3D打印义齿支架的支撑生成方法技术

一种3D打印义齿支架的支撑生成方法，包括如下步骤：S1：导入需要生成支撑的模型，对模型在xy平面进行投影，在模型的平面投影范围内生成基杆阵列，该基杆竖直设置；S2：在相邻基杆之间通过横梁进行连接，该横梁水平设置；S3：在模型上设定有待支撑部，从基杆和横梁上倾斜生成有支撑杆，该支撑杆对所述待支撑部提供支持；S4：对基杆和横梁上密集的支撑杆进行剪枝。支撑在对模型精细部位提供重点支持的情况下,较大限度地减少与模型的不必要接触,保证了模型自身成型效果,同时方便去除,去除支撑不会再次影响模型形状。

Support generation method of 3D printing denture support

【技术实现步骤摘要】
3D打印义齿支架的支撑生成方法
本专利技术涉及3D打印领域，具体涉及3D打印义齿支架的支撑生成方法。
技术介绍
在3D打印领域中，现有的义齿支架的支撑方式消耗金属粉末较多,打印成本高。现有支撑设计方案通常只对模型提供竖直方向的支持,缺少水平方向拉力,易发生水平方向的形变。同时，由于义齿支架模型复杂,精细部位较多,既要求支撑有足够数量和强度,同时要求支撑易去除。采用传统的设计方案设计的义齿支撑架难以满足以上要求，因此，为了解决提出的问题，需要提供一种新的用于义齿支架支撑的生成方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出3D打印义齿支架的支撑生成方法，具体技术方案如下：一种3D打印义齿支架的支撑生成方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：导入需要生成支撑的模型，对模型在xy平面进行投影，在模型的平面投影范围内生成基杆阵列，该基杆竖直设置；S2：在相邻基杆之间通过横梁进行连接，该横梁水平设置；S3：在模型上设定有待支撑部，从基杆和横梁上倾斜生成有支撑杆，该支撑杆对所述待支撑部提供支持；S4：对基杆和横梁上密集的支撑杆进行剪枝。为更好的实现本方案，进一步地：所述S1包括如下步骤：S11：导入需要生成支撑的模型，读取该模型的三角面片，生成模型的最小包围盒；S12：将包围盒在xy平面进行投影，得到模型投影范围，对模型投影范围进行栅格化；取得模型在每个栅格对应的最小高度，得到带高度的模型投影位图S；S13：在模型投影范围内选取栅格组成方阵；S14：从组成该方阵的栅格中生成基杆，该基杆的长度为该栅格对应的最小高度。进一步地：所述S2包括如下步骤：S21：相邻基杆之间通过横梁进行连接，所述横梁包括两个直角梯形片，所述横梁本身高度为h，直角梯形片的倾斜角为alpha；S22：确定相邻两个基杆之间的每层横梁高度，每层横梁高度按照H＝n*h，n＝1、2、3……；S23：若横梁高度H小于基杆和相邻基杆的高度，则添加两个三角片将两基杆连接起来。进一步地：所述S3包括如下步骤：S31：在模型上设定有待支撑部，在基杆和横梁上倾斜向外生长有支撑杆，确定支撑杆的倾斜角beta；S32：设置有待支撑点集V，通过带高度的模型投影位图S，得到模型上的极低点，将模型上的极低点加入到待支撑点集V中，所述极低点定义为，一个点低于所有与它关联的点；S33：将每四个基杆及其相连接横梁组成的方格划分为9个子区域，在每个区域内选取模型在该区域对应的最低点，将所有最低点加入到待支撑点集V中；S34：以模型投影位图S为基础，提取出模型外轮廓线，在外轮廓线上等距离选取点作为模型边缘支撑点，将该边缘支撑点加入到待支撑点集V中；S35：对待支撑点集V中的每个待支撑点，从横梁或者基杆上选定生长点，从该生长点倾斜生长出到该待支撑点的支撑杆，该支撑杆的倾斜角为beta；S36：若横梁或基杆高度不能满足支撑杆的倾斜角beta，则生长点下移一层横梁；如果直到下移到最下层横梁均不能满足倾斜角beta，则从底板上直接生长到该待支撑点的竖直支撑杆。进一步地：所述S4包括如下步骤：S41：设定支撑领域范围半径阈值r；S42：依次判断各支撑杆与相邻支撑杆的距离关系,若有距离小于r,则按支撑点位优先级排序,去除优先级较低的点位上的支撑，所述待支撑点的优先级排序为，极低点>区域最低点>边缘点。进一步地：所述S34中外轮廓线提取包括如下步骤：S341：遍历投影位图s中的所有点，若一个点不是上下左右四个方向都有相邻点，则将其加入边缘点集V1；S342：边缘点集V1中的点分别设置为三种标记：未探索点，外轮廓点，非外轮廓点；初始将所有点都标记为未探索点，设定最小探索步数min_step为10，使用栈Stack记录外轮廓提取结果；S343：取边缘点集V1中x值最小的一个点记录为搜索起点，同时将其作为当前点，开始搜索；S344：在当前点的四连通区域寻找相邻点：S3441：如果找到了标记是未探索点的相邻点，则将当前点标记为外轮廓点，压入栈Stack，并将相邻点作为当前点，探索步数增加，回到S344；S3442：如果没找到未探索点，且当前探索步数大于min_step，且搜索起点位于四连通区域，进入S3443，否则，进入S3444；S3443：则将当前点标记为外轮廓点，压入栈Stack，并结束搜索，进入S345中；S3444：将当前点标记为非外轮廓点，从栈Stack中弹出栈顶点作为新当前点，探索步数减一，回到S344；S345：当没有未探索点或满足外轮廓线闭合时，搜索结束，栈Stack中的点即组成外轮廓线。本专利技术的有益效果为：第一，一体化的结构性支撑能对模型提供更全方位的支持。第二，桁架式镂空设计,既稳固又轻巧,降低了用于打印支撑的材料成本。第三，支撑在对模型精细部位提供重点支持的情况下,较大限度地减少与模型的不必要接触,保证了模型自身成型效果,同时方便去除,去除支撑不会再次影响模型形状。第四，对支撑的剪枝和退让,使得打印过程不会发生重熔等现象,避免了打印过程中烧结实体凸起而对打印机造成的损害,延长了机器零部件使用寿命。附图说明图1为本专利技术的工作流程图；图2为本专利技术生成结构第一示意图；图3为本专利技术生成结构第二示意图；图4为图3的俯视图；图中附图编号说明为，基杆1、横梁2、支撑架3。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。如图1所示：一种3D打印义齿支架的支撑生成方法，包括如下步骤：S1：导入需要生成支撑的模型，对模型在xy平面进行投影，在模型的平面投影范围内生成基杆阵列，该基杆竖直设置；其中，在本实施例中，所述S1包括如下步骤：S11：导入需要生成支撑的模型，读取该模型的三角面片，生成模型的最小包围盒；S12：将包围盒在xy平面进行投影，得到模型投影范围，对模型投影范围进行栅格化；取得模型在每个栅格对应的最小高度，得到带高度的模型投影位图S；S13：在模型投影范围内选取栅格组成方阵；S14：从组成该方阵的栅格中生成基杆，该基杆的长度为该栅格对应的最小高度。S2：在相邻基杆之间通过横梁进行连接，该横梁水平设置；在本实施例中，所述S2包括如下步骤：S21：相邻基杆之间通过横梁进行连接，所述横梁包括两个直角梯形片，所述横梁本身高度为h，直角梯形片的倾斜角为alpha，其中，h和alpha用来描述直角梯形，是算法的输入量，可以在具体的工艺适配实验中调整。S22：确定相邻两个基杆之间的每层横梁高度，每层横梁高度按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印义齿支架的支撑生成方法，其特征在于：/n包括如下步骤：/nS1：导入需要生成支撑的模型，对模型在xy平面进行投影，在模型的平面投影范围内生成基杆阵列，该基杆竖直设置；/nS2：在相邻基杆之间通过横梁进行连接，该横梁水平设置；/nS3：在模型上设定有待支撑部，从基杆和横梁上倾斜生成有支撑杆，该支撑杆对所述待支撑部提供支持；/nS4：对基杆和横梁上密集的支撑杆进行剪枝。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印义齿支架的支撑生成方法，其特征在于：
包括如下步骤：
S1：导入需要生成支撑的模型，对模型在xy平面进行投影，在模型的平面投影范围内生成基杆阵列，该基杆竖直设置；
S2：在相邻基杆之间通过横梁进行连接，该横梁水平设置；
S3：在模型上设定有待支撑部，从基杆和横梁上倾斜生成有支撑杆，该支撑杆对所述待支撑部提供支持；
S4：对基杆和横梁上密集的支撑杆进行剪枝。


2.根据权利要求1所述3D打印义齿支架的支撑生成方法，其特征在于：
所述S1包括如下步骤：
S11：导入需要生成支撑的模型，读取该模型的三角面片，生成模型的最小包围盒；
S12：将包围盒在xy平面进行投影，得到模型投影范围，对模型投影范围进行栅格化；
取得模型在每个栅格对应的最小高度，得到带高度的模型投影位图S；
S13：在模型投影范围内选取栅格组成方阵；
S14：从组成该方阵的栅格中生成基杆，该基杆的长度为该栅格对应的最小高度。


3.根据权利要求1所述3D打印义齿支架的支撑生成方法，其特征在于：所述S2包括如下步骤：
S21：相邻基杆之间通过横梁进行连接，所述横梁包括两个直角梯形片，所述横梁本身高度为h，直角梯形片的倾斜角为alpha；
S22：确定相邻两个基杆之间的每层横梁高度，每层横梁高度按照H＝n*h，n＝1、2、3……；
S23：若横梁高度H小于基杆和相邻基杆的高度，则添加上述两个直角梯形片将两基杆连接起来。


4.根据权利要求1所述3D打印义齿支架的支撑生成方法，其特征在于：所述S3包括如下步骤：
S31：在模型上设定有待支撑部，在基杆和横梁上倾斜向外生长有支撑杆，确定支撑杆的倾斜角beta；
S32：设置有待支撑点集V，通过带高度的模型投影位图S，得到模型上的极低点，将模型上的极低点加入到待支撑点集V中，所述极低点定义为，一个点低于所有与它关联的点；
S33：将每四个基杆及其相连接横梁组成的方格划分为9个子区域，在每个区域内选取模型在该区域对应的最低点，将所有最低点加入到待支撑点集V中；
S34：以模型投影位图S为基础，提取出模型外轮廓线，在外轮廓线上...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡啸笛，
申请(专利权)人：重庆塞领科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50