本發(fā)明屬于3d物體快速成型領(lǐng)域，尤其涉及采用噴墨打印頭進(jìn)行逐層疊加式制造3d物體的技術(shù)，特別是一種彩色3d物體的制作方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

快速成型技術(shù)又稱快速原型制造技術(shù)或加式制造技術(shù)，其基本原理都是基于3d模型切片后逐層加工堆積起來制作3d物體。

目前，采用快速成型技術(shù)制作3d物體具體有熔融沉積技術(shù)(簡稱：fdm技術(shù))、立體光刻技術(shù)(簡稱：sla技術(shù))、選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(簡稱：sls技術(shù))、疊層成型技術(shù)(簡稱：lom技術(shù))或三維噴墨打印技術(shù)(簡稱：3dp技術(shù))等。其中，采用3dp技術(shù)制作3d物體是近年來關(guān)注研究的熱點之一，尤其在如何使用3dp技術(shù)制作出全彩色3d物體方面。

現(xiàn)有的使用3dp技術(shù)制作彩色3d物體的報道，如專利名稱為“用于3d打印的多彩色墨水、3d打印機(jī)和控制3d打印的方法”的美國專利us20150094394a1，采用紅(m)、黃(y)、藍(lán)(c)、黑(bk)四色光固化樹脂墨水作為3d物體的成型材料，且該四色墨水分別裝于不同的噴墨打印頭中，根據(jù)3d模型的數(shù)據(jù)信息通過驅(qū)動控制器控制打印頭進(jìn)行逐層噴墨打印，由于采用的是光固化樹脂材料，打印頭噴出的每一滴墨經(jīng)光固化后具有一定的體積，大量固化的墨滴逐層堆積形成3d物體。噴墨打印頭在進(jìn)行噴墨打印的原則是每個像素點對應(yīng)一個墨滴，例如打印紅色區(qū)域時每個像素點對應(yīng)噴射一個紅色墨滴，當(dāng)打印綠色區(qū)域時每個像素點需要噴射一個黃色墨滴和一個藍(lán)色墨滴，由于綠色區(qū)域中一個像素點對應(yīng)了兩個墨滴而紅色區(qū)域中一個像素點對應(yīng)了一個墨滴，此時造成3d物體的表面不平整，最終影響3d物體的尺寸精度。因此，采用該專利技術(shù)只能打印出有限幾種顏色的彩色物 體，而不能實現(xiàn)全彩色。

另有資料報道采用紅(m)、黃(y)、藍(lán)(c)三色光固化樹脂和白色(w)光固化樹脂作為成型材料結(jié)合使用能打印出全彩色的3d物體。但是，使用該方法制作彩色3d物體時必須保證不同材料之間的物理性能基本一致，如：粘度、收縮率、表面張力等，尤其是對收縮率的要求嚴(yán)格，若各材料之間的收縮率不一致，在進(jìn)行光固化之后墨滴的體積大小不一，此時造成3d物體的表面不平整，最終影響3d物體的尺寸精度。而且，采用該方法制作彩色3d物體，成型材料的制作成本相對較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種彩色3d物體的制作方法，通過逐層打印的方式制成所述彩色3d物體，其特征在于，包括如下步驟：

a.基于目標(biāo)物體的層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)使用成型材料打印，形成層結(jié)構(gòu)成果；

b.所述步驟a之后或者同時，基于層色彩數(shù)據(jù)使用彩色墨水在所述層結(jié)構(gòu)成果表面打印，形成層打印成果；

c.重復(fù)所述步驟a和步驟b形成多個層打印成果，且多個所述層打印成果疊加形成彩色3d物體；

其中，當(dāng)所述步驟b在步驟a之后執(zhí)行時，相鄰兩次重復(fù)所述步驟a的打印方向相同；或者

當(dāng)所述步驟b與步驟a同時執(zhí)行時，相鄰兩次重復(fù)所述步驟a的打印方向相反。

優(yōu)選地，在所述步驟a之前包括如下步驟：

a1.將所述目標(biāo)物體進(jìn)行分層，并基于每層的結(jié)構(gòu)信息和色彩信息獲取每層對應(yīng)的成型數(shù)據(jù)，所述成型數(shù)據(jù)包括所述層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和層色彩數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，在重復(fù)所述步驟a和步驟b過程中，還執(zhí)行如下步驟：

c1.基于所述層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)使用支撐材料進(jìn)行打印形成層支撐成果，所述支撐成果為相鄰兩個層打印成果提供支撐。

優(yōu)選地，所述成型材料為光敏樹脂材料，彩色墨水為弱溶劑墨水；

優(yōu)選地，所述光敏樹脂材料在25℃的粘度為14～180cps，在25～80℃的粘度為5～15cps；

所述弱溶劑墨水的粘度為4～14cps，所述弱溶劑墨水的表面張力為22～35mn/m。

優(yōu)選地，所述成型材料為白色材料、透明材料或淺色材料。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種彩色3d物體的制作系統(tǒng)，用于執(zhí)行前述任一項所述的制作方法，其特征在于，包括：

處理終端，其用于將所述目標(biāo)物體進(jìn)行分層，并基于每層的結(jié)構(gòu)信息和色彩信息獲取每層對應(yīng)的成型數(shù)據(jù)；

驅(qū)動控制器，其基于所述成型數(shù)據(jù)控制所述打印頭執(zhí)行打印動作；

打印頭，其用于噴射打印材料，所述打印頭包括至少一條成型材料通道、彩色墨水通道和噴孔。

優(yōu)選地，所述成型材料通道和彩色墨水通道的設(shè)置方式為如下的一種：

-所述打印頭設(shè)置有一條所述成型材料通道，且位于所述彩色墨水通道的一側(cè)；

-所述打印頭設(shè)置有兩條所述成型材料通道，兩條所述成型材料通道沿打印方向分別位于所述彩色墨水通道的兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述打印頭設(shè)置有一條所述成型材料通道，且所述成型材料通道沿所述打印頭的打印方向位于彩色墨水通道的前面。

優(yōu)選地，所述彩色墨水通道為如下的一種：

-由紅色墨水通道、黃色墨水通道和藍(lán)色墨水通道組成；

-由紅色墨水通道、黃色墨水通道、藍(lán)色墨水通道和黑色墨水通道組成。

優(yōu)選地，所述打印頭還設(shè)置有至少一條支撐材料通道。

優(yōu)選地，沿打印方向在所述打印頭兩側(cè)分別設(shè)置led燈。

優(yōu)選地，還包括升降臺，其用于放置所述彩色3d物體。

本發(fā)明涉及的彩色3d物體的制作方法，采用逐層雙向打印的方式進(jìn)行，可以提高彩色3d物體的成型效率以及降低成型成本。所述逐層雙向打印，即打印頭在運動過程中，始終執(zhí)行打印動作，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中，完成一個打印進(jìn)程后，打印頭需要反向復(fù)位，然后再進(jìn)行下一個打印進(jìn)程的打印方式。

本發(fā)明涉及的彩色3d物體的制作方法，采用成型材料打印形成層結(jié)構(gòu)成果，一方面避免了不同材料收縮率不一致對平整度的影響，另一方面省去了使用白色光固化樹脂進(jìn)行填充的步驟，提高了尺寸精度以及打印效率。

之后在層結(jié)構(gòu)成果上采用弱溶劑墨水進(jìn)行彩色印刷，進(jìn)而形成層打印成果，一方面避免了相鄰顏色層之間相互滲色導(dǎo)致的色差現(xiàn)象，另一方面也更加環(huán)保。

最后將多個層打印成果疊加后形成的彩色3d物體具有色域?qū)拸V、顏色逼真的特點，同時不同顏色間的過渡自然。

同時，本發(fā)明涉及的彩色3d物體的制作系統(tǒng)，對打印頭的成型材料通道和彩色墨水通道進(jìn)行特殊排布，提高通道利用率，以配合實現(xiàn)彩色3d物體的制作方法。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1示出了本發(fā)明的第一具體實施方式的，一種彩色3d物體的制作方法的流程圖；

圖2示出了本發(fā)明的第一實施例的，包括分層和獲取成型材料步驟的所述彩色3d物體的制作方法的流程圖；

圖3示出了本發(fā)明的第二具體實施方式的，一種設(shè)置有一個成型材料通道的彩色3d物體的制作系統(tǒng)的示意圖；

圖4示出了本發(fā)明的第二實施例的，設(shè)置有兩個成型材料通道的 所述彩色3d物體的制作系統(tǒng)的示意圖；

圖5示出了本發(fā)明的一個實施例的，設(shè)置有兩個成型材料容器的所述彩色3d物體的制作系統(tǒng)的示意圖；

圖6示出了本發(fā)明的一個實施例的，彩色墨水通道和成型材料通道排布的示意圖；以及

圖7示出了本發(fā)明的一個實施例的，相鄰兩個層打印成果以及層支撐成果的示意圖。

具體實施方式

圖1示出了一種彩色3d物體的制作方法，通過逐層打印的方式制成所述彩色3d物體，具體包括如下步驟：

首先執(zhí)行步驟s101，基于目標(biāo)物體的層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)使用成型材料打印，形成層結(jié)構(gòu)成果。具體地，所述層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)由n個結(jié)構(gòu)像素點數(shù)據(jù)組成，打印頭根據(jù)n個所述結(jié)構(gòu)像素點數(shù)據(jù)在每個結(jié)構(gòu)像素點對應(yīng)的位置噴射成型材料，最終形成層結(jié)構(gòu)成果。更為具體地，n個所述結(jié)構(gòu)像素點數(shù)據(jù)實際上就是n個結(jié)構(gòu)像素點對應(yīng)的空間坐標(biāo)值，驅(qū)動控制器根據(jù)每個結(jié)構(gòu)像素點對應(yīng)的空間坐標(biāo)值控制所述打印頭的移動軌跡，在每個空間坐標(biāo)值對應(yīng)的位置使用成型材料進(jìn)行打印。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所述層結(jié)構(gòu)成果構(gòu)成彩色3d物體的實體結(jié)構(gòu)部分，起作用是形成所述彩色3d物體的外形輪廓，因此所述成型材料選擇單一材料即可，例如是白色或者淺色材料或者透明材料等，選用單一材料的優(yōu)點在于，可以避免不同材料間由于收縮率的差異導(dǎo)致的尺寸不穩(wěn)定，同時采用單一固化條件即可，固化速度可以控制。

進(jìn)一步地，在所述步驟s101的基礎(chǔ)上，后續(xù)的步驟分為兩個主線進(jìn)程進(jìn)行，兩個主線進(jìn)程區(qū)別主要在于后續(xù)的彩色印刷步驟是否與所述步驟s101同步進(jìn)行。如圖1所示，第一個主線進(jìn)程為，步驟s1012與所述步驟s101是同時進(jìn)行，即在執(zhí)行步驟s101的同時，執(zhí)行步驟s1012，基于層色彩數(shù)據(jù)使用彩色墨水在所述層結(jié)構(gòu)成果表面打印，形 成層打印成果。具體地，所述層色彩數(shù)據(jù)是由m個色彩像素點組成，打印頭根據(jù)m個所述色彩像素點數(shù)據(jù)在每個色彩像素點對應(yīng)的位置噴射彩色墨水，最終形成層打印成果。更為具體地，所述彩色墨水是噴射在所述層結(jié)構(gòu)成果上的，因此m個所述色彩像素點數(shù)據(jù)與n個所述結(jié)構(gòu)像素點數(shù)據(jù)是相關(guān)聯(lián)的，所述色彩像素點數(shù)據(jù)不僅包括每個色彩像素點對應(yīng)的空間坐標(biāo)值，還包括每個色彩像素點對應(yīng)的色彩值，所述色彩值是可以基于cmy色彩模式的色彩數(shù)據(jù)，也可以是基于cmyk色彩模式的色彩數(shù)據(jù)，還可以是基于其他色彩模式的色彩數(shù)據(jù)，其定義方式基于2d打印的技術(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟s1012與所述步驟s101同時進(jìn)行的方式為，打印頭根據(jù)所述結(jié)構(gòu)像素點數(shù)據(jù)在該結(jié)構(gòu)像素點對應(yīng)的位置噴射成型材料后，形成結(jié)構(gòu)點，繼而根據(jù)色彩像素點數(shù)據(jù)在形成的結(jié)構(gòu)點上噴射彩色墨水，形成彩色結(jié)構(gòu)點，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，該色彩像素點數(shù)據(jù)與該結(jié)構(gòu)像素點數(shù)據(jù)是相關(guān)聯(lián)的，即該色彩像素點的空間坐標(biāo)值與該結(jié)構(gòu)像素點的空間坐標(biāo)值是關(guān)聯(lián)的。

進(jìn)一步地，執(zhí)行步驟s1013，重復(fù)所述s1012與所述步驟s101形成多個層打印成果，其中，相鄰兩次重復(fù)所述步驟s101的打印方向相反。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，由于所述s1012與所述步驟s101是同步進(jìn)行的，即所述層結(jié)構(gòu)成果的形成過程和使用彩色墨水的打印過程是同步的，因此打印頭在一個打印進(jìn)程即可形成一個層打印成果，在此基礎(chǔ)上，當(dāng)打印頭開始下一個打印進(jìn)程時，在現(xiàn)有技術(shù)中，打印頭首先需要反向復(fù)位，再繼續(xù)同步執(zhí)行所述步驟s101和s1012，這樣，前后兩個打印進(jìn)程中，步驟s101的打印方向是相同的(實際上步驟s1012的打印方向也是相同的)。而在本發(fā)明中，前一個打印進(jìn)程結(jié)束后，省略了反向復(fù)位步驟，同時后一個打印進(jìn)程是相對于前一個打印進(jìn)程反向進(jìn)行的，這樣，前后兩個打印進(jìn)程中，步驟s101的打印方向是相反的(實際上步驟s1012的打印方向也是相反的)，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明省略了反向復(fù)位步驟，從而大大提高了成型效率。

如圖1所示，第二個主線進(jìn)程為，步驟s1022是在所述步驟s101 之后進(jìn)行，即先執(zhí)行步驟s101形成層打印成果，繼而再執(zhí)行步驟s1022，基于層色彩數(shù)據(jù)使用彩色墨水在所述層結(jié)構(gòu)成果表面打印，形成層打印成果。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所述步驟s1022的打印原理與所述步驟s1012是類似的，不同之處在于，所述步驟s1022與所述步驟s101配合實現(xiàn)的方式不同。具體地，打印頭在前一個打印進(jìn)程中首先形成一個層結(jié)構(gòu)成果(通過執(zhí)行步驟s101實現(xiàn))，在后一個打印進(jìn)程使用彩色墨水在該層結(jié)構(gòu)成果上進(jìn)行打印形成層打印成果，因此第二主線進(jìn)程中，需要兩個打印進(jìn)程才形成一個層打印成果，而第一主線進(jìn)程則只需要一個打印進(jìn)程即形成一個層打印成果。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，選擇哪個主線進(jìn)程進(jìn)行打印，其取決于成型材料的固化速度以及彩色3d物體色彩的復(fù)雜程度，固化速度越快，色彩越簡單，則優(yōu)選采用第一主線進(jìn)程，反之，則優(yōu)選采用第二主線進(jìn)程。

進(jìn)一步地，執(zhí)行步驟s1023，重復(fù)所述s1022與所述步驟s101形成多個層打印成果，其中，相鄰兩次重復(fù)所述步驟s101的打印方向相同。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，與第一主線進(jìn)程類似，在第二主線進(jìn)程中開始后一個打印進(jìn)程時，同樣省略反向復(fù)位步驟，具體地，在第二主線進(jìn)程中，所述步驟s101和步驟s1022是前后交替進(jìn)行的，在執(zhí)行步驟s1023的過程中，即重復(fù)執(zhí)行步驟s101和步驟s1022的過程中，在省略反向復(fù)位步驟后，步驟s101和步驟s1022的打印方向?qū)嶋H上是相反的，相應(yīng)的，相鄰兩次步驟s101的打印方向則是相同的。同樣的，在成型材料固化速度慢，并且彩色3d物體色彩比較復(fù)雜的情形下，通過第二個主線進(jìn)程的打印方式，同樣可以提高成型效率。

進(jìn)一步地，在前述多個步驟的基礎(chǔ)上，執(zhí)行步驟s104，將多個所述層打印成果疊加形成彩色3d物體。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，本步驟是成型步驟，所述目標(biāo)物體被分為很多層，通過前述所有步驟進(jìn)行逐層打印并疊加，最終形成所述彩色3d物體。更為具體地，步驟s104所述的疊加，并非是一個最后才執(zhí)行的步驟，而是伴隨著前述步驟而執(zhí)行的，即通過所述步驟s101至步驟s1013或者通過步驟s101至步驟s1023完 成一個層打印成果即疊加一層，這種疊加的過程是一個累積型的過程，其疊加的方向既包括沿每一層的延伸方向疊加，也包括沿所述目標(biāo)物體的分層方向的疊加，全部疊加完成后最終形成彩色3d物體。

作為本發(fā)明的第一實施例，圖2示出了包括分層和獲取成型材料步驟的所述彩色3d物體的制作方法的流程圖，具體包括如下步驟：

首先執(zhí)行步驟s201，將所述目標(biāo)物體進(jìn)行分層，并基于每層的結(jié)構(gòu)信息和色彩信息獲取每層對應(yīng)的成型數(shù)據(jù)，所述成型數(shù)據(jù)包括所述層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和層色彩數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，本步驟的目的在于將所述目標(biāo)物體轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)形式，其中目標(biāo)物體可以通過掃描的方式獲取結(jié)構(gòu)信息和色彩信息，接著將所述結(jié)構(gòu)信息和色彩信息轉(zhuǎn)換成能被處理終端的分層切片軟件識別的數(shù)據(jù)格式，如stl格式、ply格式、wrl格式等。具體地，所述結(jié)構(gòu)信息和色彩信息是以層為單位的，即所述目標(biāo)物體被掃描后通過分層軟件進(jìn)行切片分層，然后對每個切片層進(jìn)行解析得到每層的結(jié)構(gòu)信息和色彩信息，再將每層的結(jié)構(gòu)信息和色彩信息轉(zhuǎn)化為層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和層色彩數(shù)據(jù)。

作為一種變化，還可以通過繪圖軟件將目標(biāo)物體直接繪制出來，常用的繪圖軟件如：cad、proe、solidwork、ug、3dmax等，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，通過繪圖軟件繪制出的是所述目標(biāo)物體的基本結(jié)構(gòu)模型，在此基礎(chǔ)上還對繪制出的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行配色，常用配色方式有多種，例如，直接對繪制好的基本結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行配色后轉(zhuǎn)換成ply格式；又例如，將繪圖軟件繪制好的基本結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)換成stl格式后再進(jìn)行配色；本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上做不同的變化，在此不予贅述。

進(jìn)一步地，在步驟s201的基礎(chǔ)上，再執(zhí)行步驟s202至步驟s2014或者步驟s202至步驟s2024，具體的實現(xiàn)方式可以參照圖1示出的具體實施方式中關(guān)于步驟s101至步驟s1013或者步驟s101至步驟s1023的描述，在此不予贅述。

進(jìn)一步地，在執(zhí)行步驟s2014或者步驟s2024的過程中，還執(zhí)行步驟s205，基于所述層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)使用支撐材料進(jìn)行打印形成層支撐成 果，所述支撐成果為相鄰兩個層打印成果提供支撐。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在本發(fā)明中，相鄰兩個層打印成果的結(jié)構(gòu)形狀如果不同，可能會存在后一層的部分位置架空前一層的現(xiàn)象，此時在打印前一層時還需額外打印支撐層，以為后一層提供支撐防止塌陷現(xiàn)象。圖7示出了相鄰兩個層打印成果p1、p2與支撐層p的位置關(guān)系，以更加形象的表示步驟s205的目的。具體地，步驟s205的打印原理與步驟s101的打印原理是類似的，使用所述支撐材料進(jìn)行打印時，每個支撐像素點對應(yīng)的空間位置坐標(biāo)值也是基于所述層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)得出。更為具體地，在所述步驟s201獲取層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)時，會根據(jù)相鄰兩層的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)建眾多支撐像素點，并為每個支撐像素點設(shè)置空間坐標(biāo)值，將眾多支撐像素點對應(yīng)的眾多空間坐標(biāo)值作為層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的一部分。

在一個優(yōu)選地實施例中，所述成型材料為光敏樹脂材料，彩色墨水為弱溶劑墨水。所述光敏樹脂材料在室溫下(通常定為25℃)的粘度為14～180cps，在25～80℃的粘度為5～15cps；所述弱溶劑墨水的粘度為4～14cps，所述弱溶劑墨水的表面張力為22～35mn/m。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所述成型材料用于制作所述彩色3d物體的結(jié)構(gòu)部分，然后通過彩色墨水在所述成型材料形成結(jié)構(gòu)部分上色完成制作，因此選擇成型材料顏色的基本原則是成型材料的顏色不會影響彩色墨水在其表面上的顯色，相應(yīng)地，所述成型材料可以為白色材料、透明材料或淺色材料中的任一種。

進(jìn)一步地，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，現(xiàn)有技術(shù)中，常用的彩色墨水為溶劑型墨水或者水性墨水，由于溶劑型墨水的環(huán)保問題，已經(jīng)較少使用，而水性墨水雖然環(huán)保，但其干燥速度慢，容易滲色。在本發(fā)明中，由于本發(fā)明采用的是逐層雙向打印技術(shù)，即打印頭在運動過程中，始終執(zhí)行打印動作，或噴射成型材料，或噴射彩色墨水，這樣雖然提高了打印效率，但此時如果仍然使用水性墨水，會導(dǎo)致水性墨水干燥不充分，滲色現(xiàn)象會加重，為此，本發(fā)明改用弱溶劑墨水進(jìn)行上色，一方面可以避免滲色現(xiàn)象，另一方面也更加環(huán)保。

具體地，以下示出了應(yīng)用于本發(fā)明的光敏樹脂材料以及弱溶劑墨 水的若干示例：

示例一：

配方表：

參數(shù)表：

示例二：

配方表：

參數(shù)表：

示例三：

配方表：

參數(shù)表：

示例四：

配方表：

參數(shù)表：

圖3示出了本發(fā)明的第二具體實施方式的，一種設(shè)置有一個成型材料通道的彩色3d物體的制作系統(tǒng)，其用于執(zhí)行前述第一具體實施方式以及實施例描述的制作方法，主要包括：處理終端2，其用于將 所述目標(biāo)物體1進(jìn)行分層，并基于每層的結(jié)構(gòu)信息和色彩信息獲取每層對應(yīng)的成型數(shù)據(jù)。驅(qū)動控制器3，其基于所述成型數(shù)據(jù)控制所述打印頭5執(zhí)行打印動作。

進(jìn)一步地，所述處理終端2和所述驅(qū)動控制器3功能的實現(xiàn)可以是硬件、由處理器執(zhí)行的軟件或者二者的組合。具體地，如果通過軟件模塊實現(xiàn)，可將預(yù)先的程序燒錄到所述處理器中，或者將軟件安裝到預(yù)置的系統(tǒng)中；如果通過硬件實現(xiàn)，則可利用現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)將對應(yīng)的功能固定化實現(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述軟件模塊可以存儲于ram存儲器、閃存、rom存儲器、eprom存儲器、硬盤、或本領(lǐng)域己知的任何其他形式的存儲介質(zhì)。通過將所述存儲介質(zhì)耦接至處理器，從而使所述處理器能夠從所述存儲介質(zhì)中讀取信息，并且可以向所述存儲介質(zhì)寫入信息。作為一種變化，所述存儲介質(zhì)可以是處理器的組成部分，或者所述處理器和所述存儲介質(zhì)均位于專用集成電路(asic)上。

進(jìn)一步地，所述硬件可以是能夠?qū)崿F(xiàn)具體功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其他可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯器件、分立硬件組件或以上這些硬件的組合。作為一種變化，還可以通過計算設(shè)備的組合實現(xiàn)，例如，dsp和微處理器的組合、多個微處理器的組合、與dsp通信結(jié)合的一個或者多個微處理器的組合等。

進(jìn)一步地，以下結(jié)合圖3中示出的目標(biāo)物體1、支撐材料容器4e、彩色墨水容器4b，4c，4d、成型材料容器4a、打印頭5、led燈6和6′、導(dǎo)軌7以及升降臺8等，詳細(xì)描述所述彩色3d物體制作過程。具體地，所述處理終端2通過步驟s201的方式獲取所述目標(biāo)物體1的成型數(shù)據(jù)，所述成型數(shù)據(jù)包括層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和層色彩數(shù)據(jù)。所述處理終端2將所述成型數(shù)據(jù)發(fā)送到所述驅(qū)動控制器3，所述驅(qū)動控制器3根據(jù)圖1以及圖2中第二主線進(jìn)程完成打印。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動控制器3通過控制打印頭5完成相應(yīng)的打印動作，如圖3所示，所述打印頭5包括支撐材料通道5e、成型材料通道 5a，彩色墨水通道5b，5c，5d，所述支撐材料通道5e通過連接管連接所述支撐材料容器4e，所述成型材料通道5a通過連接管連接所述成型材料容器4a，所述彩色墨水通道5b，5c，5d通過連接管連接所述彩色墨水容器4b，4c，4d，所述支撐材料、成型材料、彩色墨水從所述支撐材料容器4e、彩色墨水容器4b，4c，4d、成型材料容器4a導(dǎo)入到打印頭5，并通過噴孔噴出。具體地，所述彩色墨水容器4b，4c，4d分為紅色墨水容器、黃色墨水容器以及藍(lán)色墨水容器，相應(yīng)地，所述彩色墨水通道5b，5c，5d分為紅色墨水通道、黃色墨水通道以及藍(lán)色墨水通道。根據(jù)色彩管理理論，使用三原色紅(m)、黃(y)、藍(lán)(c)按照不同的混合比例混合能夠?qū)崿F(xiàn)全彩色，作為一種變化，也可以使用紅(m)、黃(y)、藍(lán)(c)以及黑(bk)來實現(xiàn)全彩色，本發(fā)明中打印頭5彩色墨水通道具體設(shè)置為三通道m(xù)、y和c還是四通道m(xù)、y、c和bk不受限制。

進(jìn)一步地，打印頭5在驅(qū)動控制器3的控制下，在導(dǎo)軌7上沿x方向前進(jìn)，在前進(jìn)的過程中，成型材料通道5a噴射成型材料，同時，驅(qū)動控制器3基于層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在需要支撐材料的位置控制打印頭5通過支撐材料通道5e噴射支撐材料，并通過設(shè)置在打印頭5一側(cè)的led燈6′照射固化，這樣一個打印進(jìn)程完畢后即實現(xiàn)了步驟s101。之后，在下一個打印進(jìn)程中，打印頭5在驅(qū)動控制器3的控制下，在導(dǎo)軌7上沿-x方向前進(jìn)，在前進(jìn)的過程中，彩色墨水通道5b，5c，5d噴射彩色墨水，并通過設(shè)置在打印頭5另一側(cè)的led燈6照射固化，這樣一個打印進(jìn)程完畢后即實現(xiàn)了步驟s1022。之后，打印頭5沿y方向移動一個步進(jìn)，再重復(fù)上述前后兩個打印進(jìn)程，如此往復(fù)最終完成一層的打印。

進(jìn)一步地，按照上述方式完成一層的打印后，驅(qū)動控制器3控制升降臺8沿-z方向下降一定高度后，再按照同樣的方式完成下一層的打印，優(yōu)選地，所述升降臺8按照分層厚度逐步下降，通過伺服電機(jī)和絲桿完成下降動作，作為一種變化，所述升降臺8的下降幅度也可以大于分層厚度，這同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。

作為本發(fā)明的第二實施例，圖4示出了設(shè)置有兩個成型材料通道的又一種彩色3d物體的制作系統(tǒng)，從圖4中可以看出，圖4區(qū)別圖3之處在于，圖4中的打印頭5具有兩個成型材料通道5a，5f，且分別位于彩色墨水通道兩側(cè)，以下結(jié)合圖4中示出的目標(biāo)物體1、支撐材料容器4e、彩色墨水容器4b，4c，4d、成型材料容器4a、打印頭5、led燈6和6′、導(dǎo)軌7以及升降臺8等，詳細(xì)描述所述彩色3d物體制作過程。具體地，所述處理終端2通過步驟s201的方式獲取所述目標(biāo)物體1的成型數(shù)據(jù)，所述成型數(shù)據(jù)包括層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和層色彩數(shù)據(jù)。所述處理終端2將所述成型數(shù)據(jù)發(fā)送到所述驅(qū)動控制器3，所述驅(qū)動控制器3根據(jù)圖1以及圖2中第一主線進(jìn)程完成打印。

進(jìn)一步地，打印頭5在驅(qū)動控制器3的控制下，在導(dǎo)軌7上沿x方向前進(jìn)，在前進(jìn)的過程中，成型材料通道5a噴射成型材料，并且彩色墨水通道5b，5c，5d噴射彩色墨水，再通過設(shè)置在打印頭5一側(cè)的led燈6′照射固化，這樣即實現(xiàn)的步驟s101和步驟s1012的同步進(jìn)行，同時，驅(qū)動控制器3基于層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在需要支撐材料的位置控制打印頭5通過支撐材料通道5e噴射支撐材料，并通過設(shè)置在打印頭5一側(cè)的led燈6′照射固化。接下來，沿x方向完成一個打印進(jìn)程后，打印頭5沿y方向移動一個步進(jìn)，然后再沿-x方向開始下一個打印進(jìn)程，此時成型材料通道5f噴射成型材料，并且彩色墨水通道5b，5c，5d噴射彩色墨水，同時，驅(qū)動控制器3基于層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在需要支撐材料的位置控制打印頭5通過支撐材料通道5e噴射支撐材料，并通過設(shè)置在打印頭5另一側(cè)的led燈6照射固化，進(jìn)而完成下一個打印進(jìn)程。

進(jìn)一步地，按照上述兩個進(jìn)程的方式往復(fù)運行完成一層的打印，在此基礎(chǔ)上，驅(qū)動控制器3控制升降臺8沿-z方向下降一定高度后，再按照同樣的方式完成下一層的打印，優(yōu)選地，所述升降臺8按照分層厚度逐步下降，通過伺服電機(jī)和絲桿完成下降動作，作為一種變化，所述升降臺8的下降幅度也可以大于分層厚度，這同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。

基于以上描述可以看出，本實施例通過設(shè)置兩個成型材料通道5a、5f并且分置于彩色墨水通道的兩側(cè)，在打印過程中，當(dāng)打印頭沿x軸方向運動時，通過成型材料通道5a噴射成型材料，當(dāng)打印頭沿-x軸方向運動時，通過成型材料通道5f噴射成型材料，實現(xiàn)了噴射成型材料步驟與噴射彩色墨水同步進(jìn)行，并且在打印頭沿+x軸方向和-x軸方向往復(fù)運動的整個過程中，一直在執(zhí)行打印動作，相比于設(shè)置一個成型材料通道的所述彩色3d物體制作系統(tǒng)，本實施例涉及的制作系統(tǒng)可以更好的提高3d物體的成型效率，能夠更好的實現(xiàn)本發(fā)明的目的。

進(jìn)一步地，如圖4所示，成型材料從成型材料容器4a經(jīng)由所述成型材料通道5a、5f噴出。作為一種變化，如圖5所示，所述彩色3d物體制作系統(tǒng)還設(shè)置有成型材料容器4f，所述成型材料通道5a連接成型材料容器4a，所述成型材料通道5f連接成型材料容器4f，這樣所述成型材料通道5a、5f可以噴射不同成型材料，在另一些變化例中，所述彩色3d物體制作系統(tǒng)還可以設(shè)置兩條以上的成型材料，以及對應(yīng)設(shè)置兩個以上的成型材料容器，這樣可以提高成型材料的噴射效率，也可以進(jìn)一步提高3d物體的成型效率，在此不予贅述。

進(jìn)一步地，圖6示出了彩色墨水通道和成型材料通道排布的示意圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，圖6示出的彩色墨水通道和成型材料通道排布示意圖分為兩種，一種是成型材料通道位于彩色墨水通道的一側(cè)，其用于實現(xiàn)圖1或者圖2示出的第二主線進(jìn)程，另一種是兩個成型材料通道分別位于彩色墨水通道的兩側(cè)，其用于實現(xiàn)圖1或者圖2示出的第一主線進(jìn)程。具體地，圖6-1至6-3設(shè)置有一個成型材料通道b和一個支撐材料通道s，所述彩色墨水通道包括m通道(紅色墨水通道)、y通道(黃色墨水通道)以及c通道(藍(lán)色墨水通道)，所述支撐材料通道s可以位于彩色墨水通道的m通道、y通道、c通道之間，也可以位于所述彩色墨水通道的一側(cè)，而所述成型材料通道b則位于所述彩色墨水的一側(cè)，并不能位于在彩色墨水通道的m通道、 y通道、c通道之間。

進(jìn)一步地，圖6-4至6-6設(shè)置有兩個成型材料通道b，b′和一個支撐材料通道s，所述彩色墨水通道包括m通道(紅色墨水通道)、y通道(黃色墨水通道)以及c通道(藍(lán)色墨水通道)，所述支撐材料通道s可以位于彩色墨水通道的m通道、y通道、c通道之間，也可以位于所述彩色墨水通道的一側(cè)，而所述成型材料通道b，b′則分別位于所述彩色墨水通道的兩側(cè)，并不能位于在彩色墨水通道的m通道、y通道、c通道之間。

更進(jìn)一步地，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所述成型材料通道不能位于所述彩色墨水通道的m通道、y通道、c通道之間，其原因在于無論使用彩色墨水印刷的步驟與噴射成型材料的步驟始終是有先后順序的，即使使用彩色墨水印刷的步驟與噴射成型材料的步驟是同步進(jìn)行，也需要先形成一個結(jié)構(gòu)點，然后再對結(jié)構(gòu)點進(jìn)行上色處理，即此時的先后順序是以每個結(jié)構(gòu)點的形成為單位的。相應(yīng)地，所述支撐材料形成的支撐成果則不需要上色，因此支撐材料通道s可以位于彩色墨水通道的m通道、y通道、c通道之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，圖6中共示出了8種分布圖，但并非包括排布示意圖的所有變化例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在此基礎(chǔ)上做出更多的變化。

以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。