一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法技术

本发明专利技术公开一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法，包括建立三维模型，对所述三维模型进行网格化处理，以生成STL文件，读取所述STL文件，并对从所述STL文件中读取的数据进行预处理操作，以得到预处理后的数据，识别网格化处理后的三维模型上特征高度，得到一组高度数据

【技术实现步骤摘要】
一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法
本专利技术属于3D打印
，特别是涉及一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法。
技术介绍
3D打印(3DPrinting)技术也称为快速成型(RapidPrototyping，RP)或增材制造(additivemanufacturing，AM)，是通过CAD设计并将材料逐层累加制造三维实体零件的技术。具体实现步骤分为，首先利用CAD设计或反向工程获取三维模型，并转为格式简单、具有良好的通用性的STL(Stereolithographic)格式或其他可操作格式文件进行处理；然后在选定的分层方向上，用不同高度的平面与模型相交，获得一系列的轮廓信息；再根据轮廓信息，确定打印路径及其他工艺参数，控制打印机将材料从低到高逐层堆积粘结，最后形成三维实体。材料逐层累加会使打印倾斜表面时工件表面件存在明显的阶梯误差(或台阶效应，stair-steppingeffect)及模型特征的丢失和偏移，直接影响加工件表面质量，且分层位置的确定和层数会直接影响加工件表面精度和加工效率。然而，工件的三维模型不论是由CAD软件设计还是由反向工程获取，都必须先选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法，其特征在于，所述防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法包括：建立三维模型，对所述三维模型进行网格化处理，以生成STL文件；读取所述STL文件，并对从所述STL文件中读取的数据进行预处理操作，以得到预处理后的数据；利用所述预处理后的数据，识别网格化处理后的三维模型上特征高度，得到一组高度数据h；对相邻的特征高度之间进行间距调节，即对所述高度数据h进行调节；在所述特征高度的位置进行分层切片，在相邻的特征高度之间采用顶尖高度法进行自适应分层，获得切片轮廓信息；根据所述切片轮廓信息和G代码格式生成打印文件，打印3D模型。

【技术特征摘要】
1.一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法，其特征在于，所述防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法包括：建立三维模型，对所述三维模型进行网格化处理，以生成STL文件；读取所述STL文件，并对从所述STL文件中读取的数据进行预处理操作，以得到预处理后的数据；利用所述预处理后的数据，识别网格化处理后的三维模型上特征高度，得到一组高度数据h；对相邻的特征高度之间进行间距调节，即对所述高度数据h进行调节；在所述特征高度的位置进行分层切片，在相邻的特征高度之间采用顶尖高度法进行自适应分层，获得切片轮廓信息；根据所述切片轮廓信息和G代码格式生成打印文件，打印3D模型。2.根据权利要求1所述的一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法，其特征在于：存储于所述三维模型的文件包括STL文件、AMF文件、OBJ文件、STEP文件、3MF文件、IGES文件、LEAF文件、RPI文件、RP文件。3.根据权利要求2所述的一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法，其特征在于，所述识别所述三维模型上特征高度，得到一组高度数据包括：所述三维模型的基本特征包括特征点、特征线以及特征面；特征面，平行于分层平面的三角面片即为特征面，当所述三角面片的三个顶点的Z坐标均相同时，即判定所述三角面片为特征面，特征高度为三角面片的三个顶点中的某一顶点的Z坐标；特征线，两个相邻三角面片有且只有它们共同的两个顶点的Z坐标相同，并且这两个三角面片的二面角大于阈值，两个顶点之间的连线为特征边，特征高度为所述特征边上某一顶点的Z坐标，二面角通过两个相邻三角面片的法向量计算获得，阈值通过公式(1)确定：其中，为特征边阈值，β为STL文件中所有网格边对应的二面角的均值，λ＝log(Facetres)，Facetres为CAD模型中对生成的STL网格模型精度的控制参数；特征点，若其中一个三角面片的某一个顶点P的Z坐标高于或低于所有以顶点P为顶点的三角面片的另外两个顶点的Z坐标，则顶点P为特征点，特征高度为顶点P的Z坐标。4.根据权利要求3所述的一种防止3D打印模型特征偏移的自适应分层方法，其特征在于，对相邻的特征高度之间进行间距调节，即对所述高度数据h进行调节包括：对一组高度数据h进行预处理，在所述高度数据h的首部、尾部分别插入高度为0的层高数据、三维模型最大高度的层高数据，所述高度为0的层高数据、三维模型最大高度的层高数据均为边界层高，分别检测两个边界层高与其相邻层高的间距是否小于最小层厚，如果小于最小层厚，则调节相邻层高，使边界层高与其相邻层高的间距等于最小层厚，重新升序排序高度数据h，检测调节后的层高与对应的边界层高之间是否存在层高，如果存在层高，则删除存在的层高；给定3D打印机的最大分层厚度hmax和最小分层厚度hmin，对所述边界层高之间的特征高度采用逐个遍历的方法进行检查，查找两个相邻的特征高度之间的间距是否存在小于最小层厚，如果小于最小层厚，则对两个相邻的特征高度进行调节得到特征高度调节结果，特征高度进行调节的方法具体如下：两个相邻的特征高度之间的高度差为d；向内合并：如果d≤hmin/2，将两切片层均向内偏移d/2，即合并两个层面；向外扩张：如果d＞hmin/2，将两切片层分别向外偏移|d-hmin|/2；根据所述特征高度调节结果，以及四个相邻的层高即进行调节的两个相邻的特征高度b和c，以及分别与进行调节的两个相邻的特征高度b和c相邻的两个层高a和f的最大高度差dmax，判断两个相邻的特征高度b和c在进行向内偏移或向外偏移的高度调节后，是否会对与进行调节的两个相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩江，王德鹏，夏链，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34