基于約束液面面成型3D打印工藝的模型處理技術研究.pdf

1、3D打印技術是近年來新興的加工制造技術，具有材料利用率高、可以加工任意復雜結(jié)構以及便于實現(xiàn)個性化定制等優(yōu)點，對傳統(tǒng)加工制造業(yè)帶來了顛覆式的影響，針對3D打印的研究與商業(yè)化應用方興未艾。面成型3D打印工藝是一種新興的打印方式，與傳統(tǒng)3D打印工藝通過逐點掃描堆積加工不同，該工藝可以通過一次照射實現(xiàn)對零件二維層面的整體成型，具有加工速度快，精度高，成本低等方面的優(yōu)勢，受到了越來越多的關注。目前針對該工藝從原理到模型處理技術中還有許多問題有待研

2、究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對面成型3D打印的工藝原理進行了研究，對該工藝的兩種實現(xiàn)形式自由液面式與約束液面式各自的特點進行了分析，選用結(jié)構更簡單、打印精度更高的約束液面面成型工藝作為主要的研究對象。對固化機理、固化深度與寬度的控制等方面進行了分析，以此為基礎確定樹脂的固化參數(shù)。⑵針對柱狀支撐結(jié)構對模型表面損傷較大，浪費材料，后處理成本高等問題，設計了一種基于三維模型的樹狀支撐生成算法，并根據(jù)約束液面面成型工藝的特點，實驗測定

3、了臨界角，自支撐半徑等參數(shù)。經(jīng)實驗驗證，本算法生成的支撐可以在減少支撐用量的同時保證結(jié)構穩(wěn)定。⑶針對面成型3D打印工藝中的投影圖像畸變、零件邊緣鋸齒效應等加工精度問題，設計了通過掩膜圖像進行畸變校正，消除鋸齒效應的算法流程。通過圖像處理獲得投影平面像素點的世界坐標，根據(jù)像素的世界坐標設計了改進的掃描線算法;并根據(jù)像素點的光強呈高斯分布的特點，采用面積加權的方式計算像素灰度值。經(jīng)實驗驗證采用本算法生成的灰度掩膜圖像與傳統(tǒng)方式相比，零件的直