彩色三維打印成型系統(tǒng)的彩色切片算法開發(fā)與實驗研究.pdf

1、快速成型技術是一種基于“離散/堆積”原理的新型成型方法,制造過程主要借助計算機、激光、粘接劑、微噴射、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等現(xiàn)代手段,并集成CAD/CAM來實現(xiàn)模型的實體化。快速成型技術具有加工周期短,加工成本低,操作簡便,應用范圍廣泛等多方面優(yōu)點。在如今這個高速發(fā)展的時代,各種產(chǎn)品更新?lián)Q代十分迅速,但快速成型技術完全能滿足快速產(chǎn)品對設計和制造上的要求。三維打印(3DP)作為快速成型的一個方面,同樣也具有上述的各方面優(yōu)點。
　　在快

2、速成型領域,STL(StereoLithographic)已被工業(yè)界認為是該領域零件的標準描述文件格式,由美國3DSystem公司提出,它采用一系列三角形面片來表達三維實體模型的表面,類似于實體模型表面的有限元網(wǎng)格劃分。但是,STL文件格式無法保存模型的顏色等信息,所以該格式無法在彩色三維打印系統(tǒng)中用于傳輸數(shù)據(jù)。然而,在諸多的現(xiàn)存文件格式中,VRML97(VirtualRealityModelingLanguage)能夠有效的保存三維模

3、型的顏色等信息?；谶@一點,本研究采用VRML97文件格式作為新的數(shù)據(jù)接口,通過提取VRML97文件中模型的顏色等信息,實現(xiàn)了對三維模型進行彩色切片。
　　本研究以VisualC++6.0作為系統(tǒng)軟件的開發(fā)平臺,并結合MFC(MicrosoftFundamentalClasses)函數(shù)庫來實現(xiàn)整個彩色切片算法,包括數(shù)據(jù)讀取、建立拓撲關系、求解輪廓、輪廓填充等模塊。算法成功實現(xiàn)了對三維實體模型的彩色切片,包括單零件模型與多零件(裝配

4、體)模型。另外,文章對切片過程中的遇到的一些主要問題進行了詳細的分析,如平行表面顯示及多零件(裝配體)模型切片等,并針對各個問題提出了相應的解決方法。
　　文章對VRML文件格式進行了詳細的介紹,并詳細給出了整個算法的實現(xiàn)過程。最后將彩色切片結果應用到彩色三維打印系統(tǒng)中進行實驗驗證,成功打印出彩色三維實體模型,效果良好。三維打印成型系統(tǒng)打印最小層厚可以達到0.09mm,打印速度最快可以達到40s/層,系統(tǒng)成型誤差可以達到±0.2m