[發(fā)明專利]一種基于支撐點膨脹融合的3D打印支撐區(qū)域生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110082030.1
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112861201B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 林志偉;劉博;胡玘瑞;傅建中
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F113/10
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 黃燕

1.一種基于支撐點膨脹融合的3D打印支撐區(qū)域生成方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)輸入模型面片數(shù)據(jù)，在XY平面定義網(wǎng)格區(qū)域，生成均勻網(wǎng)格節(jié)點集合Q；

(2)對集合Q內的網(wǎng)格節(jié)點分別作垂線，求其與模型的交點，根據(jù)交點得到支撐線段的集合W；

(3)對集合W內的支撐線段進行切片，求切片層與支撐線段的交點，并將交點作為支撐點按層存入支撐點集合E中；

(4)選取支撐點集合E內一未遍歷的切片層為當前切片層，在當前切片層內，以支撐點為中心分別膨脹生成矩形影響區(qū)域；

(5)對不同支撐點的矩形影響區(qū)域求并集，生成原始支撐輪廓區(qū)域集合；

(6)對原始支撐輪廓區(qū)域進行修正；

(7)重復步驟(4)～(6)遍歷切片層，得到所有切片層的支撐輪廓區(qū)域；

步驟(2)中，對集合Q內的網(wǎng)格節(jié)點分別作垂線，求其與模型的交點，具體步驟如下：

2.1選取一未處理的面片作為當前面片，將當前面片向XY平面投影，篩選出位于當前面片投影區(qū)域內的網(wǎng)格節(jié)點，并添加到臨時集合中；

2.2選取臨時集合中一未處理的網(wǎng)格節(jié)點作為當前網(wǎng)格節(jié)點，對當前網(wǎng)格節(jié)點作垂線，求其與當前面片的交點；

重復本步驟，直至臨時集合內所有網(wǎng)格節(jié)點遍歷完畢，得到臨時集合內所有網(wǎng)格節(jié)點所作垂線與當前面片的交點；

2.3重復步驟2.2、2.3，直至所有面片遍歷完畢，得到每個網(wǎng)格節(jié)點對應的垂線與模型的所有交點；

步驟(2)中，根據(jù)交點得到支撐線段的集合W的方法為：分別將每一條垂線的所有交點按照Z坐標排序，依序確定支撐起點和支撐終點，若支撐終點所在面片需要支撐，則生成支撐線段，最終獲得支撐線段的集合W。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于支撐點膨脹融合的3D打印支撐區(qū)域生成方法，其特征在于，步驟(1)中，生成網(wǎng)格節(jié)點集合Q的方法為：根據(jù)模型在X、Y方向上的極值，得到其對應的網(wǎng)格區(qū)域，在該網(wǎng)格區(qū)域內均勻選取網(wǎng)格節(jié)點，進而生成所述網(wǎng)格節(jié)點集合Q。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于支撐點膨脹融合的3D打印支撐區(qū)域生成方法，其特征在于，步驟(2)中，判斷支撐終點所在面片是否需要支撐時：

求取支撐終點所在面片與XY平面的夾角，當該夾角大于設定支撐臨界角時，該面片不需要支撐；當該夾角小于等于支撐臨界角，該面片需要支撐。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于支撐點膨脹融合的3D打印支撐區(qū)域生成方法，其特征在于，步驟(4)中，在當前切片層上，以支撐點為中心膨脹生成的矩形影響區(qū)域的邊長是相應方向相鄰兩個支撐點的距離的f倍，f1，且趨近1。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于支撐點膨脹融合的3D打印支撐區(qū)域生成方法，其特征在于，步驟(6)中，在當前切片層上，采用如下方法對原始支撐輪廓區(qū)域進行修正：

對模型切片輪廓區(qū)域向外偏置，得偏置輪廓區(qū)域；對原始支撐輪廓區(qū)域和所述偏置輪廓區(qū)域執(zhí)行布爾差運算，生成最終的支撐輪廓區(qū)域。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于支撐點膨脹融合的3D打印支撐區(qū)域生成方法，其特征在于，所述模型切片輪廓區(qū)域為由當前切片面和模型截交生成的封閉輪廓區(qū)域；所述當前切片面為步驟(3)中對集合W內的支撐線段進行切片形成所述當前切片層的切片面。