三维打印扫描路径生成技术研究与实现

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1、中图分类号：TP391论文编号：102870516-S218学科分类号：082503硕士学位论文三维打印扫描路径生成技术研究与实现研究生姓名吴长友学科、专业航空宇航制造工程研究方向数字化设计与制造指导教师刘浩副教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一六年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonTechnologyofScanningP

2、athGenerationfor3DPrintingAThesisinAerospaceManufacturingEngineeringByWUCHANGYOUAdvisedbyAssociateProf.LiuHaoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2016承诺书本人声明所呈交的博／硕±学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加标注和致谢的地方外

3、，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描，可Ｗ采用影印等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名；友，ｙ＇ｗ日期：如ｙ南京航空航天大学硕士学位论文摘要三维打印技术是基于材料叠加的原理，可以制造出任意复杂几何形状的实体，目前被认为是最具有发展前景的技术之一。随着该技术在各个领域应用的不断扩大，

4、人们对成型质量和效率的要求越来越高。为了满足高质量高效率的打印，本文对三维打印中的模型分层处理、扫描路径生成等方面开展了深入的研究。主要研究内容如下：(1)针对离散模型本身存在的缺陷及分层效率低的问题，提出了一种具有容错能力的快速分层算法。首先通过分组算法，将模型的每个三角面片放入相应的区间组中，使切平面与对应区间组中的三角面片直接进行求交运算；然后通过分析缺陷模型对切片轮廓生成的影响，在交线段有序化的过程中对单边、孤边、不封闭轮廓等问题进行相应处理，提高了分层算法的稳定性。(2)针对分形扫描路径在三维打印中的应用，对分形扫描

5、路径缺陷问题的优化技术进行了研2究。采用三次均匀B样条对裁剪之后路径中的拐角进行过渡处理，实现了扫描路径的C阶连续；提出了基于改进的蚁群算法对分形扫描路径进行连接，减少了同一切片层上的空行程和跳刀。(3)针对轻量化模型的快速制造并保证其具有较好的力学性能，提出一种多参数可控式蜂窝状路径生成方法。首先依据模型包围盒大小，确定蜂窝状路径单元的初始填充区域，然后根据切片层上每个蜂窝状路径单元与实际填充区域的位置关系，对蜂窝状路径单元网格进行裁剪，只保留切片层上实际填充区域内的路径单元。通过上述研究工作，基于VS2008平台自主研发了

6、三维打印分层、扫描路径生成的软件模块，通过实际打印测试，取得了良好的效果。关键词：三维打印，分层处理，分形路径，模型轻量化，蜂窝状路径i三维打印扫描路径生成技术研究与实现ABSTRACT3Dprintingtechnologyisbasedontheprincipleofmaterialadditive,anditcanbemadearbitrarilycomplexgeometryentity,whichisnowknownasoneofthemostpromisingtechnology.Withtheapplicatio

7、nofthetechnologyindifferentareasgrowing,peopletakethemoreandmorehighrequesttotheformingqualityandefficiency.Toachievethehighqualityandefficiencytoprint,wedoathoroughresearchfor3Dprintingtechnologyofmodelslicingandscanningpathgeneratingsoonseveralaspectsinthispaper.T

8、heconcreteresearchcontentisasfollows:(1)Aimingattheproblemthatthediscretemodelisflawedandmodelslicingisinefficient,theslicingalgorithmwith