一種彩色3D物體的變頻打印方法及系統與流程

本發明屬于3d物體快速成型領域，尤其涉及采用噴墨打印頭進行逐層疊加式制造3d物體的技術，特別是一種彩色3d物體的變頻打印方法及系統。

背景技術：

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

現有的使用3dp技術制作彩色3d物體的報道，如專利名稱為“用于3d打印的多彩色墨水、3d打印機和控制3d打印的方法”的美國專利us20150094394a1,采用紅(m)、黃(y)、藍(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3d模型的數據信息通過驅動控制器控制打印頭進行逐層噴墨打印，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。噴墨打印頭在進行噴墨打印的原則是每個像素點對應一個墨滴，例如打印紅色區域時每個像素點對應噴射一個紅色墨滴，當打印綠色區域時每個像素點需要噴射一個黃色墨滴和一個藍色墨滴，由于綠色區域中一個像素點對應了兩個墨滴而紅色區域中一個像素點對應了一個墨滴，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，采用該專利技術只能打印出有限幾種顏色的彩色物體，而不能實現全彩色。

另有資料報道采用紅(m)、黃(y)、藍(c)三色光固化樹脂和白色(w)光固化樹脂作為成型材料結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格，若各材料之間的收縮率不一致，在進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。

技術實現要素：

針對現有技術存在的技術缺陷，本發明的目的是提供一種彩色3d物體的變頻打印方法，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.基于目標物體的層結構數據使用成型材料打印，形成層結構成果，其中，所述成型材料通過變頻噴射的方式噴出；

b.所述步驟a之后或者同時，基于層色彩數據使用彩色墨水在所述層結構成果表面打印，形成層打印成果；

c.重復所述步驟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。

優選地，在所述步驟a中，所述變頻噴射的方式為間隔噴射或者全噴射和間隔噴射交替進行，且在所述步驟b中，在未噴射所述成型材料的位置使用彩色墨水進行打印。

優選地，在所述變頻噴射的過程中，當執行全噴射時，噴孔的數量為偶數。

優選地，所述層結構成果為網格狀結構。

優選地，在所述步驟a之前包括如下步驟：

a1.將所述目標物體進行分層，并基于每層的結構信息和色彩信息獲取每層對應的成型數據，所述成型數據包括所述層結構數據和層色彩數據。

優選地，在重復所述步驟a和步驟b過程中，還執行如下步驟：

c1.基于所述層結構數據使用支撐材料進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。

優選地，在所述步驟c中，當所述步驟b在步驟a之后執行時，相鄰兩次重復所述步驟a的打印方向相同；或者

當所述步驟b與步驟a同時執行時，相鄰兩次重復所述步驟a的打印方向相反。

優選地，所述成型材料為白色材料、透明材料或淺色材料中的任一種。

一種彩色3d物體的變頻打印系統，用于執行前述任一項所述的變頻打印方法，其特征在于，包括：

處理終端，其用于將所述目標物體進行分層，并基于每層的結構信息和色彩信息獲取每層對應的成型數據；

驅動控制器，其基于所述成型數據控制所述打印頭執行打印動作；

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。

優選地，所述成型材料通道和彩色墨水通道的設置方式為如下的一種：

所述打印頭設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；

所述打印頭設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。

優選地，所述打印頭設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之前。

優選地，所述彩色墨水通道為如下的一種：

由紅色墨水通道、黃色墨水通道和藍色墨水通道組成；

由紅色墨水通道、黃色墨水通道、藍色墨水通道和黑色墨水通道組成。

優選地，所述打印頭還設置有至少一條支撐材料通道。

優選地，沿打印方向在所述打印頭兩側分別設置led燈。

優選地，還包括升降臺，其用于放置所述彩色3d物體。

本發明通過變頻噴射的方式使用成型材料進行打印形成層結構成果，這樣得到的層結構成果在微觀上呈現網格狀，節省了成型材料的用量，降低了彩色3d物體的制作成本。同時，在未噴射成型材料的位置使用彩色墨水進行打印，一方面使噴射出的彩色墨水液滴定位更加精確，另一方面由于成型材料的阻隔作用，不容易出現滲色的現象。使用本發明提供的打印方法制作彩色3d物體能夠降低成本，并且制成的彩色3d物體具有色域寬廣、顏色逼真的特點，同時不同顏色間的過渡自然。

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描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1示出了本發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示出了本發明的一個具體實施例的，用于實現成型材料打印的成型材料通道的噴孔分布圖；

圖3示出了本發明的一個具體實施例的，用于實現成型材料打印的成型材料通道的噴孔分布圖；

圖4示出了本發明的第一實施例的，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5示出了本發明的第二具體實施方式的，一種設置有一個成型材料通道的彩色3d物體的制作系統的示意圖；

圖6示出了本發明的第二實施例的，設置有兩個成型材料通道的所述彩色3d物體的制作系統的示意圖；

圖7示出了本發明的一個實施例的，設置有兩個成型材料容器的所述彩色3d物體的制作系統的示意圖；

圖8示出了本發明的一個實施例的，彩色墨水通道和成型材料通道排布的示意圖；以及

圖9示出了本發明的一個實施例的，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物體的變頻打印方法，通過逐層打印的方式制成所述彩色3d物體，包括如下步驟：

首先執行步驟s101，基于目標物體的層結構數據使用成型材料打印，形成層結構成果，具體地，所述層結構數據由n個結構像素點數據組成，打印頭根據n個所述結構像素點數據在每個結構像素點對應的位置噴射成型材料，最終形成層結構成果。更為具體地，n個所述結構像素點數據實際上就是n個結構像素點對應的空間坐標值，驅動控制器根據每個結構像素點對應的空間坐標值控制所述打印頭的移動軌跡，在每個空間坐標值對應的位置使用成型材料進行打印。本領域技術人員理解，所述層結構成果構成彩色3d物體的實體結構部分，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，選用單一材料的優點在于，可以避免不同材料間由于收縮率的差異導致的尺寸不穩定，同時采用單一固化條件即可，固化速度可以控制。

進一步地，在所述步驟s101中，所述成型材料通過變頻噴射的方式噴出。具體地，所述變頻噴射是相對于現有技術中的全噴射的方式定義的，所述全噴射的方式是指所述打印頭的成型材料通道上的全部噴孔在噴射成型材料時全部工作，相應地，所述變頻噴射是指所述打印頭的成型材料通道上的全部噴孔在噴射成型材料時并非全部工作，而是只有部分噴孔噴射成型材料。更為具體地，在進行變頻噴射時，工作噴孔數量占所述全部噴孔的比例可以是1/4、1/3、1/2、3/4或者其他比例，所述工作噴孔可以均勻間隔分布，也可以隨機分布，這些均可以實現本步驟的目的。優選地，成型材料通道上的噴孔數量全噴時為偶數，這樣，在所述變頻噴射的過程中，更有利于均勻分布工作噴孔的位置，以至于在使用彩色墨水進行打印時定位更加精確。更為優選地，相鄰兩個噴孔中心間距可以與成型材料液滴的大小相匹配，例如，相鄰兩個噴孔中心間距為1/360dpi即0.07mm，這樣，通過變頻噴射的方式使用成型材料打印形成的所述層結構成果從微觀上看為網格狀結構，這樣可以節約成型材料的用量，降低打印成本。

在一個具體的實施例中，如圖2所示，用于實現成型材料打印的成型材料通道的噴孔分布圖，圖中所述變頻噴射的方式為間隔噴射，具體地，圖2示出了兩種噴孔的分布方式，其中黑色的噴孔表示在變頻噴射過程中的工作噴孔，白色的噴孔表示在變頻噴射過程中的非工作噴孔。更為具體地，圖2示出的所述工作噴孔的分布方式為均勻間隔分布以及非均勻間隔分布的情形，本領域技術人員也可以在此基礎上做出更多的變化，在此不予贅述。

在另一個具體的實施例中，如圖3所示，用于實現成型材料打印的成型材料通道的噴孔分布圖，圖中所述變頻噴射的方式為全噴射和間隔噴射交替進行，具體地，圖3示出了兩種噴孔的分布方式，其中黑色的噴孔表示在變頻噴射過程中的工作噴孔，白色的噴孔表示在變頻噴射過程中的非工作噴孔。更為具體地，圖3示出的所述工作噴孔的分布方式包括均勻間隔分布以及非均勻間隔分布的情形，本領域技術人員也可以在此基礎上做出更多的變化，均可以實現本發明的目的。

進一步地，在所述步驟s101的基礎上，后續的步驟分為兩個主線進程進行，兩個主線進程區別主要在于后續的彩色印刷步驟是否與所述步驟s101同步進行。如圖1所示，第一個主線進程為，步驟s1012與所述步驟s101是同時進行，即在執行步驟s101的同時，執行步驟s1012，基于層色彩數據使用彩色墨水在所述層結構成果表面打印，形成層打印成果。具體地，所述層色彩數據是由m個色彩像素點組成，打印頭根據m個所述色彩像素點數據在每個色彩像素點對應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構成果上的，因此m個所述色彩像素點數據與n個所述結構像素點數據是相關聯的，所述色彩像素點數據不僅包括每個色彩像素點對應的空間坐標值，還包括每個色彩像素點對應的色彩值，所述色彩值是可以基于cmy色彩模式的色彩數據，也可以是基于cmyk色彩模式的色彩數據，還可以是基于其他色彩模式的色彩數據，其定義方式基于2d打印的技術。

進一步地，在所述步驟s1012中，在未噴射成型材料的位置使用彩色墨水進行打印，結合圖2和圖3，即在成型材料通道的非工作噴孔的位置噴射彩色墨水液滴。具體地，本領域技術人員理解，在執行步驟s101中，成型材料液滴固化后的結構點形成網格狀的所述層結構成果，在執行步驟s1012后，網格狀的所述層結構成果的網孔中為彩色墨水液滴固化后的彩色結構點，這樣，噴射出的彩色墨水液滴定位更加精確，同時由于成型材料的阻隔作用，不容易出現滲色的現象。

進一步地，所述步驟s1012與所述步驟s101同時進行的方式為，打印頭根據所述結構像素點數據在該結構像素點對應的位置噴射成型材料后，形成結構點及對應的網孔，繼而根據色彩像素點數據在形成的該結構點對應的網孔上噴射彩色墨水，形成一個彩色結構點，本領域技術人員理解，該色彩像素點數據與該結構像素點數據是相關聯的，即該色彩像素點的空間坐標值與該結構像素點的空間坐標值是關聯的。

進一步地，執行步驟s1013，重復所述s1012與所述步驟s101形成多個層打印成果。本領域技術人員理解，由于所述s1012與所述步驟s101是同步進行的，即所述層結構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程即可形成一個層打印成果。在此基礎上，打印頭繼續下一個打印進程時，再形成下一個層打印成果，如此循環形成多個所述層打印成果。

如圖1所示，第二個主線進程為，步驟s1022是在所述步驟s101之后進行，即先執行步驟s101形成層結構成果，繼而再執行步驟s1022，基于層色彩數據使用彩色墨水在所述層結構成果表面打印，形成層打印成果。本領域技術人員理解，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配合實現的方式不同。具體地，打印頭在前一個打印進程中首先形成一個層結構成果(通過執行步驟s101實現)，在后一個打印進程使用彩色墨水在該層結構成果上進行打印形成層打印成果，因此第二主線進程中，需要兩個打印進程才形成一個層打印成果，而第一主線進程則只需要一個打印進程即形成一個層打印成果。本領域技術人員理解，選擇哪個主線進程進行打印，其取決于成型材料的固化速度以及彩色3d物體色彩的復雜程度，固化速度越快，色彩越簡單，則優選采用第一主線進程，反之，則優選采用第二主線進程。

進一步地，執行步驟s1023，重復所述s1022與所述步驟s101形成多個層打印成果。本領域技術人員理解，在第二主線進程中，所述步驟s101和步驟s1022是前后交替進行的，因此步驟s1023與步驟s1013的區別在于，以同樣數量的層結構成果為基準，步驟s1023需要重復的打印進程的次數是步驟s1013需要重復的打印進程的次數的兩倍，其原因在于，在第二主線進程中，兩個打印進程才能形成一個層打印成果，在成型材料固化速度慢，并且彩色3d物體色彩比較復雜的情形下，則通常選用第二個主線進程的打印方式。

進一步地，在前述多個步驟的基礎上，執行步驟s104，將多個所述層打印成果疊加形成彩色3d物體。本領域技術人員理解，本步驟是成型步驟，所述目標物體被分為很多層，通過前述所有步驟進行逐層打印并疊加，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行的步驟，而是伴隨著前述步驟而執行的，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。

作為本發明的第一實施例，圖4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：

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

作為一種變化，還可以通過繪圖軟件將目標物體直接繪制出來，常用的繪圖軟件如：cad、proe、solidwork、ug、3dmax等，本領域技術人員理解，通過繪圖軟件繪制出的是所述目標物體的基本結構模型，在此基礎上還需對繪制出的基本結構進行配色，常用配色方式有多種，例如，直接對繪制好的基本結構模型進行配色后轉換成ply格式；又例如，將繪圖軟件繪制好的基本結構模型轉換成stl格式后再進行配色；本領域技術人員可以在現有技術的基礎上做不同的變化，在此不予贅述。

進一步地，執行步驟s202，基于目標物體的層結構數據使用成型材料打印，形成層結構成果，所述步驟s202與步驟s101的實現方式是相同的，在此不予贅述。

進一步地，在步驟s201和步驟s202的基礎，后續的步驟分為兩個主線進程進行，兩個主線進程區別主要在于后續的彩色印刷步驟是否與所述步驟s202同步進行。具體地，圖4中示出的后續步驟s2013的實現方式與所述步驟s1012是相同的，步驟s2023的實現方式與所述步驟s1022是相同的，在此不予贅述。

進一步地，圖4示出的實施例與圖1示出的具體實施方式的不同之處在于步驟s2014以及步驟s2024。具體地，結合圖1示出的具體實施方式中的描述，所述步驟s2014是第一主線進程的步驟之一，所述步驟s2014區別于所述步驟s1013之處在于：在重復所述s2013與所述步驟s202形成多個層打印成果的過程中，相鄰兩次重復所述步驟s202的打印方向相反。本領域技術人員理解，由于所述步驟s2013與所述步驟s202是同步進行的，即所述層結構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程即可形成一個層打印成果，在此基礎上，當打印頭開始下一個打印進程時，在現有技術中，打印頭首先需要反向復位，再繼續同步執行所述步驟s202和s2013，這樣，前后兩個打印進程中，步驟s202的打印方向是相同的(實際上步驟s2013的打印方向也是相同的)。而在本發明中，前一個打印進程結束后，省略了反向復位步驟，同時后一個打印進程是相對于前一個打印進程反向進行的，這樣，前后兩個打印進程中，步驟s202的打印方向是相反的(實際上步驟s2013的打印方向也是相反的)，相比于現有技術，本發明省略了反向復位步驟，從而大大提高了成型效率。

進一步地，所述步驟s2024是第二主線進程的步驟之一，所述步驟s2024區別于所述步驟s1023之處在于：重復所述s2023與所述步驟s202形成多個層打印成果的過程中，相鄰兩次重復所述步驟s202的打印方向相同。本領域技術人員理解，與第一主線進程類似，在第二主線進程中開始后一個打印進程時，同樣省略反向復位步驟，具體地，在第二主線進程中，所述步驟s202和步驟s2023是前后交替進行的，在執行步驟s2024的過程中，即重復執行步驟s202和步驟s2023的過程中，在省略反向復位步驟后，步驟s202和步驟s2023的打印方向實際上是相反的，相應的，相鄰兩次步驟s202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物體色彩比較復雜的情形下，通過第二個主線進程的打印方式，同樣可以提高成型效率。

進一步地，在執行步驟s2014或者步驟s2024的過程中，還執行步驟s205，基于所述層結構數據使用支撐材料進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。本領域技術人員理解，在本發明中，相鄰兩個層打印成果的結構形狀如果不同，可能會存在后一層在部分位置架空前一層的現象，此時需要在打印前一層還需額外打印支撐層，以為后一層提供支撐防止塌陷現象。圖9示出了相鄰兩個層打印成果p1、p2與支撐層p的位置關系，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行打印時，每個支撐像素點對應的空間位置坐標值也是基于所述層結構數據得出。更為具體地，在所述步驟s201獲取層結構數據時，會根據相鄰兩層的基本結構構建眾多支撐像素點，并為每個支撐像素點設置空間坐標值，將眾多支撐像素點對應的眾多空間坐標值作為層結構數據的一部分。

本領域技術人員理解，所述成型材料用于制作所述彩色3d物體的結構部分，然后通過彩色墨水在所述成型材料形成結構部分上色完成制作，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。

圖5示出了本發明的第二具體實施方式的，一種設置有一個成型材料通道的彩色3d物體的制作系統，其用于執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，其用于將所述目標物體1進行分層，并基于每層的結構信息和色彩信息獲取每層對應的成型數據。驅動控制器3，其基于所述成型數據控制所述打印頭5執行打印動作。

進一步地，所述處理終端2和所述驅動控制器3功能的實現可以是硬件、由處理器執行的軟件或者二者的組合。具體地，如果通過軟件模塊實現，可將預先的程序燒錄到所述處理器中，或者將軟件安裝到預置的系統中；如果通過硬件實現，則可利用現場可編程門陣列(fpga)將對應的功能固定化實現。

進一步地，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、或本領域已知的任何其他形式的存儲介質。通過將所述存儲介質耦接至處理器，從而使所述處理器能夠從所述存儲介質中讀取信息，并且可以向所述存儲介質寫入信息。作為一種變化，所述存儲介質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均位于專用集成電路(asic)上。

進一步地，所述硬件可以是能夠實現具體功能的通用處理器、數字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(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，還可以通過計算設備的組合實現，例如，dsp和微處理器的組合、多個微處理器的組合、與dsp通信結合的一個或者多個微處理器的組合等。

進一步地，以下結合圖5中示出的目標物體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′、導軌7以及升降臺8等，詳細描述所述彩色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物體1的成型數據，所述成型數據包括層結構數據和層色彩數據。所述處理終端2將所述成型數據發送到所述驅動控制器3，所述驅動控制器3根據圖1以及圖4中示出的相關打印步驟完成打印，具體的實現方式請參見前述圖1以及圖4對應步驟的描述。

進一步地，驅動控制器3控制成型材料通道實現變頻打印的方式為：所述成型材料通道的每個噴孔對應一個液體腔室、供墨腔室、壓電元件(包括上電極、下電極、壓電體，上電極由電片構成，電片與各自的開關電路連接，驅動控制器3通過開關電路控制電片的通斷)和振動板，驅動控制器3根據接收的層結構數據，通過開關電路控制電片的通斷，從而控制噴孔是否噴墨。具體地，當施加一個驅動電壓給電片時，電片和下電極之間產生電勢差，壓電元件發生變形，產生瞬間的應力作用于振動板，振動板產生一定的位移，液體從供墨腔室流入液體腔室，接著移除驅動電壓，電片與下電極之間的電勢差為零，壓電元件恢復原形，液滴從噴嘴噴出，完成一次噴射。

進一步地，所述驅動控制器3通過控制打印頭5完成相應的打印動作，如圖5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色墨水容器，相應地，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色墨水通道。根據色彩管理理論，使用三原色紅(m)、黃(y)、藍(c)按照不同的混合比例混合能夠實現全彩色，作為一種變化，也可以使用紅(m)、黃(y)、藍(c)以及黑(bk)來實現全彩色，本發明中打印頭5彩色墨水通道具體設置為三通道m、y和c還是四通道m、y、c和bk不受限制。

進一步地，在本具體實施方式中，所述驅動控制器3根據圖1以及圖4中第二主線進程完成打印，具體地，結合圖1進行說明：打印頭5在驅動控制器3的控制下，在導軌7上沿x方向前進，在前進的過程中，成型材料通道5a噴射成型材料，同時，驅動控制器3基于層結構數據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，并通過設置在打印頭5一側的led燈6′照射固化，這樣一個打印進程完畢后即實現了步驟s101。之后，在下一個打印進程中，打印頭5在驅動控制器3的控制下，在導軌7上沿-x方向前進，在前進的過程中，彩色墨水通道5b，5c，5d噴射彩色墨水，并通過設置在打印頭5另一側的led燈6照射固化，這樣一個打印進程完畢后即實現了步驟s1022。之后，打印頭5沿y方向移動一個步進，再重復上述前后兩個打印進程，如此往復最終完成一層的打印。

進一步地，按照上述方式完成一層的打印后，驅動控制器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，優選地，所述升降臺8按照分層厚度逐步下降，通過伺服電機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，這同樣可以實現本發明的目的。

作為本發明的第二實施例，圖6示出了設置有兩個成型材料通道的所述彩色3d物體的制作系統，從圖6中可以看出，圖6區別圖5之處在于，圖6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，以下結合圖6中示出的目標物體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′、導軌7以及升降臺8等，詳細描述所述彩色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物體1的成型數據，所述成型數據包括層結構數據和層色彩數據。所述處理終端2將所述成型數據發送到所述驅動控制器3，所述驅動控制器3根據圖1以及圖4中第一主線進程完成打印。

進一步地，打印頭5在驅動控制器3的控制下，在導軌7上沿x方向前進，在前進的過程中，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，再通過設置在打印頭5一側的led燈6′照射固化，這樣即實現步驟s101和步驟s1012的同步進行，同時，驅動控制器3基于層結構數據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，并通過設置在打印頭5一側的led燈6′照射固化。接下來，沿x方向完成一個打印進程后，打印頭5沿y方向移動一個步進，然后再沿-x方向開始下一個打印進程，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，驅動控制器3基于層結構數據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，并通過設置在打印頭5另一側的led燈6照射固化，進而完成下一個打印進程。

進一步地，按照上述兩個進程的方式往復運行完成一層的打印，在此基礎上，驅動控制器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，優選地，所述升降臺8按照分層厚度逐步下降，通過伺服電機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，這同樣可以實現本發明的目的。

基于以上描述可以看出，本實施例通過設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，在打印過程中，當打印頭沿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，實現了噴射成型材料步驟與噴射彩色墨水同步進行，并且在打印頭沿+x軸方向和-x軸方向往復運動的整個過程中，一直在執行打印動作，相比于第二具體實施方式，本實施例涉及的制作系統可以更好的提高3d物體的成型效率，能夠更好的實現本發明的目的。

進一步地，如圖6所示，成型材料從成型材料容器4a經由所述成型材料通道5a、5f噴出。作為一種變化，如圖7設置有兩個成型材料容器的所述彩色3d物體制作系統示意圖所示，圖中設置有成型材料容器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物體制作系統還可以設置兩條以上的成型材料，以及對應設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，也可以進一步提高3d物體的成型效率，在此不予贅述。

進一步地，圖8示出了彩色墨水通道和成型材料通道排布的示意圖，本領域技術人員理解，圖8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，其用于實現圖1或者圖4示出的第二主線進程，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，其用于實現圖1或者圖4示出的第一主線進程。具體地，圖8-1至8-3設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，而所述成型材料通道b則位于所述彩色墨水的一側，并不能位于在彩色墨水通道的m通道、y通道、c通道之間。

進一步地，圖8-4至8-6設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，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，并不能位于在彩色墨水通道的m通道、y通道、c通道之間。

更進一步地，本領域技術人員理解，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行，也需要先形成一個結構點，然后再對結構點進行上色處理，即此時的先后順序是以每個結構點的形成為單位的。相應地，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。本領域技術人員理解，圖8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，本領域技術人員可以在此基礎上做出更多的變化。

以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。