[發明專利]一種面向陶瓷3D打印的薄殼加厚方法及系統

有效

• 申請號: 202110261307.7
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113001707B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 呂琳;星宇;閆鑫;周宇
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B33Y50/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種面向陶瓷3D打印的薄殼加厚方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟(1)：獲取薄殼模型對應的G-code文件；

步驟(2)：對當前層進行分析，檢測搭欠面積，并進行當前層受力分析，判斷是否滿足可打印條件；

步驟(3)：對不滿足可打印性的區域進行優化處理，如果搭欠面積不滿足可打印條件，加寬當前層線寬，擴大當前層受力不穩定的重疊區域，進行加厚，直到能支撐起上一層最內側路徑；

步驟(4)：取下一層，并重復步驟(2)到步驟(3)，直到所有層完成處理；

步驟(5)：輸出可打印文件，以進行打印；

所述步驟(2)中，進行當前層受力分析的具體過程包括：將輪廓進行重采樣得到一系列密集的采樣點，然后每個點向上層距離尋找距離最近的采樣點；對于當前輪廓，計算出每個點的層間結合力力矩，以及重力力矩，若層間結合力力矩等于每一點的層間結合力力矩之和，以及重力力矩大于設置閾值，則一定不會坍塌，否則有坍塌的風險。

2.如權利要求1所述的一種面向陶瓷3D打印的薄殼加厚方法，其特征是：所述步驟(2)中，檢測搭欠面積的具體過程包括對當前層進行分析，檢測當前層與下層的搭欠面積，來判斷是否可以打印，搭欠面積小于設定值的為不滿足條件。

3.如權利要求1所述的一種面向陶瓷3D打印的薄殼加厚方法，其特征是：層間結合力的計算方法是：單位面積層間結合力為P，上下兩層的接觸面積為S_i,每一點處層間結合力為：F_i＝P*S_i。

4.如權利要求1所述的一種面向陶瓷3D打印的薄殼加厚方法，其特征是：重力力矩的計算方法是：重力為上層累計重量，根據上層所有的累積的重力、當前層的重力、上層整體的重心以及當前層的重心，計算出每一層重心的位置，再投影到當前層上，計算出每一點的重力力矩，最終重力力矩取這一層所有力矩的最大值。

5.如權利要求1所述的一種面向陶瓷3D打印的薄殼加厚方法，其特征是：所述步驟(3)的具體過程包括：

步驟(3-1)：若是上下兩層的搭欠面積小于A₀，則加寬當前層線寬，使得上下兩層的搭欠面積達到最小搭欠面積A₀；

步驟(3-2)：根據受力計算，如果當前層不穩定，則擴大重疊區域，使層間附著力的力矩增大到能夠抵抗重力力矩，若是當前層加厚到上一層的內邊緣時，此時再加厚也無法增加層間結合力力矩，若此時仍然沒有達到平衡狀態，則將上一層寬度增加w₀，然后重新計算當前層，若當前層已加厚至完全填充時，仍不滿足平衡條件，則判定該模型為不可打印模型，結束整個流程；

步驟(3-3)：在計算出當前層所需的線寬w后，若此線寬超過打印機噴頭可以支持的最大線寬w_max，則將線寬w分割成多個w_iw_max的多條可打印路徑，分割完成后，要考慮每一條路徑的下方都要有A₀的面積支撐，若是當前層沒有支撐起上一層最內側路徑，則繼續加厚當前層，直到能支撐起上一層最內側路徑。

6.如權利要求1所述的一種面向陶瓷3D打印的薄殼加厚方法，其特征是：所述步驟(5)中，進行打印時，在分割線寬之后獲得的路徑按照從內而外的順序，先打印內圈再打印外圈。