一种基于悬垂识别的3D打印方法、系统和3D打印机

一种基于悬垂识别的3d打印方法、系统和3d打印机
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种基于悬垂识别的3d打印方法、系统和3d打印机。


背景技术：

2.近年来，3d打印技术已经作为一种革命性的技术广泛应用于模型生产和产品试验中，其对三维立体模型进行二维分层切片，层层累加打印形成实体模型，相比传统的减材制造，舍弃了模具、夹具等设备要求，开创了制造的新纪元。在3d打印中，可制造性分析是非常重要的环节，在打印之前预先对物体进行打印的可行性分析能够提高打印效率，降低迭代成本。其中，悬垂部位的识别占据首位，这些超出材料或工艺本身能够提供的自支撑角度的模型部位必须要被识别以便于后续生成支撑，保证正常打印的进行。
3.由于输入的模型本身格式大多为stl三角面片的格式，目前大多都采用对三角面片的角度进行评估的方式以识别悬垂部位，其只需要判断三角面片法线与打印构建方向的夹角是否超过材料自支撑角即可找出悬垂面片。这种方法搜索的速度很快，但却不利于后续支撑的生成。首先，识别出的三角面片需要进行聚类来找到有相互连接关系的面片，从而生成整体的支撑；其次，后续的支撑生成是依托于三角面片，复杂的求交及其他几何操作无法避免，这可能导致后续处理时间较长，生成的支撑质量较差。
4.因此，亟需提供一种技术方案解决上述问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于悬垂识别的3d打印方法、系统和3d打印机。
6.本发明的一种基于悬垂识别的3d打印方法的技术方案如下：
7.获取待打印三维立体模型中的每一层级的原始切片图像；
8.判断任一原始切片图像中的任一原始像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点是否为空白像素点，若是，则判断所述任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合预设条件的目标像素点，若是，则判断所述任一原始像素点与对应的目标像素点之间的角度值是否大于预设角度值，若是，将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点，直至得到所有的第一待支撑像素点；其中，所述预设条件为：所述任一原始像素点对应的目标像素点为非空白像素点，且该目标像素点与所述任一原始像素点的距离最近；
9.将所述待打印三维立体模型的悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点确定为第二待支撑像素点，并将每个第一待支撑像素点和每个第二待支撑像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点的像素值替换为实体像素值，得到替换后的所有目标切片图像；
10.基于所有目标切片图像和未发生替换的原始切片图像，对所述待打印三维立体模
型进行3d打印。
11.本发明的一种基于悬垂识别的3d打印方法的有益效果如下：
12.本发明的方法能够简单快速地识别出悬垂部分及生成相应的支撑物，在保证3d打印质量的同时，减少支撑的数量，提高了经济性和适用性。
13.在上述方案的基础上，本发明的一种基于悬垂识别的3d打印方法还可以做如下改进。
14.进一步，判断任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合所述预设条件的目标像素点的步骤，包括：
15.基于邻域扩张搜索方式，获取所述任一原始像素点在对应原始切片图像中首次扩张得到的多个邻域像素点，当所述任一原始像素点对应的任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点为非空白像素点时，将所述任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点确定为所述任一原始像素点对应的目标像素点。
16.进一步，判断任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合所述预设条件的目标像素点的步骤，还包括：
17.当所述任一原始像素点对应的每个邻域像素点分别在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点均为空白像素点时，基于所述邻域扩展搜索方式，对所述任一原始像素点的邻域再次进行扩张，得到所述任一原始像素点在对应原始切片图像中的多个新的邻域像素点并进行迭代判断，直至得到所述任一原始像素点对应的目标像素点。
18.进一步，还包括：
19.当达到所述邻域扩张搜索方式的最大扩张次数时，若未确定所述任一原始像素点对应的目标像素点，则将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点。
20.进一步，所述邻域扩展搜索方式为：四邻域扩张搜索方式或八邻域扩张搜索方式。
21.进一步，获取所述悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点的步骤，包括：
22.获取任一原始切片图像中的任一原始像素点在该原始切片图像中的多个邻域像素点，并当所述任一原始像素点的每个邻域像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点为空时，将所述任一原始像素点确定为垂区域的凹陷处对应在该原始切片图像中的像素点，直至得到所述悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点。
23.本发明的一种基于悬垂识别的3d打印系统的技术方案如下：
24.包括：获取模块、第一处理模块、第二处理模块和运行模块；
25.所述获取模块用于：获取待打印三维立体模型中的每一层级的原始切片图像；
26.所述第一处理模块用于：判断任一原始切片图像中的任一原始像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点是否为空白像素点，若是，则判断所述任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合预设条件的目标像素点，若是，则判断所述任一原始像素点与对应的目标像素点之间的角度值是否大于预设角度值，若是，将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点，直至得到所有的第一待支撑像素点；其中，所述预设条件为：所述任一原始像素点对应的目标像素点为非空白像素点，且该目标像素点与所述任一原始像素点的距离最近；
27.所述第二处理模块用于：将所述待打印三维立体模型的悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点确定为第二待支撑像素点，并将每个第一待支撑像素点和每个第二待支撑像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点的像素值替换为实体像素值，得到替换后的所有目标切片图像；
28.所述运行模块用于：基于所有目标切片图像和未发生替换的原始切片图像，对所述待打印三维立体模型进行3d打印。
29.本发明的一种基于悬垂识别的3d打印系统的有益效果如下：
30.本发明的系统能够简单快速地识别出悬垂部分及生成相应的支撑物，在保证3d打印质量的同时，减少支撑的数量，提高了经济性和适用性。
31.在上述方案的基础上，本发明的一种基于悬垂识别的3d打印系统还可以做如下改进。
32.进一步，所述第一处理模块具体用于：
33.基于邻域扩张搜索方式，获取所述任一原始像素点在对应原始切片图像中首次扩张得到的多个邻域像素点，当所述任一原始像素点对应的任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点为非空白像素点时，将所述任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点确定为所述任一原始像素点对应的目标像素点。
34.进一步，所述第一处理模块具体还用于：
35.当所述任一原始像素点对应的每个邻域像素点分别在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点均为空白像素点时，基于所述邻域扩展搜索方式，对所述任一原始像素点的邻域再次进行扩张，得到所述任一原始像素点在对应原始切片图像中的多个新的邻域像素点并进行迭代判断，直至得到所述任一原始像素点对应的目标像素点。
36.本发明的一种3d打印机的技术方案如下：
37.包括控制芯片，所述控制芯片执行如本发明的一种基于悬垂识别的3d打印方法的步骤。
附图说明
38.图1示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例的流程示意图；
39.图2示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例中原始像素点的示意图；
40.图3示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例中首次邻域扩张的原理示意图；
41.图4示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例中悬垂区域凹陷处的示意图；
42.图5示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例中二次领域扩张的原理示意图；
43.图6示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例中四邻域扩张搜索系数的示意图；
44.图7示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例中八邻域扩张
搜索系数的示意图；
45.图8示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印系统的实施例的结构示意图。
具体实施方式
46.图1示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例的流程示意图。如图1所示，包括如下步骤：
47.步骤110：获取待打印三维立体模型中的每一层级的原始切片图像。
48.其中，待打印三维立体模型为：需要进行3d打印的实体的三维立体模型。三维立体模型中包含有多个层级的原始切片图像。
49.需要说明的是，切片图像为二值bmp图像，其每个像素点的像素值为0或255，0即为空白像素值(对应的像素点为空白像素点)，255为实体像素值(对应的像素点为非空白像素点)。
50.步骤120：判断任一原始切片图像中的任一原始像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点是否为空白像素点，若是，则判断所述任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合预设条件的目标像素点，若是，则判断所述任一原始像素点与对应的目标像素点之间的角度值是否大于预设角度值，若是，将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点，直至得到所有的第一待支撑像素点。
51.其中，
①
原始像素点为：原始切片图像中未经任何处理的像素点。
②
以图2为例，图2左侧上方的像素点(上层切片像素点)为任一原始像素点，左侧下方像素点(下层切片像素点)为所述任一原始像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点，此时左侧下方像素点为非空白像素点，则舍弃该原始像素点，判断下一个原始像素点。图2右侧上方的像素点(上层切片像素点)为任一原始像素点，右侧下方像素点(下层切片像素点)为所述任一原始像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点，此时右侧下方像素点为空白像素点，则对该原始像素点进一步判断。
③
目标像素点为：任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中的符合预设条件的像素点。
④
预设条件为：1)目标像素点为非空白像素点；2)目标像素点与所述任一原始像素点的距离最近。
52.需要说明的是，
①
每个原始像素点的实际物理尺寸为lp
×
wp。一般情况下，像素的几何形状为正方形，边长为pl，层级的厚度为lt。每一层级的原始切片图像中的每个原始像素点在投影后变成体素点，像素点和相应的体素点的位置相同，本实施例中所提到的像素点即是指体素在切片上所处的位置。
②
本实施例中的预设角度值默认设置为30度，也可根据实际情况进行调整，在此不设限制。
③
当某个原始像素点在其相邻下层的原始切片图像中，存在多个满足预设条件中的条件1的像素点时，选取与该原始像素点的距离最近的像素点作为目标像素点；若与该原始像素点的距离最近的像素点的数量为多个，则任意选取其中一个作为该原始像素点对应的目标像素点。
④
如图3所示，当原始像素点与待定像素点之间的角度值大于30度时，则判定该待定像素点确定为原始像素点对应的目标像素点。
53.步骤130：将所述待打印三维立体模型的悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点确定为第二待支撑像素点，并将每个第一待支撑像素点和每个第二待支撑像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点的像素值替换为实体像
素值，得到替换后的所有目标切片图像。
54.其中，
①
如图4所示，悬垂区域的凹陷处的像素点处于局部或全局的最低点上，因此这些像素点必定需要进行支撑。
②
实体像素值为被曝光的像素，其像素值默认为255。
55.步骤140：基于所有目标切片图像和未发生替换的原始切片图像，对所述待打印三维立体模型进行3d打印。
56.需要说明的是，基于三维立体模型的切片图像进行3d打印的过程为现有技术，在此不过多赘述。
57.较优地，判断任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合所述预设条件的目标像素点的步骤，包括：
58.基于邻域扩张搜索方式，获取所述任一原始像素点在对应原始切片图像中首次扩张得到的多个邻域像素点，当所述任一原始像素点对应的任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点为非空白像素点时，将所述任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点确定为所述任一原始像素点对应的目标像素点。
59.其中，邻域扩张搜索方式包括：四邻域扩张搜索方式或八邻域扩张搜索方式。对于不同的模型和工艺参数，两种扩张搜索方式的速度可能有微弱的差别，但本质上两种方法的作用相同。在实际使用时，可以选择任意扩张搜索方式进行识别，在本实施例中以四邻域扩张搜索方式为例进行说明。
60.具体地，基于四邻域邻域扩张搜索方式，获取某个原始像素点在对应原始切片图像中首次扩张得到的四个邻域像素点。当该原始像素点对应的任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点(假定为待定像素点)为非空白像素点时，将待定像素点确定为该原始像素点对应的目标像素点。
61.较优地，判断任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合所述预设条件的目标像素点的步骤，还包括：
62.当所述任一原始像素点对应的每个邻域像素点分别在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点均为空白像素点时，基于所述邻域扩展搜索方式，对所述任一原始像素点的邻域再次进行扩张，得到所述任一原始像素点在对应原始切片图像中的多个新的邻域像素点并进行迭代判断，直至得到所述任一原始像素点对应的目标像素点。
63.具体地，如图5所示，若首次邻域扩张后，所述任一原始像素点对应的每个邻域像素点分别在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点均为空白像素点时，则进行第二次邻域扩张，得到所述任一原始像素点在对应原始切片图像中的多个新的邻域像素点，并判断所述任一原始像素点对应的任一新的邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点是否为非空白像素点；当其中一个新的邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点为非空白像素点(假定为待定像素点)时，将待定像素点确定为所述任一原始像素点对应的目标像素点；否则，重复上述过程进行迭代判断，直至得到所述任一原始像素点对应的目标像素点。
64.较优地，还包括：
65.当达到所述邻域扩张搜索方式的最大扩张次数时，若未确定所述任一原始像素点对应的目标像素点，则将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点。
66.需要说明的是，为方便比较角度值，可以提前计算在不同情况下的角度值的正弦
值，即：tanθ＝w*pl/lt；w为在某个原始像素点的相邻下层的原始切片图像的不同位置处搜索目标像素点时所对应的不同系数，这个系数可以被提前计算。如图6所示，第n次扩张时，四邻域对应的w值在(上取整(n2/2))
0.5
到n之间；如图7所示，八邻域对应的w值在n到(2)
0.5
n之间。在与预设角度值进行比对之后，就能够提前确定最多需要扩张搜索的次数，如果超出该次数还没有找到目标像素点，就可以提前结束扩张搜索，当前探测的像素必定需要支撑。
67.较优地，获取所述悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点的步骤，包括：
68.获取任一原始切片图像中的任一原始像素点在该原始切片图像中的多个邻域像素点，并当所述任一原始像素点的每个邻域像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点为空时，将所述任一原始像素点确定为垂区域的凹陷处对应在该原始切片图像中的像素点，直至得到所述悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点。
69.本实施例的技术方案能够简单快速地识别出悬垂部分及生成相应的支撑物，在保证3d打印质量的同时，减少支撑的数量，提高了经济性和适用性。
70.图8示出了本发明提供的一种基于悬垂识别的3d打印系统的实施例的结构示意图。如图8所示，该系统200包括：获取模块210、第一处理模块220、第二处理模块230和运行模块240。
71.所述获取模块210用于：获取待打印三维立体模型中的每一层级的原始切片图像；
72.所述第一处理模块220用于：判断任一原始切片图像中的任一原始像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点是否为空白像素点，若是，则判断所述任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合预设条件的目标像素点，若是，则判断所述任一原始像素点与对应的目标像素点之间的角度值是否大于预设角度值，若是，将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点，直至得到所有的第一待支撑像素点；其中，所述预设条件为：所述任一原始像素点对应的目标像素点为非空白像素点，且该目标像素点与所述任一原始像素点的距离最近；
73.所述第二处理模块230用于：将所述待打印三维立体模型的悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点确定为第二待支撑像素点，并将每个第一待支撑像素点和每个第二待支撑像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点的像素值替换为实体像素值，得到替换后的所有目标切片图像；
74.所述运行模块240用于：基于所有目标切片图像和未发生替换的原始切片图像，对所述待打印三维立体模型进行3d打印。
75.较优地，所述第一处理模块220具体用于：
76.基于邻域扩张搜索方式，获取所述任一原始像素点在对应原始切片图像中首次扩张得到的多个邻域像素点，当所述任一原始像素点对应的任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点为非空白像素点时，将所述任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点确定为所述任一原始像素点对应的目标像素点。
77.较优地，所述第一处理模块具体220还用于：
78.当所述任一原始像素点对应的每个邻域像素点分别在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点均为空白像素点时，基于所述邻域扩展搜索方式，对所述任一原始像
素点的邻域再次进行扩张，得到所述任一原始像素点在对应原始切片图像中的多个新的邻域像素点并进行迭代判断，直至得到所述任一原始像素点对应的目标像素点。
79.本实施例的技术方案能够简单快速地识别出悬垂部分及生成相应的支撑物，在保证3d打印质量的同时，减少支撑的数量，提高了经济性和适用性。
80.上述关于本实施例的一种基于悬垂识别的3d打印系统200中的各参数和各个模块实现相应功能的步骤，可参考上文中关于一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
81.本发明实施例提供的3d打印机，包括控制芯片，所述控制芯片执行如本实施例的一种基于悬垂识别的3d打印方法的步骤，具体可参考上文中的一种基于悬垂识别的3d打印方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
82.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。类似地，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。其中，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
83.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。

技术特征：
1.一种基于悬垂识别的3d打印方法，其特征在于，包括：获取待打印三维立体模型中的每一层级的原始切片图像；判断任一原始切片图像中的任一原始像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点是否为空白像素点，若是，则判断所述任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合预设条件的目标像素点，若是，则判断所述任一原始像素点与对应的目标像素点之间的角度值是否大于预设角度值，若是，将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点，直至得到所有的第一待支撑像素点；其中，所述预设条件为：所述任一原始像素点对应的目标像素点为非空白像素点，且该目标像素点与所述任一原始像素点的距离最近；将所述待打印三维立体模型的悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点确定为第二待支撑像素点，并将每个第一待支撑像素点和每个第二待支撑像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点的像素值替换为实体像素值，得到替换后的所有目标切片图像；基于所有目标切片图像和未发生替换的原始切片图像，对所述待打印三维立体模型进行3d打印。2.根据权利要求1所述的基于悬垂识别的3d打印方法，其特征在于，判断任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合所述预设条件的目标像素点的步骤，包括：基于邻域扩张搜索方式，获取所述任一原始像素点在对应原始切片图像中首次扩张得到的多个邻域像素点，当所述任一原始像素点对应的任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点为非空白像素点时，将所述任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点确定为所述任一原始像素点对应的目标像素点。3.根据权利要求2所述的基于悬垂识别的3d打印方法，其特征在于，判断任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合所述预设条件的目标像素点的步骤，还包括：当所述任一原始像素点对应的每个邻域像素点分别在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点均为空白像素点时，基于所述邻域扩展搜索方式，对所述任一原始像素点的邻域再次进行扩张，得到所述任一原始像素点在对应原始切片图像中的多个新的邻域像素点并进行迭代判断，直至得到所述任一原始像素点对应的目标像素点。4.根据权利要求3所述的基于悬垂识别的3d打印方法，其特征在于，还包括：当达到所述邻域扩张搜索方式的最大扩张次数时，若未确定所述任一原始像素点对应的目标像素点，则将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点。5.根据权利要求2至4任一项所述的基于悬垂识别的3d打印方法，其特征在于，所述邻域扩展搜索方式为：四邻域扩张搜索方式或八邻域扩张搜索方式。6.根据权利要求1所述的基于悬垂识别的3d打印方法，其特征在于，获取所述悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点的步骤，包括：获取任一原始切片图像中的任一原始像素点在该原始切片图像中的多个邻域像素点，并当所述任一原始像素点的每个邻域像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点为空时，将所述任一原始像素点确定为垂区域的凹陷处对应在该原始切片图像中的像素点，直至得到所述悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点。
7.一种基于悬垂识别的3d打印系统，其特征在于，包括：获取模块、第一处理模块、第二处理模块和运行模块；所述获取模块用于：获取待打印三维立体模型中的每一层级的原始切片图像；所述第一处理模块用于：判断任一原始切片图像中的任一原始像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点是否为空白像素点，若是，则判断所述任一原始像素点的相邻下层的原始切片图像中是否存在符合预设条件的目标像素点，若是，则判断所述任一原始像素点与对应的目标像素点之间的角度值是否大于预设角度值，若是，将所述任一原始像素点确定为第一待支撑像素点，直至得到所有的第一待支撑像素点；其中，所述预设条件为：所述任一原始像素点对应的目标像素点为非空白像素点，且该目标像素点与所述任一原始像素点的距离最近；所述第二处理模块用于：将所述待打印三维立体模型的悬垂区域的凹陷处对应在每个原始切片图像中的像素点确定为第二待支撑像素点，并将每个第一待支撑像素点和每个第二待支撑像素点分别在所有下方层级的原始切片图像的同一位置的像素点的像素值替换为实体像素值，得到替换后的所有目标切片图像；所述运行模块用于：基于所有目标切片图像和未发生替换的原始切片图像，对所述待打印三维立体模型进行3d打印。8.根据权利要求7所述的基于悬垂识别的3d打印系统，其特征在于，所述第一处理模块具体用于：基于邻域扩张搜索方式，获取所述任一原始像素点在对应原始切片图像中首次扩张得到的多个邻域像素点，当所述任一原始像素点对应的任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点为非空白像素点时，将所述任一邻域像素点在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点确定为所述任一原始像素点对应的目标像素点。9.根据权利要求8所述的基于悬垂识别的3d打印系统，其特征在于，所述第一处理模块具体还用于：当所述任一原始像素点对应的每个邻域像素点分别在相邻下层的原始切片图像的同一位置的像素点均为空白像素点时，基于所述邻域扩展搜索方式，对所述任一原始像素点的邻域再次进行扩张，得到所述任一原始像素点在对应原始切片图像中的多个新的邻域像素点并进行迭代判断，直至得到所述任一原始像素点对应的目标像素点。10.一种3d打印机，其特征在于，包括芯片，所述芯片执行如权利要求1至6中任一项所述的基于悬垂识别的3d打印方法。

技术总结
本发明的一种基于悬垂识别的3D打印方法、系统和3D打印机，包括：获取三维立体模型每一层级的切片图像；判断任一切片图像的任一像素点在相邻下层的切片图像的同一位置的像素点是否为空，若是，判断该像素点的相邻下层的切片图像中是否有符合条件的目标像素点且该像素点与目标像素点间的角度大于预设值，若是，将该像素点确定为待支撑像素点；将凹陷处对应在切片图像中的像素点确定为待支撑像素点；将每个待支撑像素点分别在所有下方层级的切片图像的同一位置的像素点的像素值替换为实体像素值；基于当前切片图像进行3D打印。本发明能够快速识别出悬垂部分及生成相应支撑物，在保证3D打印质量的同时，减少支撑的数量，提高了经济性和适用性。了经济性和适用性。了经济性和适用性。


技术研发人员：杨依哲 刘兵山 贾新建 李鑫 王功
受保护的技术使用者：中国科学院空间应用工程与技术中心
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/14