支撑结构生成方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于3D打印模型预处理技术领域，尤其涉及支撑结构生成方法、装置、电子设备及存储介质；所述方法包括：获取3D模型的三角网格模型；零平面对齐和抬高三角网格模型；在零平面上划分预设方格并获取模型网格边线端点投影范围S1和超投影范围S2；由S2内预设方格中心点沿Z轴向上引射直线与网格三角平面取交点及坐标并按高度排序；对逐条直线上的排序交点分别确定为支撑顶点或支撑根点或非支撑点；由各个支撑顶点中选取目标支撑顶点并由目标支撑顶点向下引出支撑单元连接最近的支撑根点；将3D模型和支撑单元的整体三维数据储存于计算机存储单元；本方法可实现一键自动添加模型支撑结构，尤其可实现具有层间结构模型的支撑自动生成。动生成。动生成。

【技术实现步骤摘要】
支撑结构生成方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术属于3D打印模型预处理
，具体涉及支撑结构生成方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]三维(Three Dimensiona，简称3D)打印技术是以数字化模型为基础的新型快速成型技术，通过逐层打印的方式来制造模型，是与传统模具生产制造完全不同的成型技术。目前在现有的光固化3D打印技术中，普遍先采用3D预处理软件对SOLIDWORKS等工业设计软件生成的三角网格拼接组成的3D模型进行模型预处理后，再根据所生成的切片数据进行光固化3D打印。3D打印处理过程为，先把数字化模型按照指定的层高分成若干个层切片，从低到高逐层往上打印，每一层都是在前面的一层基础上进行叠加，如果当前层的上一层为空，则当前层不能被撑住，该位置就会打印失败。因此需要对模型悬空位置添加等高支撑单元，使模型本体受到支撑。
[0003]目前的现有技术中如已公开申请号为CN202010730219.2的专利技术申请《一种支撑结构生成方法、装置、电子设备以及存储介质》公开的支撑结构生成方法，提供了一种简单的支撑结构生成方法，可以针对3D模型取得分布均匀的目标采样点进而添加均匀分布的模型支撑。但是该方法无法对具有层间结构或侧面具有内凹特征的模型，实现层间结构或内凹位置的支撑自动生成，并基于此相应提供具有实质的悬吊点、悬边、斜面支撑自动生成方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对
技术介绍
中的情况，对普通外凸模型提供自动生成相对均匀底部支撑结构的方法；对具有层间结构或侧面具有内凹特征的模型，提供自动生成相对均匀底部支撑结构和层间支撑结构的方法；对模型悬吊点，提供自动生成悬吊点支撑结构的方法；对模型悬吊边，提供自动生成悬吊边支撑结构的方法；对模型斜面，提供自动生成斜面支撑结构的方法。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种支撑结构生成方法，其包括以下步骤：
[0007]S100、获取3D模型的三角网格模型；
[0008]S200、零平面对齐和抬高三角网格模型；
[0009]S300、在零平面上划分预设方格并获取模型网格边线端点投影范围S1和超投影范围S2；
[0010]S400、由S2内预设方格中心点沿Z轴向上引射直线与网格三角平面取交点及坐标并按高度排序；
[0011]S500、对逐条直线上的排序交点分别确定为支撑顶点或支撑根点或非支撑点；
[0012]S600、由各个支撑顶点中选取目标支撑顶点并由目标支撑顶点向下引出支撑单元
连接最近的支撑根点；
[0013]S700、将3D模型和支撑单元的整体三维数据储存于计算机存储单元。
[0014]相应的，所述步骤S200又包括：
[0015]S202、以最小模型框底部中心对齐零平面中心；
[0016]S204、将三角网格模型由零平面向上抬高预设距离H毫米。
[0017]相应的，所述步骤S300又包括：
[0018]S302、遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；
[0019]S304、获取三角网格的全部边线端点作为取样点的第一集合；
[0020]S306、将第一集合中全部边线端点对零平面进行垂直投影；
[0021]S308、获取零平面上的投影点和各投影点的零平面坐标；
[0022]S310、在零平面上以中心为原点划分边长为X毫米的预设方格；
[0023]S312、获取零平面上投影点的投影范围S1；
[0024]S314、获取超出且包含投影范围S1的超投影范围S2。
[0025]相应的，所述步骤S400又包括：
[0026]S402、由超投影范围S2内预设方格的中心点沿Z轴方向向上引射直线作为直线的第二集合；
[0027]S404、获取第二集合中各直线与所有三角网格平面的交点及其坐标；
[0028]S406、对各直线上交点按所在高度由低到高进行排序。
[0029]相应的，所述步骤S500又包括：
[0030]S502、对逐条直线确定第2K+1点为支撑顶点；
[0031]S504、对逐条直线确定第2K点为支撑根点；
[0032]S506、对逐条直线确定最高点为非支撑点。
[0033]相应的，所述步骤S600又包括：
[0034]S602、由各个支撑顶点中依次两两选取距离超过X0毫米的支撑顶点作为目标支撑顶点；
[0035]S604、由各个目标支撑顶点向下引出支撑单元连接最近的支撑根点。
[0036]更进一步，所述的支撑结构生成方法，还包括以下步骤：
[0037]S520、分层截取所有三角网格获取每层的独立闭合路径并将相邻层的独立闭合路径进行叠合匹配，以未叠合配对的独立闭合路径所在三角网格边线的最低端点确定为悬吊顶点并生成支撑单元。
[0038]相应的，所述步骤S520又包括：
[0039]S522、遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；
[0040]S524、将3D模型按预设层厚Y毫米以横截平面分层截取所有三角网格；
[0041]S526、获取每层横截平面上的M
i
个独立闭合路径；
[0042]S528、将第N层中M
n
个独立闭合路径与第N+1层中M
n+1
个独立闭合路径进行叠合匹配；
[0043]S530、确定第N+1层中未叠合配对的独立闭合路径所在三角网格边线的最低端点为悬吊顶点；
[0044]S532、以各个悬吊点为圆心将预设半径R1毫米范围内的支撑顶点确定为非支撑
点；
[0045]S534、由各悬吊顶点沿垂直向下引出直线与最近的平面相交获取交点作为悬吊根点；
[0046]S536、由各悬吊顶点向下引出支撑单元连接悬吊根点。
[0047]具体的，所述M、N为正整数。
[0048]更进一步，所述的支撑结构生成方法，还包括以下步骤：
[0049]S540、获取引射直线交点数量并对范围S1和S2交界处邻界内直线L1与邻界外直线L2的交点数量进行比较参考L2上无交点以确定L1直线上第2K+1点为悬边顶点以及第2K点为悬边根点并生成支撑单元。
[0050]相应的，所述步骤S540又包括：
[0051]S542、遍历获取第二集合中各引射直线上的交点数量；
[0052]S544、对范围S1和S2交界处邻边界内直线L1逐一比较其与邻边界外相邻直线L2的交点数量；
[0053]S546、参考邻边界外相邻直线L2上无交点以确定邻边界内直线L1为待选直线；
[0054]S548、对逐一待选直线确定第2K+1点为悬边顶点；
[0055]S550、对逐一待选直线确定第2K点为悬边根点；
[0056]S552、对逐一待选直线确定最高点为非支撑点；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支撑结构生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、获取3D模型的三角网格模型；S200、零平面对齐和抬高三角网格模型；S300、在零平面上划分预设方格并获取模型网格边线端点投影范围S1和超投影范围S2；S400、由S2内预设方格中心点沿Z轴向上引射直线与网格三角平面取交点及坐标并按高度排序；S500、对逐条直线上的排序交点分别确定为支撑顶点或支撑根点或非支撑点；S600、由各个支撑顶点中选取目标支撑顶点并由目标支撑顶点向下引出支撑单元连接最近的支撑根点；S700、将3D模型和支撑单元的整体三维数据储存于计算机存储单元。2.根据权利要求1所述的支撑结构生成方法，其特征在于，所述步骤S200又包括：S202、以最小模型框底部中心对齐零平面中心；S204、将三角网格模型由零平面向上抬高预设距离H毫米。3.根据权利要求1所述的支撑结构生成方法，其特征在于，所述步骤S300又包括：S302、遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；S304、获取三角网格的全部边线端点作为取样点的第一集合；S306、将第一集合中全部边线端点对零平面进行垂直投影；S308、获取零平面上的投影点和各投影点的零平面坐标；S310、在零平面上以中心为原点划分边长为X毫米的预设方格；S312、获取零平面上投影点的投影范围S1；S314、获取超出且包含投影范围S1的超投影范围S2。4.根据权利要求1所述的支撑结构生成方法，其特征在于，所述步骤S400又包括：S402、由超投影范围S2内预设方格的中心点沿Z轴方向向上引射直线作为直线的第二集合；S404、获取第二集合中各直线与所有三角网格平面的交点及其坐标；S406、对各直线上交点按所在高度由低到高进行排序。5.根据权利要求1所述的支撑结构生成方法，其特征在于，所述步骤S500又包括：S502、对逐条直线确定第2K+1点为支撑顶点；S504、对逐条直线确定第2K点为支撑根点；S506、对逐条直线确定最高点为非支撑点。6.根据权利要求1所述的支撑结构生成方法，其特征在于，所述步骤S600又包括：S602、由各个支撑顶点中依次两两选取距离超过X0毫米的支撑顶点作为目标支撑顶点；S604、由各个目标支撑顶点向下引出支撑单元连接最近的支撑根点。7.根据权利要求1所述的支撑结构生成方法，其特征在于，还包括以下步骤：S520、分层截取所有三角网格获取每层的独立闭合路径并将相邻层的独立闭合路径进行叠合匹配，以未叠合配对的独立闭合路径所在三角网格边线的最低端点确定为悬吊顶点并生成支撑单元。
8.根据权利要求7所述的支撑结构生成方法，其特征在于，所述步骤S520又包括：S522、遍历拼接组成3D模型的所有三角网格；S524、将3D模型按预设层厚Y毫米以横截平面分层截取所有三角网格；S526、获取每层横截平面上的M
i
个独立闭合路径；S528、将第N层中M
n
个独立闭合路径与第N+1层中M
n+1
个独立闭合路径进行叠合匹配；S530、确定第N+1层中未叠合配对的独立闭合路径所在三角网格边线的最低端点为悬吊顶点；S532、以各个悬吊点为圆心将预设半径R1毫米范围内的支撑顶点确定为非支撑点；S534、由各悬吊顶点沿垂直向下引出直线与最近的平面相交获取交点作为悬吊根点；S536、由各悬吊顶点向下引出支撑单元连接悬吊根点。9.根据权利要求1所述的支撑结构生成方法，其特征在于，还包括以下步骤：S540、获取引射直线上交点数量并对范围S1和S2交界处邻界内直线L1与邻界外直线L2的交点数量进行比较参考L2上无交点以确定L1直线上第2K+1点为悬边顶点以及第2K点为悬边根点并生成支撑单元。10.根据权利要求9所述的支撑结构生成方法，其特征在于，所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClG零六F三零一零，
申请(专利权)人：深圳市创必得科技有限公司，
类型：发明
国别省市：