的心脏模型，其中心脏肌肉部分可视为三维主体模型，其中的血管结构或血管脉络可视为三维依附模型，所述依附关系此时即为包含关系，所述三维物体模型具有内部区分结构。对三维物体模型进行分层处理所得切片图形或扫描路径为心脏模型的外轮廓，现有的技术手段需要通过分离心脏模型的肌肉结构与血管结构单独打印再进行组装，才可得到具有区分度的心脏模型结构，但该种方式除了由于需要组装导致效率低过程繁琐之外，还存在损坏打印物件的风险，特别是针对即为细小的血管脉络的打印实体。在本实施例的一实现方式中，以固化后显示透明的材料对心脏模型进行打印，对三维依附模型即血管结构设置过固化属性，心脏主体的肌肉部分正常固化，即可形成具有可视的血管结构的心脏模型。

[0065] 例如另在一种实施方式中，所述三维物体模型可设置为在外轮廓或内轮廓上具有结构突变或颜色突变等在外观上存在区分结构的模型。例如，所述三维物体模型为包含有信息码如二维码的物体模型，其中，物体主体模型为三维主体模型，承载信息码的标识模型为三维依附模型。承载信息码的标识模型可以是以信息码图形为截面拉伸形成的结构如3D二维码，比如所述3D二维码中表示为“0”的信息为一种颜色梯度的凹陷部分，表示为“1”的信息为另一种颜色梯度的凸起部分，又或者比如所述3D二维码中表示为“0”的信息为正常固化，表示为“1”的信息为过固化部分。实际使用中信息码如二维码的功能实现通过扫描获取可识别的二维码图样以进行，在本申请的应用中可对三维依附模型即承载二维码的识别模型整体或至少上表面设置过固化属性，三维依附模型与三维主体模型形成的三维物体模型可提供或强化图像识别的梯度，实现预设的功能。

[0066] 例如在再一种实施方式中，所述三维主体模型与三维依附模型分别为牙齿主体模型与牙龈线标识模型。牙齿模型的常见应用在于牙膜制作，通过在牙齿模型上压膜并剪去牙龈以下部分形成可使用的膜套。在本实施例一实现方式中，对三维依附模型即牙龈线标识模型整体或在牙龈线标识模型在整体模型中可见部分即外轮廓设置过固化属性，打印完成后的牙龈线结构在牙龈线与牙齿主体组成的一体模型中具有过固化后的区分颜色，以便于在后续对牙齿整体模型压膜后剪除牙龈线以下部分，可通过牙龈线凸起的结构进行识别亦可以基于识别模型外观的颜色梯度实现自动或人工剪除。

[0067] 在本申请某些实施例中，所述三维主体模型还可以是生物器官主体模型如肌肉结构，三维依附模型为血管模型、神经模型或骨骼模型等中的至少一种，但并不以此为限，凡是通过本申请过固化思想进行3D打印的物件均属于本申请可实施的范畴。

[0068] 所述三维主体模型与三维依附模型可为相对独立的至少两个可拆分的模型，也可为具有交接或贯穿关系的具有至少两个结构的一体化显示的模型，即所述依附关系可以为相互独立、相互贯穿或包含。在实际制造中三维主体模型与三维依附模型所组成的整体具有超出单独的三维主体模型或三维依附模型所表征的信息，或因依附关系实现模型功能或特点的强化。所述依附关系使得三维主体模型与三维依附模型具有一定的物理结合点或物理支撑关系，在3D打印中可作为一个可切片的整体，在3D打印逐层固化完成后形成在构件平台上的包含了具有依附关系的三维主体模型与三维依附模型的三维物体模型。

[0069] 所述三维主体模型与三维依附模型的依附关系可为活动依附关系如血管与心脏肌肉，三维主体模型与三维依附模型之间为相对独立的可拆分结构，单独模型之间不产生交贯但在结构上可进行组装或相互支撑，如血管结构可放置于心脏肌肉模型中；也可为一体化依附关系如牙齿结构与牙龈线、信息码承载结构与物体主体，三维主体模型与三维依附模型之间存在交界面或交贯部分，由交界或交贯模块将三维主体模型与三维依附模型固定为一体。

[0070] 所述三维主体模型与三维依附模型还包括具有所述依附关系的两个独立物体模型，亦可为多个具有所述依附关系的多个独立物体模型。所述三维主体模型与三维依附模型的匹配设置不以上述例举为限。在本申请的不同实施例中，所述三维主体模型与三维依附模型均表示具有所述依附关系的独立物体模型。

[0071] 本申请所述的三维物体模型的分层处理方法起始于获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型，如图1所示的本申请提供的分层处理方法流程图，在步骤S10中，获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型，在本申请的一实施例中，所述三维主体模型的轮廓上设置有标记部位；在所述三维主体模型的对应所述标记部位处设置三维依附模型，以得到具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型。

[0072] 其中，所述轮廓包括外轮廓和内轮廓，外轮廓是三维物体模型的外表面的一部分，所述内轮廓是三维物体模型中如孔壁、槽壁等内部结构表面的一部分。

[0073] 在本申请的一些实施例中，所述标记部位包括用于识别三维主体模型装配信息的结构模型；所述装配信息可以是按照预设的三维主体模型与三维依附模型的空间位置，在三维主体模型轮廓上的与三维依附模型交界部位或产生交贯部位的位置信息或结构信息的至少一种，例如在心脏模型中，作为三维依附模型的血管结构容设在肌肉结构中，所述标记部位即为心脏的肌肉模型的内轮廓，对其进行标记即可识别三维依附模型的被装配位置或用于实现装配的结构，以实现将血管模型装配在肌肉模型内轮廓上。例如在牙龈线与牙齿模型组成的三维物体模型中，所述牙齿模型包含牙齿部分模型和用于支撑所述牙齿部分模型的齿座部分模型，所述齿座部分模型可以是根据扫描口腔而得到的牙龈的3D模型。对作为三维主体模型的牙齿主体模型在牙龈与牙齿结构的交界处进行标记，对标记进行识别即可获得三维依附模型即牙龈线结构将被装配的位置信息。

[0074] 在本申请的一些实施例中，所述标记部位包括用于识别三维主体模型配置信息的结构模型；所述配置信息可以为产品制造信息如厂商、产品具有的ID、产品生产流程中邻接下一或多个工序的转移输送地的位置信息或别的需要添加到产品上以传达的使用辅助信息、维修信息等，所述三维依附模型即可作为配置信息的信息载体如二维码承载模型，在此情形中的三维主体模型与三维依附模型通常为一体化依附关系。按照预设的三维主体模型与三维依附模型的空间位置，所述标记部位即至少包括承载三维依附模型与三维主体模型交界的外轮廓结构，对标记部位进行识别，则可获得承载配置信息的三维依附模型的空间位置信息。

[0075] 或者，所述标记部位同时包括了用于识别三维主体模型装配信息的结构模型与识别三维主体模型配置信息的结构模型。具有不同识别信息的结构模型可以为同时具有装配信息与配置信息的同一结构模型，也可为分别独立的结构模型。

[0076] 所述分层处理方法可用于在分层设备中执行，所述分层设备可以是单台用户设备、或服务器，其中，所述用户设备包括但不限于：台式电脑，例如在牙模打印的实施例中，所述用户设备可位于牙科诊所并直接获取扫描设备所提供的患者口腔的扫描数据，并基于扫描数据构建相应的牙齿模型。所述服务器包括但不限于：单台服务器、服务器集群等。

[0077] 在本申请的一实施例中，所述分层处理方法在分层设备中的执行模块包括获取模块、分层处理模块，例如在作为分层设备的计算机中装置有包括获取模块、分层处理模块的计算机程序，应当理解，所述分层处理方法在此实施例中为可作为计算机可执行的程序或可转化为可执行程序的符号化指令序列或符号化语句序列。

[0078] 在本申请的一实施例中，所述获取模块包括获取单元，读取单元，模型生成单元。

[0079] 请参阅图2，显示为本申请在一实施例中获取模块用以执行本申请提供的分层处理方法的获取步骤，如图所示：

[0080] 在步骤S20中，所述获取单元获取在轮廓上设置有所述标记部位的三维主体模型。所述三维主体模型可来自于具有存储功能的装置或设备，在本申请一种实现方式中，所述三维主体模型存储在所述计算机设备的存储装置中，由获取模块提取调用。

[0081] 在步骤S21中，基于获取的三维主体模型，所述读取单元识别出三维主体模型的标记部位，模型生成单元在标记部位处设置保存于存储装置中的三维依附模型，得到具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型。

[0082] 例如在对心脏模型的分层处理的实施例中，所述获取模块获取在内轮廓上设置有标记的心脏肌肉模型，并在内轮廓处设置血管模型，得到具有依附关系的肌肉模型与血管模型。

[0083] 例如在对包含有信息码的物体模型的分层处理的实施例中，所述获取模块获取在底座面上具有标记部位的物体主体模型，在底座模型处设置信息码承载模型，得到具有依附关系的信息码承载模型与物体主体模型。

[0084] 例如在对牙齿主体模型与牙龈线标识模型的分层处理的实施例中，所述获取模块获取在牙齿主体结构与牙龈结构交汇处具有标记部位的牙齿模型，并在标记部位处设置牙龈线标识模型，得到具有依附关系的牙齿主体模型与牙龈线标识模型。

[0085] 所述分层处理模块用以执行分层指令，按照本申请提供的分层处理方法对三维主体模型和三维依附模型进行切片(分层)，根据其分层步骤实现分层效果。所述分层指令由分层处理方法的程序生成。

[0086] 请继续参阅图1，在一实施例中，所述对三维主体模型和三维依附模型进行切片的步骤S11包括按照统一的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理；在步骤S11中，分层处理模块按照统一的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，即对三维主体模型与三维依附模型在设置层高的过程中将其作为一个三维物体模型一体化处理即进行切片，不区分具有依附关系的三维主体模型与三维依附模型对三维物体模型进行预设的层高分配。

[0087] 或者在另一实施例中，按照单独配置的层高分别对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理；在步骤S11中，分层处理模块按照单独配置的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，将三维主体模型与三维依附模型作为相对独立的模型分别进行切片并分别标记层高。

[0088] 或者在再一实施例中，同时按照上述两种方式对三维主体模型和三维依附模型进行切片处理。所述层高即为切片厚度，对应后续打印中固化层的层厚。所述分层处理将三维物体模型分割为一定厚度的横截层积累而成。在步骤S11中，所述三维物体模型中包括三个及以上三维依附模型与三维主体模型，在进行分层处理的过程中对任一三维主体模型或三维依附模型可单独配置层高进行切片或对其中两个及以上三维主体模型或/与三维依附模型按照统一层高进行切片。亦或对所述三维物体模型分层处理的过程中，将三维物体模型整体高度进行划分，在一定高度范围内对其三维主体模型与三维依附模型按照统一层高进行切片，在另一高度范围内对三维主体模型与三维依附模型分别配置层高进行切片。

[0089] 在进行分层处理时，对三维主体模型与三维依附模型按照统一层高进行切片或单独配置层高进行切片时，可采用固定层厚的方式对三维主体模型与三维依附模型统一进行切片或以固定层厚单独进行切片，所述固定层厚可以是默认值或由技术人员设置的层厚。当然，也可以按照人为设定的层厚值在不同高度范围内以不同固定层厚进行切片或非固定层厚的切片。

[0090] 在分层处理后获得所述三维物体模型具有标记的所有横截层层厚，并将所标记的层厚信息附带在属性文件或三维物体模型的文件头中。在打印中对文件进行解析即得到可按照所述分层处理方法实现的层高分配，所述处理单元(3D打印设备的控制装置中的)通过解析所述牙齿模型所在文件得到各横截层层厚，并按照所得到的层厚控制Z轴驱动机构调整所述构件平台与预设打印基准面之间的间距，以及根据所述层厚控制曝光装置照射相应分层图像的能量。

[0091] 请继续参阅图1，在步骤S12中，基于所述依附关系，将所述三维依附模型的部分切片或三维依附模型中至少部分依附切片设置过固化属性。在本申请提供的实施例中，应当认为没有特别说明的情况下，所述三维主体模型打印中为正常固化。

[0092] 所述依附切片即在所述三维主体模型与三维依附模型在一体化依附关系中产生交界或交贯的物理结合结构的切片，或在活动依附关系中结构上可相互支撑或表面接触的部位所在的切片，也即使得依附关系产生的结构或部位所在的切片；也可以是三维依附模型的切片。所述表面包括内轮廓表面与外轮廓表面。

[0093] 根据不同的打印工件所需解决的技术问题或改进措施，所述过固化属性设置在三维依附模型或至少部分依附切片中。在本申请的一实施例中，如在骨骼与肌肉构成的生物器官模型中，对作为三维依附模型的骨骼模型贯穿作为三维主体模型的生物器官主体模型或肌肉模型的可视部分的依附切片进行过固化属性设置，即只对三维主体模型与三维依附模型的外轮廓上的物理结合部位或物理接触部位进行过固化属性设置。

[0094] 在本申请的一实施例中，如在包含有信息码的物体模型的分层处理中，所述三维依附模型为信息码承载模型，三维主体模型为物体主体模型，过固化属性至少设置在作为三维依附模型的信息码承载模型的上表面即可。

[0095] 在本申请的一实施例中，对于内部包括血管的心脏，为将血管结构显示在心脏肌肉中，采用固化后显示为具有一定透明度的材料进行打印，在过固化后透明度降低而显示出具有区分度的颜色。为实现血管结构的显示，需对血管结构模型的所有切片设置过固化属性。

[0096] 在本申请的一实施例中，如牙齿主体模型与牙龈线标识模型的分层处理中，所述三维依附模型即牙龈线标识模型，将过固化属性至少设置在一体化的三维物体模型中牙龈线标识模型的外轮廓所在切片即可。

[0097] 在步骤S12中，所述对三维依附模型的过固化属性设置可由所述分层处理模块执行。所述分层处理模块可以不同方式实现过固化的设置。

[0098] 在本申请一实施例中，所述过固化属性是以各依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值而描述的。

[0099] 所述轮廓包括内轮廓与外轮廓。所述灰度值用于指示3D打印设备向对应所述至少轮廓区域的待固化材料输出令其过固化的能量辐射。在步骤S11中进行切片处理后，可分别获得三维主体模型与三维依附模型每一横截层的横截面图案或分层图像，所述分层处理模块可对每一横截层的图案设置灰度值。通常灰度是表明图像明暗的数值，即黑白图像中点的颜色深度，范围一般从0到255，白色为255，黑色为0，灰度值指单个像素点的亮度。通过设置横截面图案或分层图像中各像素点的灰度，在后续打印中3D打印设备可根据像素点的灰度值对应为能量辐射装置的辐射参数，控制待打印的图案固化层相应像素点位置的辐射光强、辐射时长、或照射次数中的至少一种。每一像素点的灰度值可决定固化图案中对应像素点为固化或过固化状态。

[0100] 在本申请一实施例中，所述三维主体模型与三维依附模型分别为牙齿结构模型与牙龈线模型，在完成切片处理后，所述分层处理模块对牙齿结构模型与牙龈线模型每一分层图像设置灰度值。在本实施例一实现方式中，对牙齿结构模型可采用一平均灰度值，即牙齿结构模型每一切片的每一像素点使用同一灰度值，所述同一灰度值在对应正常固化的灰度范围内。对于牙龈线结构的每一切片，至少对其在三维物体模型中的外轮廓部分的像素点灰度设置为在过固化对应的灰度值范围中，可为同一个令对应像素点的待固化材料发生过固化的灰度值或分别设定不同像素点灰度值，通常像素点亮度越高对应辐射能量减小，对牙龈线切片的至少外轮廓部分的灰度值设置均小于对应正常固化的灰度阈值。

[0101] 在本申请的一实施例中，所述过固化属性是以各依附切片或三维依附模型切片的分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像描述的。

[0102] 所述分层处理模块将依附切片的分层图像分为至少两个横截区域，分别对应分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像和主体区域的主体掩模图像。所述横截区域可以为不连续的区域，在一个主体区域或轮廓区域中，所对应的主体掩模图像或轮廓掩模图像是两个及以上的封闭图形。例如在心脏模型的分层处理中，三维依附模型为血管模型，在三维依附模型的一个分层图案上可能具有多个封闭图形，以轮廓掩模图像描述其过固化属性，其主体区域与轮廓区域对应的掩模图像均为不连续的多个封闭图形。

[0103] 所述分层处理模块可根据设定的规则或指令对依附切片的主体区域与轮廓区域进行区分，例如将轮廓线一定长度如0.5mm、1mm、2mm等以内的区域设置为轮廓区域；例如将某一依附切片的分层图形整体作为轮廓掩模图像，如打印包含信息码的物体模型时可将信息码承载模型上表面切片的分层图形整体作为轮廓掩模图像。

[0104] 其中，所述轮廓掩模图像的灰度值用于指示3D打印设备向对应所述至少轮廓区域的待固化材料输出令其过固化的能量辐射；以及主体掩模图像的灰度值用于指示3D打印设备向对应所述主体区域的待固化材料输出令其固化的能量辐射，所述轮廓掩模图像即表示所述过固化属性。

[0105] 在本申请的一实施例中，所述过固化属性是以依附切片配置的过固化标签而实现的。

[0106] 所述过固化标签即附加在每一切片数据中的过固化指令，并可在切片上执行过固化的方式如切片局部过固化、整体过固化等设置一定的规则，用于指示3D打印设备在打印该切片时依据过固化指令设定的规则对待固化材料输出按照过固化标签所设定规则的实现过固化的能量。所述过固化标签可存储在单独配置文件中，所述配置文件中还包括各切片的配置信息如层高、图形等。

[0107] 在本实施例一实现方式中，所述过固化标签可设置为对切片执行过固化的是与否指令，对过固化指令为“是”的切片，3D打印设备在打印该切片时输出另其过固化的能量辐射，形成过固化的分层图案整体；对过固化指令为“否”的切片，3D打印设备在打印该切片时输出另其正常固化的能量辐射。例如在对包含有信息码的物体模型进行分层处理时，至少对信息码承载模型上表面所在切片设置为是执行过固化，即可实现打印形成物体主体、与物体主体间具有可识别的图像梯度的信息码承载体。

[0108] 在本申请的一种实施方式中，例如对包含血管的心脏模型进行分层处理，令心脏肌肉模型为三维主体模型，血管模型为三维依附模型。对心脏模型进行分层处理时，第一步为获取具有所述依附关系的心脏肌肉模型与血管模型，其执行方法为：首先获取三维主体模型即心脏肌肉模型，在心脏肌肉模型上设置有标记部位；而后在心脏肌肉的标记部位处设置血管模型，即得到具有依附关系的心脏肌肉模型与血管模型。第二步为对具有依附关系的心脏肌肉模型与血管模型进行切片处理，并保存各切片的配置信息如层高、分层图案；在进行切片时对心脏肌肉模型与血管模型可按照统一的层高进行切片，也可对心脏肌肉模型与血管模型分别配置层高进行切片，或在一定高度范围内对心脏肌肉模型与血管模型采用统一层高切片，在一定高度范围内对心脏肌肉模型与血管模型分别配置层高进行切片。
第三步为对使得依附关系产生的结构所在切片即依附切片设置过固化属性，可将依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值设置为使得对应区域在3D打印中可实现过固化的数
值，或者可将依附切片的分层图像中轮廓区域设置为轮廓掩模图像以使其在打印中过固
化，又或者为各依附切片配置过固化标签，使得3D打印设备按照过固化标签的指令运行以实现各切片的过固化。

[0109] 综上所述，本申请通过设计对三维物体模型可执行的分层处理方法，将光固化材料在过固化中的发生的外观变化运用在三维物体打印中，为其增加识别特征使其功能实现或加强，或实现产品生产的改进，有益于实现打印产品的价值，优化生产工艺。

[0110] 本申请还提供一种分层处理系统，可用于对所述三维主体模型与三维依附模型以本申请提供的分层处理方法执行分层处理。所述分层处理系统可以是分层设备中的操作系统，所述分层设备可以是众多通用或专用的计算系统如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机等。

[0111] 所述分层处理系统包括获取模块与分层处理模块；所述获取模块用于获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；所述分层处理模块用于对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，以分别得到所述三维主体模型的各主体切片和三维依附模型的各依附切片；以及用于在所述三维依附模型中至少与所述三维主体模型相依附部分的各依附切片设置过固化属性。

[0112] 请参阅图3，显示为本申请的分层处理系统对三维物体模型进行分层处理的流程示例图。在步骤S30中，所述分层处理系统获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；在步骤S31中，对三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，以分别得到三维主体模型的各主体切片和三维依附模型的各依附切片；在步骤S32中，基于所述依附关系，将所述三维依附模型中至少部分依附切片设置过固化属性。

[0113] 在本申请的一实施例中，所述获取模块包括获取单元，读取单元，模型生成单元。

[0114] 请参阅图4，显示为所述获取模块执行分层处理的获取步骤，获取具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型；

[0115] 在步骤S40中，所述获取单元获取在轮廓上设置有所述标记部位的三维主体模型。所述三维主体模型可来自于具有存储功能的装置或设备，在本申请一种实现方式中，所述三维主体模型存储在所述计算机设备的存储装置中，由获取模块提取调用。

[0116] 在步骤S41中，基于获取的三维主体模型，所述读取单元识别出三维主体模型的标记部位。

[0117] 在步骤S42中，模型生成单元在标记部位处设置保存于存储装置中的三维依附模型，得到具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型。

[0118] 例如在对心脏模型分层处理的实施例中，所述获取模块获取在内轮廓上设置有标记的心脏肌肉模型，并在内轮廓处设置血管模型，得到具有依附关系的肌肉模型与血管模型。例如在对包含有信息码的物体模型分层处理的实施例中，所述获取模块获取在底座面上具有标记部位的物体主体模型，在底座模型处设置信息码承载模型，得到具有依附关系的信息码承载模型与物体主体模型。例如在对牙齿主体模型与牙龈线结构分层处理的实施例中，所述获取模块获取在牙齿主体结构与牙龈结构交汇处具有标记部位的牙齿模型，并在标记部位处设置牙龈线结构，得到具有依附关系的牙齿主体结构与牙龈线结构。

[0119] 所述分层处理模块用以执行分层指令，按照本申请提供的分层处理方法对三维主体模型和三维依附模型进行切片，根据其分层步骤实现分层效果。所述分层指令由分层处理方法的程序生成。

[0120] 在进行分层处理时，所述对三维主体模型和三维依附模型进行切片的步骤S31包括按照统一的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理；或者按照单独配置的层高分别对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理；或同时按照上述两种方式对三维主体模型和三维依附模型进行切片处理。所述层高即为切片厚度，对应后续打印中固化层的层厚。所述分层处理将三维物体模型分割为一定厚度的横截层积累而成。

[0121] 在一实施例中，所述分层处理模块按照统一的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，即对三维主体模型与三维依附模型在设置层高的过程中将其作为一个三维物体模型一体化处理即进行切片，不区分具有依附关系的三维主体模型与三维依附模型对三维物体模型进行预设的层高分配。

[0122] 或者在另一实施例中，分层处理模块按照单独配置的层高对所述三维主体模型和三维依附模型进行分层处理，将三维主体模型与三维依附模型作为相对独立的模型分别进行切片并分别标记层高。

[0123] 或者在再一实施例中，所述三维物体模型中包括三个及以上三维依附模型与三维主体模型，在进行分层处理的过程中对任一三维主体模型或三维依附模型可单独配置层高进行切片或对其中两个及以上三维主体模型或/与三维依附模型按照统一层高进行切片。亦或对所述三维物体模型分层处理的过程中，将三维物体模型整体高度进行划分，在一定高度范围内对其三维主体模型与三维依附模型按照统一层高进行切片，在另一高度范围内对三维主体模型与三维依附模型分别配置层高进行切片。

[0124] 在进行分层处理时，对三维主体模型与三维依附模型按照统一层高进行切片或单独配置层高进行切片时，可采用固定层厚的方式对三维主体模型与三维依附模型统一进行切片或以固定层厚单独进行切片，所述固定层厚可以是默认值或由技术人员设置的层厚。当然，也可以按照人为设定的层厚值在不同高度范围内以不同固定层厚进行切片或非固定层厚的切片。

[0125] 在分层处理后获得所述三维物体模型具有标记的所有横截层层厚，并将所标记的层厚信息附带在属性文件或三维物体模型的文件头中。在打印中对文件进行解析即得到可按照所述分层处理方法实现的层高分配，所述处理单元(3D打印设备的控制装置中的)通过解析所述牙齿模型所在文件得到各横截层层厚，并按照所得到的层厚控制Z轴驱动机构调整所述构件平台与预设打印基准面之间的间距，以及根据所述层厚控制曝光装置照射相应分层图像的能量。

[0126] 请继续参阅图3，在步骤S32中，基于所述依附关系，将所述三维依附模型的部分切片或三维依附模型中至少部分依附切片设置过固化属性。在本申请提供的实施例中，应当认为没有特别说明的情况下，所述三维主体模型打印中为正常固化。

[0127] 所述依附切片即在所述三维主体模型与三维依附模型在一体化依附关系中产生交界或交贯的物理结合结构的切片，或在活动依附关系中结构上可相互支撑或表面接触的部位所在的切片，也即使得依附关系产生的结构或部位所在的切片；也可以是三维依附模型的切片。所述表面包括内轮廓表面与外轮廓表面。

[0128] 根据不同的打印工件所需解决的技术问题或改进措施，所述过固化属性设置在三维依附模型或至少部分依附切片中。在本申请的一实施例中，如在骨骼与肌肉构成的生物器官模型中，对作为三维依附模型的骨骼模型贯穿作为三维主体模型的生物器官主体模型或肌肉模型的可视部分的依附切片进行过固化属性设置，即只对三维主体模型与三维依附模型的外轮廓上的物理结合部位或物理接触部位进行过固化属性设置。

[0129] 在本申请的一实施例中，如在包含有信息码的物体模型的分层处理中，所述三维依附模型为信息码承载模型，三维主体模型为物体主体模型，过固化属性至少设置在作为三维依附模型的信息码承载模型的上表面即可。

[0130] 在本申请的一实施例中，对于内部包括血管的心脏，为将血管结构显示在心脏肌肉中，采用固化后显示为具有一定透明度的材料进行打印，在过固化后透明度降低而显示出具有区分度的颜色。为实现血管结构的显示，需对血管结构模型的所有切片设置过固化属性。

[0131] 在本申请的一实施例中，如牙齿结构与牙龈线的分层处理中，所述三维依附模型即牙龈线模型，将过固化属性至少设置在一体化的三维物体模型中牙龈线结构的外轮廓所在切片即可。

[0132] 在步骤S32中，所述对三维依附模型的过固化属性设置可由所述分层处理模块执行。所述分层处理模块可以不同方式实现过固化的设置。

[0133] 在本申请一实施例中，所述过固化属性是以各依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值而描述的。所述轮廓包括内轮廓与外轮廓。所述灰度值用于指示3D打印设备向对应所述至少轮廓区域的待固化材料输出令其过固化的能量辐射。在步骤S11中进行切片处理后，可分别获得三维主体模型与三维依附模型每一横截层的横截面图案或分层图像，所述分层处理模块可对每一横截层的图案设置灰度值。通常灰度是表明图像明暗的数值，即黑白图像中点的颜色深度，范围一般从0到255，白色为255，黑色为0，灰度值指单个像素点的亮度。通过设置横截面图案或分层图像中各像素点的灰度，在后续打印中3D打印设备可根据像素点的灰度值对应为能量辐射装置的辐射参数，控制待打印的图案固化层相应像素点位置的辐射光强、辐射时长、或照射次数中的至少一种。每一像素点的灰度值可决定固化图案中对应像素点为固化或过固化状态。

[0134] 在本申请一实施例中，所述三维主体模型与三维依附模型分别为牙齿结构模型与牙龈线标识模型，在完成切片处理后，所述分层处理模块对牙齿结构模型与牙龈线标识模型每一分层图像设置灰度值。在本实施例一实现方式中，对牙齿结构模型可采用一平均灰度值，即牙齿结构模型每一切片的每一像素点使用同一灰度值，所述同一灰度值在对应正常固化的灰度范围内。对于牙龈线结构的每一切片，至少对其在三维物体模型中的外轮廓部分的像素点灰度设置为在过固化对应的灰度值范围中，可为同一个令对应像素点的待固化材料发生过固化的灰度值或分别设定不同像素点灰度值，通常像素点亮度越高对应辐射能量减小，对牙龈线标识模型切片的至少外轮廓部分的灰度值设置均小于对应正常固化的灰度阈值。

[0135] 在本申请的一实施例中，所述过固化属性是以各依附切片或三维依附模型切片的分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像描述的。所述分层处理模块将依附切片的分层图像分为至少两个横截区域，分别对应分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像和主体区域的主体掩模图像。所述横截区域可以为不连续的区域，在一个主体区域或轮廓区域中，所对应的主体掩模图像或轮廓掩模图像是两个及以上的封闭图形。例如在心脏模型的分层处理中，三维依附模型为血管模型，在三维依附模型的一个分层图案上可能具有多个封闭图形，以轮廓掩模图像描述其过固化属性，其主体区域与轮廓区域对应的掩模图像均为不连续的多个封闭图形。

[0136] 所述分层处理模块可根据设定的规则或指令对依附切片的主体区域与轮廓区域进行区分，例如将轮廓线一定长度如0.5mm、1mm、2mm等以内的区域设置为轮廓区域；例如将某一依附切片的分层图形整体作为轮廓掩模图像，如打印包含信息码的物体模型时可将信息码承载模型上表面切片的分层图形整体作为轮廓掩模图像。

[0137] 其中，所述轮廓掩模图像的灰度值用于指示3D打印设备向对应所述至少轮廓区域的待固化材料输出令其过固化的能量辐射；以及主体掩模图像的灰度值用于指示3D打印设备向对应所述主体区域的待固化材料输出令其固化的能量辐射，所述轮廓掩模图像即表示所述过固化属性。

[0138] 在本申请的一实施例中，所述过固化属性是以依附切片配置的过固化标签而实现的。所述过固化标签即附加在每一切片数据中的过固化指令，并可在切片上执行过固化的方式如切片局部过固化、整体过固化等设置一定的规则，用于指示3D打印设备在打印该切片时依据过固化指令设定的规则对待固化材料输出按照过固化标签所设定规则的实现过固化的能量。所述过固化标签可存储在单独配置文件中，所述配置文件中还包括各切片的配置信息如层高、图形等。

[0139] 在本实施例一实现方式中，所述过固化标签可设置为对切片执行过固化的是与否指令，对过固化指令为“是”的切片，3D打印设备在打印该切片时输出另其过固化的能量辐射，形成过固化的分层图案整体；对过固化指令为“否”的切片，3D打印设备在打印该切片时输出另其正常固化的能量辐射。例如在对包含有信息码的物体模型进行分层处理时，至少对信息码承载模型上表面所在切片设置为是执行过固化，即可实现打印形成物体主体、与物体主体间具有可识别的图像梯度的信息码承载体。

[0140] 为实现本申请提供的分层处理方法与分层处理系统在打印中的应用，本申请还提供一种计算机设备，包括存储装置与处理装置，可用于作为分层设备执行对三维物体模型的分层处理并向3D打印设备提供可执行打印的切片数据。

[0141] 所述存储装置包含非易失性存储器和系统总线。其中，所述非易失性存储器举例为固态硬盘或U盘等。所述系统总线用于将非易失性存储器与CPU连接在一起，其中，CPU可集成在存储装置中，或与存储装置分开封装并通过系统总线与非易失性存储器连接。

[0142] 所述存储装置用于存储至少一个程序以及三维物体模型，所述三维物体模型包括三维主体模型与三维依附模型。所述至少一个程序即为本申请提供的对三维物体模型分层处理的程序。其中，所述三物体模型举例为利用CAD设计的三维物体模型。所述计算机设备将所述三维物体模型沿Z轴方向(即沿高度方向)进行横截划分。其中，在每相邻横截划分所形成的横截面层上形成由三维物体模型的轮廓所勾勒的横截面图形，在所述横截面层足够薄的情况下，我们认定所述横截面层上横截表面和下横截表面的轮廓线是一致的。

[0143] 在本申请的一实施例中，所述存储装置保存的三维物体模型为心脏模型，所述心脏模型可为三维建模软件设计输出的三维物体模型，也可以是基于对人体心脏器官进行扫描或MRI图像拍摄等方式获取的三维图像确定的模型，包括作为三维主体模型的肌肉模型与作为三维依附模型的血管模型。

[0144] 在本申请的一实施例中，所述存储装置保存的三维物体模型为作为三维主体模型的信息码底座模型与作为三维依附模型的信息码模型，可源于三维建模软件设计的3D模型。

[0145] 在本申请的一实施例中，所述存储装置保存的三维物体模型为具有所述依附关系的牙齿主体模型与牙龈线模型组成的牙齿模型，所述牙齿主体模型可源于医生对患者口腔的扫描而得到的3D模型或三维建模软件设计的3D模型，所述牙龈线模型可源于三维建模软件设计的3D模型。

[0146] 在本申请的一实施例中，所述存储装置中包括输入单元、输出单元、模型生成单元、存储单元。所述输入单元可接收影像数据或扫描数据，可与成像系统或扫描系统如摄像机、X-射线系统、CT系统、MRI系统和/或超声成像系统相连或接收来自其的影像数据，并将该数据传输至模型生成单元以产生基于实体生成的虚拟模型。在本实施例一实现方式中，输入单元可包括鼠标、键盘、触摸屏或触摸板或任意合适的输入设备。在本实施例的一实现方式中，输入单元可包括有线或无线网络接口卡(NIC)，以接收来自例如成像系统的数据。进一步的，所述输入单元可与储存影像的系统或服务器如影像归档和通信系统
(picturearchivingcommunication system，PACS)通信，并可从该系统、服务器或应用程序中获得任何相关的影像信息、数据或参数。所述输入单元可以为软件、硬件、固件及其任意组合。

[0147] 所述模型生成单元可包括以生成数字模型例如生物器官结构如器官脉管系统或心脏模型或体内任何其他重要区域的3D或4D模型及其图示的组件或模块。所述数字模型可根据从成像系统接收的信息，例如，通过输入单元从CT系统接收的心脏的医学影像，通过模型生成单元生成心脏模型。

[0148] 所述输出单元可包括与显示屏相连的组件如显示器以实现可见的输出，并可与计算机设备的系统中其他组件或单元通信。所述输出单元可以为软件、硬件、固件及其任意组合。

[0149] 所述存储单元可保存所述模型单元生成的模型或通过三维建模软件直接生成的模型，并可存储可由处理装置执行的程序或其他可执行代码。在本申请的一实施例中，所述存储装置用于保存三维物体模型与对其进行分层处理的可执行代码。

[0150] 所述处理装置与所述存储装置相连，用于执行至少一个程序，以协调所述存储装置对三维物体模型执行本申请提供的任一分层处理方法。

[0151] 本申请还提供一种计算机可读存储介质，用于存储至少一种程序，所述至少一种程序在被调用时执行本申请提供的任一分层处理方法。

[0152] 所述计算机可读存储介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/计算机可读介质。

[0153] 本申请还提供一种3D打印方法，应用于3D打印设备。所述3D打印设备包括能量辐射装置以及构件平台。

[0154] 所述能量辐射装置用于向打印面辐射能量，可以为基于面投影的能量辐射装置，或基于扫描辐射的能量辐射装置。在常见的3D打印设备如基于底面曝光的DLP(Digital LightProcession，数字光处理，简称DLP)设备中，其能量辐射装置为基于面投影的投影装置，包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D物件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器底面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明底部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

[0155] 又或如常见的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，对于底面曝光或顶面曝光的SLA设备来说，其能量辐射装置为基于扫描辐射的能量辐射装置，包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器底面或顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

[0156] 所述构件平台悬设于打印基准面(也称打印面)的上部，用于附着并积累经照射固化的图案固化层。通常，所述构件平台的材料与光固化材料不同。构件平台在3D打印设备沿Z轴(竖直)方向移动以便于待固化材料填充到构件平台与打印基准面之间，使得3D打印设备中的能量辐射系统可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构件平台及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置，构件平台上升时使所述固化层与打印面分离。

[0157] 请参阅图5，显示为本申请提供的3D打印方法的实施步骤。

[0158] 本申请的3D打印方法用于打印的三维物体可以为牙齿，包括牙齿主体与依附在牙齿主体上设置的牙龈线；还可以为包含有信息码的三维物体，包括三维物体与信息码承载结构；还可以为生物器官，其中包括生物器官主体如肌肉结构，以及血管结构、神经结构或骨骼结构中的至少一种。

[0159] 在步骤S50中，获取所述三维物体模型的切片数据，所述三维物体模型包含具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型，其中，所述三维依附模型中的至少部分依附切片设置有过固化属性。

[0160] 所述三维主体模型与三维依附模型可为相对独立的至少两个可拆分的模型，也可为具有交接或贯穿关系的具有至少两个结构的一体化显示的模型，即所述依附关系可以为相互独立、相互贯穿或包含。在实际制造中三维主体模型与三维依附模型所组成的整体具有超出单独的三维主体模型或三维依附模型所表征的信息，或因依附关系实现模型功能或特点的强化。所述依附关系使得三维主体模型与三维依附模型具有一定的物理结合点或物理支撑关系。

[0161] 所述三维主体模型与三维依附模型的依附关系可为活动依附关系如血管与心脏肌肉，三维主体模型与三维依附模型之间为相对独立的可拆分结构，单独模型之间不产生交贯但在结构上可进行组装或相互支撑，如血管结构可放置于心脏肌肉模型中；也可为一体化依附关系如牙齿结构与牙龈线、信息码与信息码底座，三维主体模型与三维依附模型之间存在交界面或交贯部分，由交界或交贯模块将三维主体模型与三维依附模型固定为一体。

[0162] 所述三维主体模型与三维依附模型包括具有所述依附关系的两个独立物体模型，亦可以为多个具有所述依附关系的多个独立物体模型。所述三维主体模型与三维依附模型的匹配设置不以上述例举为限。在本申请的不同实施例中，所述三维主体模型与三维依附模型均表示具有所述依附关系的独立物体模型。

[0163] 所述依附切片即在所述三维主体模型与三维依附模型在一体化依附关系中产生交界或交贯的物理结合结构的切片，或在活动依附关系中结构上可相互支撑或表面接触的部位所在的切片，也即使得依附关系产生的结构或部位所在的切片；也可以是三维依附模型的切片。所述表面包括内轮廓表面与外轮廓表面。

[0164] 所述三维物体中至少包含用于令外部设备识别所制造的主体的装配位置的依附物体或用于令外部设备识别所制造的主体的配置信息的依附物体。所述装配位置即对所制造的三维物体投入生产使用中时为实现其功能的特定位置，如打印的牙齿结构与牙龈线构成的三维物体即牙膜，实际使用中将其作为牙齿膜套的压制模具，所形成的模具需要剪除牙龈线以下部分。本申请提供的打印方法所打印的牙膜中牙龈线即作为外部设备识别主体的装配位置的依附物体。通过对至少部分依附切片设置过固化属性，所制造的牙膜中包含具有颜色区分度的牙龈线结构，可用于实现或强化外部设备在图像上识别牙龈线的位置，也即识别出主体的装配位置。

[0165] 所述配置信息可以为产品本身的结构信息、产品制造信息如厂商、产品具有的ID、产品生产流程中邻接下一或多个工序的转移输送地的位置信息或别的需要添加到产品上以传达的使用辅助信息、维修信息等。例如将所述打印方法用于包含心脏肌肉与血管的心脏模型打印，血管为依附物体，通过对其中至少部分依附切片设置过固化属性，所制造的心脏模型中可显示出血管结构，用于识别主体即心脏肌肉的内部结构信息。又如应用本申请提供的3D打印方法打印包含有信息码的物体模型，通过对三维物体模型中承载信息码的标识模型的至少部分切片设置过固化属性，制造所得的三维物体模型上具有可识别的信息码图像，所述信息码图像在被识别后即可获得物体模型本体的配置信息。

[0166] 所获取的三维物体模型的切片数据至少包括切片层高、切片图像与过固化属性。

[0167] 在步骤S51中，基于获取的三维物体模型切片层高，调整所述构件平台与打印面之间的间距，使得容器内的待固化材料流动的填充到所述间距内的缝隙中，或者由填料装置将光固化材料添加到所述缝隙中，以在打印面填充待固化材料，所述间距即形成待打印层的层厚，与切片数据中的切片层厚相对应设置。所述打印面即对应能量辐射系统顺应投射方向使得所辐射的能量与树脂的接触面，例如在底面曝光的DLP设备中为盛放待光固化材料的容器内底面。

[0168] 在一具体的实施例中，基于切片数据调整所述构件平台与打印面之间的间距的步骤为：当所述三维主体模型与所述三维依附模型中的各切片的层高一致的情况下，基于统一的层高，调整所述构件平台与打印面之间的距离。即所述三维物体模型在层高分配中被视为一体，对三维主体模型与三维依附模型未进行区分。根据统一的层高，将构件平台调整至与打印面之间形成等于统一层高高度的预设间隙。当所述三维主体模型与三维依附模型中各切片的层高不一致的情况下，所述切片数据中包括所述三维主体模型与三维依附模型中各切片的层高而设置的分层图像照射数据，基于各切片层高与分层图像照射顺序调整构件平台与打印面之间的距离。在本实施例的一实现方式中，所述分层图像照射顺序为：定义对三维物体模型的切片在垂直于Z轴方向(也即高度方向)进行，将三维物体模型在Z轴上的最低点所在高度作为水平面，每一切片高度定义为切片上表面至所述水平面的垂直距离，对每一三维依附模型切片与三维主体模型切片根据切片高度进行排序；顺应分层图像照射顺序，将待固化的切片作为当前切片，依据上一切片高度与当前切片高度调整构件平台与打印面之间的预设间隙，当前切片高度与上一切片高度之间的差值即为调整高度。

[0169] 在步骤S52中，所述能量辐射系统基于所述三维主体模型中对应主体切片的分层图像、和/或所述三维依附模型中对应的依附切片的分层图像即切片图像，同时依据切片的层厚与过固化属性，向所填充的待固化材料辐射能量，以获得相应的图案固化层。在基于面曝光的3D打印设备中，所述能量辐射装置为投影装置。基于投影装置初始时的光辐射强度与受控参数之间的初始对应关系以及衰减后所检测的光辐射强度与受控参数之间的对应
关系，确定补偿后的受控参数，并根据所确定受控参数控制所述投影装置。其中，所述受控参数是指能够改变所述投影装置所输出的光辐射和/或照射时长的参数，其包括但不限于：
供电电流、供电电压、供电时长、用于调整灰度的控制信号的占空比或电场电流等，基于确定分层图像与受控参数的关系，将切片数据转化为受控参数并进行固化，以获得相应的图案固化层图样。

[0170] 基于获取的三维物体模型切片的过固化属性，所述能量辐射装置对设置了过固化属性的至少部分依附切片所对应的待固化材料进行过固化辐射。所述过固化即对待固化材料辐射超过一定阈值的能量使其在形态转变为固态且不再变化后产生颜色外观的改变。

[0171] 具体的，控制所述能量辐射装置进行过固化的步骤包括：控制所述能量辐射装置的辐射时长、光强、照射次数中的至少一种，根据能量装置的类型预设层厚与照射图像的能量或灰度之间的对应关系。例如，所述能量辐射装置包含激光发射器，则根据层厚与能量的对应关系控制激光发射器的输出功率。又如，所述能量辐射装置包含光源阵列和DMD芯片，则根据层厚与灰度的对应关系控制光源阵列中照射图像的各光源灰度。在具体实现方式上，还可以预设有层厚与照射时长的对应关系、或者层厚与能量和照射时长的对应关系、层厚与灰度和照射时长的对应关系，并根据当前层的层厚对能量辐射装置照射图像进行控
制。在此，所述对应关系包括但不限于：对照表式对应，或预先构建调整函数等。

[0172] 在一具体的实施例中，所述根据过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射的步骤包括：

[0173] 基于所述依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值，控制能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述至少轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层。通常灰度是表明图像明暗的数值，即黑白图像中点的颜色深度，范围一般从0到255，白色为255，黑色为0，灰度值指单个像素点的亮度。所述灰度值包括在所述切片数据中，与辐射参数有一定的对应关系，用于指示3D打印设备向对应所述至少轮廓区域的待固化材料输出令其过固化的能量辐射，由不同像素点的灰度值决定固化图案中对应像素点为固化或过固化状态。在本申请的一实施方式中，如在牙齿结构与牙龈线的打印中，牙龈线所在切片的至少外轮廓部分设置为使得固化层相应位置过固化的灰度值，所制造的牙膜中即可在牙龈线部分显示为过固化的图案色彩。

[0174] 或者，基于所述依附切片的分层图像中对应轮廓区域的轮廓掩模图像，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层的轮廓结构。在本实施例的一实现方式中，所述三维物体模型在分层处理中将至少部分依附切片的分层图像分为至少两个横截区域，分别对应分层图像中轮廓区域的轮廓掩模图像和主体区域的主体掩模图像。所述横截区域可以为不连续的区域，在一个主体区域或轮廓区域中，所对应的主体掩模图像或轮廓掩模图像是两个及以上的封闭图形。例如在心脏模型分层处理中，三维依附模型为血管模型，在三维依附模型的一个分层图案上可能具有多个封闭图形，以轮廓掩模图像描述其过固化属性，其主体区域与轮廓区域对应的掩模图像均为不连续的多个封闭图形。根据设定的规则或指令对依附切片的主体区域与轮廓区域进行区分，例如将轮廓线一定长度如0.5mm、1mm、2mm等以内的区域设置为轮廓区域；又如将某一依附切片的分层图形整体作为轮廓掩模图像，如打印包含信息码的物体模型时可将信息码承载模型上表面切片的分层图形整体作为轮廓掩模图像。轮廓掩模图像的灰度值用于指示3D打印设备向对应所述至少轮廓区域的待固化材料输出令其过固化
的能量辐射，所述轮廓掩模图像即表示所述过固化属性。

[0175] 又或者，基于所述依附切片的过固化标签，控制所述能量辐射装置进行能量辐射，以过固化所述打印面的待固化材料得到相应的图案固化层。所述过固化标签设置于依附切片的切片数据中，并可在切片上执行过固化的方式如切片局部过固化、整体过固化等设置一定的规则，与所述能量辐射系统的辐射参数有一定的对应关系，用于指示3D打印设备在打印该切片时依据过固化指令设定的规则对待固化材料输出按照过固化标签所设定规则的实现过固化的能量。所述过固化标签也可存储在单独配置文件中，所述配置文件中还包括各切片的配置信息如层高、图形等。

[0176] 在S53步骤中，所述三维物体模型是否打印完毕，若否，则相继执行S50，S51，S52，若是，则结束。通过执行上述步骤，即在构件平台上积累形成所述三维物体模型对应的三维物体。

[0177] 请参阅图6，本申请还提供一种3D打印设备，包括能量辐射装置11、构件平台12、Z轴驱动机构13、控制装置14、以及容器15。

[0178] 所述能量辐射装置11为基于面曝光的能量辐射装置11或基于扫描辐射的能量辐射装置11。常见的3D打印设备如基于底面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备中，其能量辐射装置11为基于面投影的投影装置，包括DMD芯片、控制器和存储模块等。其中，所述存储模块中存储将3D物件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器15底面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器15的透明底部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

[0179] 又或常见的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，对于底面曝光或顶面曝光的SLA设备来说，其能量辐射装置11为基于扫描辐射的能量辐射装置11，包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组、以及控制振镜的电机等，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器15底面或顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层，所述振镜组振镜的摆幅决定SLA设备的扫描尺寸。

[0180] 又或常见的例如基于面曝光的LCD(Liquid Crystal Display，液晶面光源固化)设备，其能量辐射系统为LCD液晶屏光源系统。对于基于底面曝光的LCD设备，所述LCD包括位于所述容器15下方的LCD液晶屏、在LCD液晶屏下方对正设置的光源。能量辐射装置11中的控制芯片将待打印切片的分层图像通过LCD液晶屏投影到打印面，利用LCD液晶屏所提供的图案辐射面将容器15中的待固化材料固化为相应的图案固化层。

[0181] 常见的，在底曝光的设备(例如DLP或LCD设备)中所述构件平台12悬设于打印基准面的上部，在顶曝光的设备(例如DLP或SLA设备)中，所述构件平台12悬设于打印基准面(通常指树脂槽的液面)的下部，用于附着并积累经照射固化的图案固化层。通常，所述构件平台12的材料与光固化材料不同。构件平台12受3D打印设备中Z轴驱动机构13的带动，沿Z轴(竖直)方向移动以便于待固化材料填充到构件平台12与打印基准面之间，使得3D打印设备中的能量辐射系统可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台12上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构件平台12及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置，以及由所述Z轴驱动机构13带动所述构件平台12上升以使所述固化层与所述容器15的底部分离。

[0182] 以底曝光的设备(例如DLP或LCD设备)为例，当所述Z轴驱动机构13带动构件平台12下降时，通常是为了将所述构件平台12或附着在构件平台12上的图案化固化层下降到相距容器15底部一固化层层高的间距，以便照射填充在所述间距内的光固化材料。当所述Z轴驱动机构13带动构件平台12上升时，通常是为了将图案固化层自容器15底部分离。

[0183] 在某些实施方式中，所述能量辐射装置11位于所述容器15底面，并向所述容器15底面进行能量辐射，以在所述容器15底面形成图案固化层；在基于底面曝光的3D打印设备中，所述容器15可以是整体透明或仅容器15底透明，例如，所述容器15为玻璃容器15，且容器15壁贴设吸光纸(如黑色薄膜、或黑色纸等)，以便减少在投影期间由于光散射对光固化材料的固化干扰。在所述容器15底部表面铺设有便于剥离的透明柔性膜(未予图示)。

[0184] 或者，在另一些实施方式中，所述能量辐射装置11位于所述容器15顶部，并向所述容器15中的待固化材料表面进行能量辐射，以在所述待固化材料表面形成图案固化层。

[0185] 所述能量辐射装置11用于基于所获取的三维物体模型的切片数据向填充有待固化材料的打印面进行能量辐射，以形成相应的图案固化层。其中，所述三维物体模型包含具有依附关系的三维主体模型和三维依附模型。所述三维模型中至少有部分依附切片设置有过固化属性，在在辐射期间，所述能量辐射装置11根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射。

[0186] 在3D打印的固化过程中，通过能量辐射装置11的辐射能量将预设层厚内的光固化材料依据投影图形或扫描路径固化。固化过程中光固化材料的物体形态由液态转变为固态，其在确定层厚的辐射区域内接受的能量密度或能量总和决定了固化完成的物态，打印中可通过控制辐射时长、光强或照射次数以实现对物态的控制，正常固化状态下单层固化完成以实现切片图形的完全固化为特征。

[0187] 本申请基于光固化材料在接收辐射能量的过程中物态变化之外的变化特征如颜色，对需要形成外观区分的结构设置过固化属性。所述过固化属性即对光固化材料在完全固化后继续接收一定量的辐射，过固化的材料在物态上仍然为固态但呈现为过固化的图案化色彩，通常为颜色发生改变从而与设置为正常固化的结构在外观上存在颜色梯度。

[0188] 例如在一种实施方式中，所述三维物体模型可以是具有血管结构的心脏模型，其中心脏肌肉部分可视为三维主体模型，其中的血管结构或血管脉络可视为三维依附模型，所述依附关系此时即为包含关系，所述三维物体模型具有内部区分结构。对三维物体模型进行分层处理所得切片图形或扫描路径为心脏模型的外轮廓，现有的技术手段需要通过分离心脏模型的肌肉结构与血管结构单独打印再进行组装，才可得到具有区分度的心脏模型结构，但该种方式除了由于需要组装导致效率低过程繁琐之外，还存在损坏打印物件的风险，特别是针对即为细小的血管脉络的打印实体。在本实施例的一实现方式中，以固化后显示透明的材料对心脏模型进行打印，对三维依附模型即血管结构设置过固化属性，心脏主体的肌肉部分正常固化，即可形成具有可视的血管结构的心脏模型。

[0189] 例如另在一种实施方式中，所述三维物体模型可设置为在外轮廓或内轮廓上具有结构突变或颜色突变等在外观上存在区分结构的模型。例如，所述三维物体模型为包含有信息码如二维码的物体模型，其中，物体主体模型为三维主体模型，承载信息码的标识模型为三维依附模型。承载信息码的标识模型可以是以信息码图形为截面拉伸形成的结构如3D二维码，比如所述3D二维码中表示为“0”的信息为一种颜色梯度的凹陷部分，表示为“1”的信息为另一种颜色梯度的凸起部分，又或者比如所述3D二维码中表示为“0”的信息为正常固化，表示为“1”的信息为过固化部分。实际使用中信息码如二维码的功能实现通过扫描获取可识别的二维码图样以进行，在本申请的应用中可对三维依附模型即承载二维码的识别模型整体或至少上表面设置过固化属性，三维依附模型与三维主体模型形成的三维物体模型可提供或强化图像识别的梯度，实现预设的功能。

[0190] 例如在再一种实施方式中，所述三维主体模型与三维依附模型分别为牙齿主体模型与牙龈线标识模型。牙齿模型的常见应用在于牙膜制作，通过在牙齿模型上压膜并剪去牙龈以下部分形成可使用的膜套。在本实施例一实现方式中，对三维依附模型即牙龈线标识模型整体或在牙龈线标识模型在整体模型中可见部分即外轮廓设置过固化属性，打印完成后的牙龈线结构在牙龈线与牙齿主体组成的一体模型中具有过固化后的区分颜色，以便于在后续对牙齿整体模型压膜后剪除牙龈线以下部分，可通过牙龈线凸起的结构进行识别亦可以基于识别模型外观的颜色梯度实现自动或人工剪除。

[0191] 在本申请某些实施例中，所述三维主体模型还可以是生物器官主体模型如肌肉结构，三维依附模型为血管模型、神经模型或骨骼模型等中的至少一种，但并不以此为限，凡是通过本申请过固化思想进行3D打印的物件均属于本申请可实施的范畴。

[0192] 所述三维主体模型与三维依附模型可为相对独立的至少两个可拆分的模型，也可为具有交接或贯穿关系的具有至少两个结构的一体化显示的模型，即所述依附关系可以为相互独立、相互贯穿或包含。在实际制造中三维主体模型与三维依附模型所组成的整体具有超出单独的三维主体模型或三维依附模型所表征的信息，或因依附关系实现模型功能或特点的强化。所述依附关系使得三维主体模型与三维依附模型具有一定的物理结合点或物理支撑关系。

[0193] 所述三维主体模型与三维依附模型的依附关系可为活动依附关系如血管与心脏肌肉，三维主体模型与三维依附模型之间为相对独立的可拆分结构，单独模型之间不产生交贯但在结构上可进行组装或相互支撑，如血管结构可放置于心脏肌肉模型中；也可为一体化依附关系如牙齿结构与牙龈线、信息码与信息码底座，三维主体模型与三维依附模型之间存在交界面或交贯部分，由交界或交贯模块将三维主体模型与三维依附模型固定为一体。

[0194] 在所述三维依附模型中至少部分切片设置有过固化属性，被设置有过固化属性的切片中相应区域的待固化材料在固化中被辐射至过固化状态，即在物理形态上相应区域被形成固化结构后继续接收辐射能量至产生颜色外观改变。所述过固化属性设置了固化后继续接收的辐射量以决定所述至少部分依附切片呈现的图案色彩。

[0195] 所述依附切片即在所述三维主体模型与三维依附模型在一体化依附关系中产生交界或交贯的物理结合结构的切片，或在活动依附关系中结构上可相互支撑或表面接触的部位所在的切片，也即使得依附关系产生的结构或部位所在的切片；也可以是三维依附模型的切片。所述表面包括内轮廓表面与外轮廓表面。

[0196] 根据不同的打印工件所需解决的技术问题或改进措施，所述过固化属性设置在三维依附模型或至少部分依附切片中。在本申请的一实施例中，如在骨骼与肌肉构成的生物器官模型中，对作为三维依附模型的骨骼模型贯穿作为三维主体模型的生物器官主体模型或肌肉模型的可视部分的依附切片进行过固化属性设置，即只对三维主体模型与三维依附模型的外轮廓上的物理结合部位或物理接触部位进行过固化属性设置。

[0197] 在本申请的一实施例中，如在包含有信息码的物体模型的分层处理中，所述三维依附模型为信息码承载模型，三维主体模型为物体主体模型，过固化属性至少设置在作为三维依附模型的信息码承载模型的上表面即可。

[0198] 在本申请的一实施例中，对于内部包括血管的心脏，为将血管结构显示在心脏肌肉中，采用固化后显示为具有一定透明度的材料进行打印，在过固化后透明度降低而显示出具有区分度的颜色。为实现血管结构的显示，需对血管结构模型的所有切片设置过固化属性。

[0199] 在本申请的一实施例中，如牙齿主体模型与牙龈线标识模型的分层处理中，所述三维依附模型即牙龈线标识模型，将过固化属性至少设置在一体化的三维物体模型中牙龈线标识模型的外轮廓所在切片即可。

[0200] 所述能量辐射装置11根据所设置的过固化属性将相应依附切片的分层图像中的至少部分进行过固化辐射的方式包括以下任一种：

[0201] 所述能量辐射装置11基于所述依附切片的分层图像中至少轮廓区域的灰度值，进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述至少轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层；所述灰度值用于指示3D打印设备向对应所述至少轮廓区域的待固化材料输出令其过固化的能量辐射。对所获得的三维主体模型与三维依附模型每一横截层的横截面图案或分层图像，在分层处理中可对每一横截层的图案设置灰度值。通常灰度是表明图像明暗的数值，即黑白图像中点的颜色深度，范围一般从0到255，白色为255，黑色为0，灰度值指单个像素点的亮度。所述能量辐射装置11根据像素点的灰度值对应为辐射参数，设置每一像素点的灰度值可决定固化图案中对应像素点为固化或过固化状态，呈现预设的图案色彩。在具体实现方式上，所述控制装置14根据层厚控制曝光装置照射图像的能量、灰度和时长中的至少一种。其中，控制装置14根据曝光装置的类型预设层厚与照射图像的能量或灰度之间的对应关系。例如，所述曝光装置包含激光发射器，则所述控制装置14根据层厚与能量的对应关系控制激光发射器的输出功率。又如，所述曝光装置包含光源阵列和DMD芯片，则所述控制装置14根据层厚与灰度的对应关系控制光源阵列中照射图像的各光源灰度。所述控制装置14中还可以预设有层厚与照射时长的对应关系、或者层厚与能量和照射时长的对应关系、层厚与灰度和照射时长的对应关系，并根据当前层的层厚对曝光装置照射图像进行控制。在此，所述对应关系包括但不限于：对照表式对应，或预先构建调整函数等。

[0202] 或者，所述能量辐射装置11基于所述依附切片的分层图像中对应轮廓区域的轮廓掩模图像，进行能量辐射，以过固化所述打印面对应所述轮廓区域的待固化材料得到相应的图案固化层的轮廓结构；所述轮廓掩模图像即表示所述过固化属性，其灰度值用于指示3D打印设备向对应所述至少轮廓区域的待固化材料输出令其过固化的能量辐射；以及主体掩模图像的灰度值用于指示3D打印设备向对应所述主体区域的待固化材料输出令其固化
的能量辐射。所述轮廓掩模图像可依据分层处理的规则设置，例如将轮廓线一定长度如
0.5mm、1mm、2mm等以内的区域设置为轮廓区域；例如将某一依附切片的分层图形整体作为轮廓掩模图像。

[0203] 或者，所述能量辐射装置11基于所述依附切片的过固化标签，控制所述能量辐射装置11进行能量辐射，以过固化所述打印面的待固化材料得到相应的图案固化层。所述过固化标签即附加在每一切片数据中的过固化指令，并可在切片上执行过固化的方式如切片局部过固化、整体过固化等设置一定的规则，用于指示3D打印设备在打印该切片时依据过固化指令设定的规则对待固化材料输出按照过固化标签所设定规则的实现过固化的能量。

[0204] 所述能量辐射装置11进行能量辐射的方式包括：按照基于过固化操作而设置的辐射时长、光强、照射次数中的至少一种向对应辐射位置进行能量辐射。

[0205] 所述构件平台12对应所述能量辐射装置11的能量辐射方向设置，用于承载所形成的图案固化层；构件平台12受3D打印设备中Z轴驱动机构13的带动，沿Z轴方向移动以便于待固化材料填充到构件平台12与打印面之间，使得3D打印设备中的能量辐射系统可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台12上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构件平台12及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置。

[0206] 所述Z轴驱动机构13与所述构件平台12连接，用于调整所述构件平台12与所述打印面的间距以在所述打印面填充待固化的待固化材料；其中，所填充的待固化材料的层高对应于所述三维主体模型中主体切片的层高、和/或所述三维依附模型中依附切片的层高。

[0207] 所述Z轴驱动机构13一般包括驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构件平台12升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构件平台
12上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等参数。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构件平台12上的固定杆，与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构件平台12上，该定位移动结构可为滚珠丝杠。应当理解，所述Z轴通常为竖直方向，即与水平方向相垂直的方向。

[0208] 所述Z轴驱动机构13调整构件平台12与打印面之间的间距的方式包括以下任一种：

[0209] 在所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高一致的情况下，所述控制装置14基于统一的层高，控制所述Z轴驱动机构13调整所述构件平台12与打印面之间的间距；即所述三维物体模型在前处理的分层处理中被视为一体，对三维主体模型与三维依附模型未进行区分。根据统一的层高，将构件平台12调整至与打印面之间形成等于统一层高高度的预设间隙。所述Z轴驱动机构13基于获取的切片数据，带动所述构件平台12移动至与打印面之间的间隙为对应切片层高的位置。

[0210] 在所述三维主体模型的各切片和三维依附模型中各切片的层高不一致的情况下，所述控制装置14基于所述三维主体模型和三维依附模型中各切片的层高而设置的分层图像照射顺序，控制所述Z轴驱动机构13调整所述构件平台12与打印面之间的间距。在本实施例的一实现方式中，所述分层图像照射顺序为：定义对三维物体模型的切片在垂直于Z轴方向(也即高度方向)进行，将三维物体模型在Z轴上的最低点所在高度作为水平面，每一切片高度定义为切片上表面至所述水平面的垂直距离，对每一三维依附模型切片与三维主体模型切片根据切片高度进行排序；顺应分层图像照射顺序，将待固化的切片作为当前切片，依据上一切片高度与当前切片高度调整构件平台12与打印面之间的预设间隙，当前切片高度与上一切片高度之间的差值即为调整高度。所述打印面即对应能量辐射系统顺应投射方向使得所辐射的能量与树脂的接触面，例如在底面曝光的DLP设备中为盛放待光固化材料的容器15内底面。

[0211] 在所述Z轴驱动机构13调整所述构件平台12与打印面之间的间距的同时，所述容器15内的待固化材料流动的填充到所述间距内的缝隙中，或者由填料装置将光固化材料添加到所述缝隙中，以在打印面填充待固化材料，所述间距即形成待打印层的层厚，与切片数据中的切片层厚相对应设置。

[0212] 所述容器15用于盛放所述待固化材料，所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。所掺杂的粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。所述容器15的横截面根据在打印设备中容纳的待固化材料体积需要与曝光面面积需要而设置。所述容器15的侧壁与容器15底具有一定强度，可由金属材料如：铝合金、不锈钢等制成，也可以采用如碳纤维、有机硅材料、玻璃、塑料等非金属材料制备而得。

[0213] 所述控制装置14用于控制所述Z轴驱动机构13沿竖直轴向移动以及控制所述能量辐射系统的照射时间、功率、或者频率中的至少一种。所述控制装置14可包括：存储单元、处理单元、和接口单元等。

[0214] 所述存储单元包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。在某些实施例中，存储单元还可以包括远离一个或多个处理器的存储器，例如经由RF电路或外部端口以及通信网络(未示出)访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)、存储局域网(SAN)等，或其适当组合。存储器控制器可控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。

[0215] 所述处理单元包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或它们的任何组合。所述处理单元可操作地与存储器和/或非易失性存储设备耦接。更具体地，处理器可执行在存储器和/或非易失性存储设备中存储的指令以在计算设备中执行操作，诸如生成图像数据和/或将图像数据传输到电子显示器。

[0216] 所述接口单元包含多个接口，各接口分别连接能量辐射系统、构件平台12和Z轴驱动机构13。各接口根据实际数据传输协议而被配置在控制装置14上，所述处理单元与各接口可操作地耦接，以便于所述控制装置14能够与上述能量辐射系统、构件平台12和Z轴驱动机构13进行交互。

[0217] 在打印期间，所述控制装置14控制Z轴驱动机构13和能量辐射系统进行逐层固化。所述能量辐射装置11基于所述三维主体模型中对应主体切片的分层图像、和/或所述三维依附模型中对应依附切片的分层图像，控制所述向到所填充的待固化材料辐射能量，以获得相应的图案固化层；具体的，所述控制装置14依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射系统，由所述能量辐射系统将所述图像照射到打印面，所照射的能量将打印层的待固化材料固化成对应的图案固化层。所述控制装置14还用于在照射间隙向所述Z轴驱动机构13发出控制指令，例如，所述控制装置14在控制能量辐射装置11照射完成后，向Z轴驱动机构13发送下降方向和转速的控制指令，所述Z轴驱动机构13基于所述控制指令上升至相距能量辐射装置11图像显示面的预设高度，再由所述控制装置14向Z轴驱动机构13发送包含下降方向和转速的控制指令，使得所述Z轴驱动机构13带动构件平台12向打印面移动。在整个上升和下降期间，所述控制装置14通过监测所述Z轴驱动机构13的运动来确定构件平台12相对于打印面的间距，并在所述构件平台12达到对应间距时，输出包含停止的控制指令。控制装置14通过判断3D物件模型是否完成了所有分层图像的照射，若是，则打印完毕，若否，则重复执行上述打印过程直至打印完毕。

[0218] 藉由本申请提供的3D打印设备与对所获取的三维物体模型的打印方法，打印完成后即可获得对应的三维物体。所制造出的三维物体中至少包含用于令外部设备识别所制造的主体的装配位置的依附物体或用于令外部设备识别所制造的主体的配置信息的依附物体。

[0219] 所述装配位置即对所制造的三维物体投入生产使用中时为实现其功能的特定位置，如打印的牙齿结构与牙龈线构成的三维物体即牙膜，实际使用中将其作为牙齿膜套的压制模具，所形成的模具需要剪除牙龈线以下部分。本申请提供的打印方法所打印的牙膜中牙龈线即作为外部设备识别主体的装配位置的依附物体。通过对至少部分依附切片设置过固化属性，所制造的牙膜中包含具有颜色区分度的牙龈线结构，可用于实现或强化外部设备在图像上识别牙龈线的位置，也即识别出主体的装配位置。

[0220] 所述配置信息可以为产品本身的结构信息、产品制造信息如厂商、产品具有的ID、产品生产流程中邻接下一或多个工序的转移输送地的位置信息或别的需要添加到产品上以传达的使用辅助信息、维修信息等。例如将所述打印方法用于包含心脏肌肉与血管的心脏模型打印，血管为依附物体，通过对其中至少部分依附切片设置过固化属性，所制造的心脏模型中可显示出血管结构，用于识别主体即心脏肌肉的内部结构信息。又如应用本申请提供的3D打印方法打印包含有信息码的物体模型，通过对三维物体模型中承载信息码的标识模型的至少部分切片设置过固化属性，制造所得的三维物体模型上具有可识别的信息码图像，所述信息码图像在被识别后即可获得物体模型本体的配置信息。

[0221] 在一种实施方式中，制造得到的所述三维物体可以是具有血管结构的心脏，由本申请所提供的3D打印设备与相应的3D打印方法完成打印后所述心脏可呈现出可视的内部或表面血管结构。

[0222] 在另一种实施方式中，制造得到的所述三维物体可以是包含有信息码的物体。由本申请所提供的3D打印设备与相应的3D打印方法完成打印后所述包含有信息码的物体中物体主体部分与信息码部分具有一定的颜色梯度，所述信息码举例可以是3D二维码，其中表示为“0”的信息为一种颜色梯度的凹陷部分，表示为“1”的信息为另一种颜色梯度的凸起部分，又或者比如所述3D二维码中表示为“0”的信息为正常固化，表示为“1”的信息为过固化部分。实际使用中信息码如二维码的功能实现通过扫描获取可识别的二维码图样以进
行，由本申请提供的3D打印设备对设置有过固化属性的三维依附模型与三维主体模型形成的信息码与物体主体具有可图像识别的梯度，以实现对信息码设置的功能。

[0223] 在再一种实施方式中，制造得到的所述三维物体可以是包含牙龈线标识的牙齿。基于本申请提供的3D打印设备与3D打印方法，对三维依附模型即牙龈线标识模型整体或在牙龈线标识模型在整体模型中可见部分即外轮廓设置过固化属性进行打印，打印完成后的牙龈线结构在牙龈线与牙齿主体组成的一体结构中具有过固化后的区分颜色，对制造所得的对牙齿结构膜后剪除牙龈线以下部分，可通过牙龈线凸起的结构进行识别亦可以基于识别模型外观的颜色梯度实现自动或人工剪除。

[0224] 在本申请某些实施方式中，利用所述3D打印设备制造得到的三维物体还可以是生物器官如以肌肉为主体，包含血管、神经、或骨骼等中的至少一种的器官，但并不以此为限，凡是通过本申请过固化思想进行3D打印的物件均属于本申请可实施的范畴。

[0225] 上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，本申请虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。