3D打印轮廓偏置填充路径规划算法制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印轮廓偏置填充路径规划算法，主要包括如下步骤：步骤1，获取偏置轮廓链表；步骤2，确定与X坐标轴成θ角度直线逼近偏置轮廓曲线，确定外接正方形；步骤3，确定对应的矩阵阶数并递推计算得到Hilbert矩阵，划分网格并对网格编号；步骤4，确定网格与偏置轮廓的相对位置关系，找出与偏置轮廓相交的边缘网格并重新确定扫描路径连接点；步骤5，判断边缘网格连接点之间偏置轮廓的凹凸性，若呈凹陷状，则将该段凹陷轮廓嵌入两边缘网格连接点之间；步骤6，按照网格编号对从小到大进行排序，顺序连接网格连接点得到数条有序的路径曲线。步骤7，改变θ值，重复步骤1

【技术实现步骤摘要】
3D打印轮廓偏置填充路径规划算法


[0001]本专利技术属于3D打印前处理
，涉及3D打印轮廓偏置填充路径规划算法。

技术介绍

[0002]目前，国内所使用的前处理软件大多来自国外的开源软件或者进行简单的汉化，这些软件虽说可以完成大多模型的预处理工作，但是算法效率低、稳定性差，特别是对于较复杂模型的前处理，对核心算法的理解并不深刻。目前现有的填充路径规划方式主要有平行线填充、偏置填充、分区填充。平行线填充算法简单且速度较快，但扫描线均为平行直线，每条路径的收缩应力均为同一方向，增加了制件的翘曲变形。偏置填充可以减小翘曲变形且打印头空行程较少，但扫描路径算法计算复杂度高。分区填充对复杂轮廓可以化繁为简，但制件各方向的力学性能各异。
[0003]由于Hilbert曲线的连接点为网格中心点，针对复杂轮廓划分网格时，边缘网格中心点有可能在轮廓内部，也有可能在轮廓外部，这样规划的填充路径可能与轮廓粘连不牢固或超出轮廓的现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种3D打印轮廓偏置填充路径规划算法，采用该算法能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.3D打印轮廓偏置填充路径规划算法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，根据分层得到轮廓链表，剔除链表中的细小轮廓线后进行等距偏置，得到偏置轮廓链表；步骤2，针对步骤1得到的偏置轮廓链表，确定与X坐标轴成θ角度直线逼近偏置轮廓曲线，找出偏置轮廓的外接矩形，从而确定外接正方形；步骤3，根据填充密度与Hilbert矩阵的阶数的关系，确定对应的矩阵阶数并递推计算得到Hilbert矩阵；然后根据步骤2得到的外接正方形划分网格并对网格编号；步骤4，确定网格与偏置轮廓的相对位置关系，舍掉偏置轮廓外的网格，找出与偏置轮廓相交的边缘网格并重新确定扫描路径连接点；步骤5，判断边缘网格连接点之间偏置轮廓的凹凸性，若呈凹陷状，则将该段凹陷轮廓嵌入两边缘网格连接点之间；步骤6，按照网格编号从小到大进行排序，顺序连接网格连接点得到数条有序的路径曲线。2.根据权利要求1所述3D打印轮廓偏置填充路径规划算法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：步骤1.1，遍历轮廓链表，合并轮廓中的细小轮廓，得到新的轮廓链表；步骤1.2，设置偏置距离L，遍历新的轮廓链表，依次进行等距偏置，得到偏置的轮廓数据链表。3.根据权利要求2所述3D打印轮廓偏置填充路径规划算法，其特征在于：所述步骤2包括如下步骤：步骤2.1，过打印边界矩形的四个顶点做正方形，第二象限正方形边与X轴正方向成θ角度；步骤2.2，遍历偏置轮廓链表，逐点与正方形边求矩，分别找出轮廓上与各正方形边距离最近的点；从而确定偏置轮廓的外接矩形；步骤2.3，在外接矩形的基础上，以矩形较长边为边长，确定一个与X轴成θ角度的外接正方形。4.根据权利要求3所述3D打印轮廓偏置填充路径规划算法，其特征在于：所述步骤3的具体过程为：步骤3.1，求整数最小Hilbert矩阵阶数K，满足以下公式：其中，b线材挤压后宽度；M为填充密度设置参数0
‑
1；D为轮廓外接正方形边长；步骤3.2，递推求得K阶Hilbert矩阵；步骤3.3，以外接正方形的一顶点为起始点划分网格，以外接最小正方形的顶点(X2,Y2)为起始点，计算每个网格的顶点及中心点坐标，具体为：根据如下公式计算每个网格的边长为d：遍历轮廓线链表，求得...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宏伟，李佳，叶文斌，张航，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：