向形心收缩的变距偏置填充算法

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1、华中科技大学硕士学位论文速成型有多种方法，其中比较典型的有激光选择性烧结（SLS）、薄材叠层（LOM）、熔丝沉积（FDM）、光固化成型（SLA）等，而熔丝沉积（FDM）是唯一不用激光器的成型方法，其设备价格最低，FDM设备示意图如图1-1所示。在计算机控制下，喷头可以在XY平面内任意移动，喷头可以随时开启关闭，工作台可任意升降。工作时，先确定各层间距、路径宽度，计算机对电脑模型进行切片，生成路径，在计算机控制下喷头按路径移动，喷丝粘结在工作台上已制作层[9][10]面上，逐层制作，直至最后一层，熔丝粘结形成所要求的实体模型。1.2

2、FDM工艺软件系统FDM工艺应用软件在功能上可以分为两个层次，即上层CAD、CAM模型处理与下层系统控制两部分。上层软件的主要任务是提供友好的人机操作界面、接受CAD模型的STL格式文件输入、显示三维的CAD模型、人机交互与系统工作状态显示，完成分层切片处理，根据用户输入的参数生成扫描轨迹，并传送到下层软件模块以及其他一些辅助功能如加工过程模拟，加工时长预算等。下层软件则主要完成系统的实时测量与加工过程的运动控制，以及各种辅助控制任务。一般的向FDM制造原理的快速成型软件系统均是以其它CAD系统输出的STL文件（即模型由三角片描述

3、）为基础根据熔融堆积成型工艺的需求，对零件模型进行分层处理并生成层片文件，对一些特殊模型还可分析它堆积过程中是否需要支撑，同时产生填充路线以及加工代码，最后通过对设备的实时控制进行零件的逐层堆积。该类软件系统一般由三个部分组成：STL文件数据检验与处理、填充轨迹的计算和设备监控与零件加工。其具体功能如下：1.系统的数据检验与处理功能，实现了STL文件检验与数据结构的建立、实体分层、轮廓线的处理、有无支撑的判别以及支撑轮廓线的计算等；2.填充轨迹的生成。目前比较常见的轨迹生成方法有网格填充和偏置填充两种。网格填充是指每层的填充路线由

4、平行线组成，这些平行线的位置由当前层的轮廓边界确定，相邻两层的填充方向互相垂直；偏置填充是指每层的填充路线为环状2华中科技大学硕士学位论文的。3.设备监控与零件加工包括控制设备运行、产生加工代码、零件加工成型等功能。由于FDM工艺与其他RP工艺的相似性，如SLA、3DP等，国内外各大公司一般都不将其独立出来开发成单一的软件，而是将其开发成一整套系统，来兼容各种成型工艺。国外的各大RP系统生产商一般都开发自己的数据变换接口软件，如3DSYSTEM公司的ACES,QuickCast,Hellisys公司的LOMSlice,DTM的Ra

5、pidTool,Stratasys的QuickSlice,SupportWorks,AutoGen,Cubital的SoliderDFE,SanderPrototype的protoBuild和ProtoSupport等。由于CAD与RPM的数据变换接口软件开发的困难性和相对独立性，国外涌现了很多作为CAD与RP系统之间桥梁的第三方软件，这些软件一般都以常用的数据文件格式作为输入输出接口。输入的数据文件格式有STL,IGES,DXF,HPGL,CT层片文件等，而输出的数据文件一般为CLI。以下是国外比较著名的一些第三方接口软件。Br

6、idgeWorks:由美国的SolidConcept公司在92年推出，经不断改进，现己发展到Version4.0以上。该软件可通过对STL文件特征的分析，自动添加各种支撑。Magics:由比利时的Materialise公司在93年推出，现已发展到version8.1，包括MagicsView,MagicsRP,MagicsSG,ContoursTools,CT-ModellerSystem,Mimics,CTM等七个模块，可以进行向STL文件的显示、错误检验、自动添加支撑、分层、制造时间估计等处理，还提供了各种对CT文件及IGES

7、文件的有效处理。该软件功能广泛、性能优良、界面美观，是一个优秀的第三方接口软件。SolidView:由美国的SolidConcept公司在1994年推出，可以在WINDOWS3.1,WIN95,WINNT操作系统下进行STL文件的线框和着色显示，STL文件的旋转、缩放等操作。STLManager:由美国的POGO公司于1994年推出，主要用于STL文件的显示和支撑的添加。StlView:这是一个由美国的软件工程师IgorTebelev在业余时间所写的软件，现己发展到3华中科技大学硕士学位论文Version7.0。它可以从网上免费下

8、载并试用两周，同SolidVielw类似，这个软件可用于STL文件的显示和变换，同时它还有错误修复、添加支撑等功能。Surfacer-RPM:这是由美国的Imagewar。公司在1994年为其Surfacer软件增加的用于快速成形数据处理的模块。其