面向三維打印的幾何模型后處理技術(shù)研究.pdf

1、三維打印是先進(jìn)制造技術(shù)中的一個(gè)重要方向，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其對(duì)于復(fù)雜、單批量零件加工制造，三維打印成型相比于傳統(tǒng)制造有著無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。本文針對(duì)三維打印成型過程中的幾何模型后處理技術(shù)展開研究，主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：
　　(1)研究了模型分層方向優(yōu)化技術(shù)。首先根據(jù)實(shí)際需求，建立模型表面精度目標(biāo)函數(shù)和加工時(shí)間目標(biāo)函數(shù)，然后基于傳統(tǒng)的遺傳算法，改進(jìn)了擁擠度算子和相關(guān)遺傳操作算子，最后根據(jù)求得的目標(biāo)函數(shù)得出適應(yīng)度函數(shù)，利用改

2、進(jìn)的非支配排序遺傳算法計(jì)算模型最優(yōu)分層方向，得到Pareto域最優(yōu)解集，最終得到一組最優(yōu)分層方向。
　　(2)研究了模型支撐添加技術(shù)。首先根據(jù)模型三角面片幾何特征，利用搜尋算法識(shí)別待支撐面片，然后將待支撐面片進(jìn)行合并和優(yōu)化，得到待支撐區(qū)域，最后根據(jù)已有的待支撐區(qū)域，采用基于中點(diǎn)線的方法，減小支撐區(qū)域的面積，并計(jì)算出支撐結(jié)構(gòu)的頂面的頂點(diǎn)和底面，利用右手螺旋法確定支撐結(jié)構(gòu)各個(gè)側(cè)面的方向，最終形成支撐結(jié)構(gòu)單元體并最終得打模型的支撐結(jié)構(gòu)。

3、
　　(3)研究了模型填充路徑技術(shù)。提出了混合填充路徑方式，對(duì)模型的外輪廓采用線段直接偏置算法，并針對(duì)偏置后出現(xiàn)的自交和斷點(diǎn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，并利用線段交點(diǎn)法求解自交點(diǎn)，將偏置線段有效的連接起來(lái)，對(duì)于斷點(diǎn)現(xiàn)象，分別將偏置后的線段延伸求交，得到交點(diǎn)，該方法可以有效的生成外輪廓偏置曲線。對(duì)于打印路徑過渡連接處，利用三次B樣條曲線的連續(xù)性性質(zhì)，將打印路徑有效的連接起來(lái)，保證了連接處的光滑過渡。
　　以VS2008為軟件平臺(tái)，完成了三維