[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于密集特征的3D打印前處理分層算法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810499982.1 | 申請(qǐng)日： | 2018-05-23 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108724734B | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-05-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 徐宏偉;井偉華;李佳 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 西安理工大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | B29C64/386 | 分類(lèi)號(hào)： | B29C64/386;G06T17/00;B33Y50/00 |
| 代理公司： | 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所 61214 | 代理人： | 胡燕恒 |
| 地址： | 710048*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 密集 特征 打印 處理 分層 算法 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于密集特征的3D打印前處理分層算法，該方法按照以下步驟實(shí)施：步驟1，通過(guò)對(duì)STL文件格式的3D模型進(jìn)行最小高度三角面片的遍歷搜索和確定，從而確定基準(zhǔn)切平面；步驟2，以基準(zhǔn)切平面為基準(zhǔn)向上和向下進(jìn)行分層，確定相交三角面片集合中的最小高度三角面片，并以該三角面片的高度為參考確定該層的層高；實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)分層，保證3D打印模型的外形精度；步驟3，以此類(lèi)推，將三維模型的所有分層工作完成。該算法是以三維模型的最小高度三角面片所在位置為分層基準(zhǔn)，向下及向上進(jìn)行分層處理，分層時(shí)按照自適應(yīng)分層法則，根據(jù)面片高度大小自動(dòng)設(shè)定分層高度，既提高打印效率，又保證打印的三維模型精度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于3D打印前處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于密集特征的3D打印前處理分層算法。
背景技術(shù)
3D打印技術(shù)是一種通過(guò)將熔融材料自下而上進(jìn)行層層堆積的新型制造方式，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，在醫(yī)療、航天、工業(yè)、教育、個(gè)性品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是對(duì)于如何來(lái)達(dá)到制造精度與制造效率的極限，仍舊是我國(guó)目前3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)所在。目前，國(guó)內(nèi)所使用的前處理軟件大多來(lái)自國(guó)外的開(kāi)源軟件或者進(jìn)行簡(jiǎn)單的漢化，這些軟件雖說(shuō)可以完成大多模型的預(yù)處理工作，但是算法效率低、穩(wěn)定性差，特別是對(duì)于較復(fù)雜模型的前處理，對(duì)核心算法的理解并不深刻。開(kāi)源軟件的分層算法一般采用以最低層為基準(zhǔn)層向上逐層等厚度進(jìn)行分層，分層處理的結(jié)果容易造成密集區(qū)域的特征喪失。因?yàn)槿S模型一般進(jìn)行STL文件處理后，表面均為三角面片，而密集特征(三維特征細(xì)膩的地方)三角面片一般較小而且較為密集，利用等厚度和以最低層為基準(zhǔn)層分層就容易丟失這些三角面片，從而造成特征的丟失，使得打印的三維模型局部失真。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于密集特征的3D打印前處理分層算法，該算法是以三維模型的最小高度三角面片所在位置為分層基準(zhǔn)，向下及向上進(jìn)行分層處理，分層時(shí)按照自適應(yīng)分層法則，根據(jù)面片高度大小自動(dòng)設(shè)定分層高度，該方法能夠提高打印效率，又能夠保證打印的三維模型精度。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于密集特征的3D打印前處理分層算法，包括如下步驟：
步驟1，通過(guò)對(duì)STL文件格式的3D模型進(jìn)行最小高度三角面片的遍歷搜索和確定，從而確定基準(zhǔn)切平面；
步驟2，以基準(zhǔn)切平面為基準(zhǔn)向上和向下進(jìn)行分層，確定相交三角面片集合中的最小高度三角面片，并以該三角面片的高度為參考確定該層的層高；實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)分層，保證3D打印模型的外形精度；
步驟3，以此類(lèi)推，將三維模型的所有分層工作完成。
本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
步驟1具體按如下步驟實(shí)施：
步驟1.1，根據(jù)3D打印機(jī)自身機(jī)械條件所允許的打印層厚，設(shè)置自適應(yīng)分層算法的分層厚度范圍△hmin和△hmax；
步驟1.2，遍歷三角面片鏈表，剔除三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)同時(shí)位于一個(gè)切平面上的三角面片，更新三角面片鏈表數(shù)據(jù)；
步驟1.3，更新三角面片鏈表數(shù)據(jù)后，遍歷更新后的鏈表，搜索最小三角面片所在位置。
步驟1.3中，搜索最小三角面片所在位置的方法為：計(jì)算出當(dāng)前三角面片三個(gè)頂點(diǎn)中每?jī)山M頂點(diǎn)間的Z值絕對(duì)值差值的最大值，移動(dòng)鏈表指針，重復(fù)計(jì)算并進(jìn)行兩兩比較，取差值較小者，并進(jìn)行標(biāo)記，直到遍歷完整個(gè)面片頂點(diǎn)坐標(biāo)鏈表，即可搜索出最小三角面片所在位置；
步驟2具體按如下步驟實(shí)施：
步驟2.1，確定基準(zhǔn)切平面以及向上向下移動(dòng)一個(gè)分層厚度后，查找與切平面所相交的三角面片集合，并構(gòu)建緩沖面片鏈表對(duì)相交面片信息進(jìn)行存儲(chǔ)；
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