【技术实现步骤摘要】
本申请涉及3d打印结构优化，具体而言，涉及一种支撑结构的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质和电子设备。
技术介绍
1、3d打印是一种以材料逐层叠加的方式制造三维实体的增材制造技术，其克服了目前传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，实现任意复杂结构部件的简单化生产。当前3d打印技术类型多样，工艺实现细节也相差较大，但在成型工艺过程中，通过添加额外的辅助支撑结构以提升模型打印成功率，几乎是必须工艺步骤。支撑结构设计是否合理，如支撑不足等，都将直接影响模型打印的成型精度和成功率。
2、随着结构仿真cae(computer aided engineering，计算机辅助工程)技术的成熟以及3d打印技术的发展，基于力学仿真方法解决3d打印相关工艺困难点的研究逐渐成为热点，而在dlp(digital light processing，数字光处理)3d打印技术中基于支撑力学性能仿真方法指导支撑结构设计将是非常高效有意义的。目前支撑结构的类型多种多样，有树叉型、脚手架型、立柱型等，但几乎都是通过模型几何特征和实践经验生成，目前缺乏准确合理的评估方法。
3、目前大多数支撑结构设计都采用几何特征检测与经验相结合的方法，即通过模型适印性特征的检测，来大致确定支撑结构接触点的位置，再通过大量的3d打印实践对支撑的疏密进行简单调节。例如：根据通过检测模型轮廓中出现与垂直面夹角大于45°时，在斜面按照等间距或其它自定义分布，或借鉴经验手动设置支撑。
4、现有支撑确定方法仅从几何角度，通过检测模型适印性几何特征进行添加支
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种支撑结构的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质和电子设备，以至少解决现有技术确定的支撑结构不合理，造成3d打印过程中三维模型容易脱落的问题。
2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种支撑结构的确定方法，包括：获取打印模型的数据文件和材料属性参数，打印模型为待打印的三维模型；根据数据文件和材料属性参数，生成初始支撑结构和包括初始支撑结构的目标有限元模型；确定目标有限元模型是否符合应力强度条件；在目标有限元模型不符合应力强度条件的情况下，对目标有限元模型中的初始支撑结构进行调整，使得调整后的目标有限元模型符合应力强度条件，得到目标支撑结构；根据目标支撑结构，对打印模型进行3d打印。
3、可选地，根据数据文件和材料属性参数，生成初始支撑结构和包括初始支撑结构的目标有限元模型，包括：根据数据文件和材料属性参数，生成打印模型的有限元模型，得到第一有限元模型；根据数据文件，生成初始支撑结构的参数化文件，初始支撑结构为在打印过程中支撑打印模型的结构；根据参数化文件生成初始支撑结构的有限元模型，得到第二有限元模型；根据参数化文件合并第一有限元模型和第二有限元模型，得到包括初始支撑结构和打印模型的目标有限元模型。
4、可选地，根据参数化文件生成初始支撑结构的有限元模型，得到第二有限元模型，包括：根据参数化文件，对初始支撑结构进行划分和建模，得到第二有限元模型。
5、可选地，根据参数化文件合并第一有限元模型和第二有限元模型，得到包括初始支撑结构和打印模型的目标有限元模型，包括：根据参数化文件，确定初始支撑结构与打印模型之间连接节点的位置坐标，得到接触位置坐标；根据接触位置坐标，确定第一有限元模型中与连接节点距离最近的多面体单元，得到目标多面体单元；利用有限元方法中的多点约束方程，将目标多面体单元与第二有限元模型进行力学关系的耦合和传递，得到初始有限元模型；对初始有限元模型施加边界约束和载荷约束，得到目标有限元模型。
6、可选地，根据接触位置坐标，确定第一有限元模型中与连接节点距离最近的多面体单元，得到目标多面体单元，包括：根据接触位置坐标，采用构建k-d树的算法，确定第一有限元模型中与连接节点距离最近的多面体单元，得到目标多面体单元。
7、可选地，确定目标有限元模型是否符合应力强度条件，包括：计算目标有限元模型中所有节点的应力，得到目标应力分布，以及根据数据文件计算目标有限元模型中所有节点的位移变形，得到目标位移分布，位移变形包括打印模型与目标有限元模型中对应节点的位移量以及初始支撑结构与目标有限元模型中对应节点的位移量；根据目标应力分布和目标位移分布，确定目标有限元模型是否符合应力强度条件，在目标有限元模型中节点的应力小于或者等于材料的屈服应力的情况下，确定目标有限元模型中节点符合应力强度条件。
8、可选地，根据数据文件和材料属性参数，生成打印模型的有限元模型，得到第一有限元模型，包括：根据数据文件对打印模型进行网格划分，得到网格模型数据；根据网格模型数据和材料属性参数，采用多面体单元，构建打印模型的有限元模型，得到第一有限元模型。
9、可选地，对目标有限元模型中的初始支撑结构进行调整，包括：根据目标有限元模型中不符合应力强度条件的节点，对目标有限元模型中的初始支撑结构中的连接杆进行增加和删除。
10、根据本申请的另一方面，提供了一种支撑结构的确定装置，包括：获取单元，用于获取打印模型的数据文件和材料属性参数，打印模型为待打印的三维模型；生成单元，用于根据数据文件和材料属性参数，生成初始支撑结构和包括初始支撑结构的目标有限元模型；确定单元，用于确定目标有限元模型是否符合应力强度条件；调整单元，用于在目标有限元模型不符合应力强度条件的情况下，对目标有限元模型中的初始支撑结构进行调整，使得调整后的目标有限元模型符合应力强度条件，得到目标支撑结构；打印单元，用于根据目标支撑结构，对打印模型进行3d打印。
11、可选地，生成单元包括：第一生成子单元，用于根据数据文件和材料属性参数，生成打印模型的有限元模型，得到第一有限元模型；第二生成子单元，用于根据数据文件，生成初始支撑结构的参数化文件，初始支撑结构为在打印过程中支撑打印模型的结构；第三生成子单元，用于根据参数化文件生成初始支撑结构的有限元模型，得到第二有限元模型；合并子单元，用于根据参数化文件合并第一有限元模型和第二有限元模型，得到包括初始支撑结构和打印模型的目标有限元模型。
12、根据本申请的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行任意一种的支撑结构的确定方法。
13、根据本申请的又一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行任意一种的支撑结构的确定方法。
14、应用本申请的技术方案，首先获取待打印的三维模型的数据文件和材料属性参数，然后根据数据文件和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种支撑结构的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述数据文件和所述材料属性参数，生成初始支撑结构和包括所述初始支撑结构的目标有限元模型，包括：
3.根据权利要求2所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述参数化文件生成所述初始支撑结构的所述有限元模型，得到第二有限元模型，包括：
4.根据权利要求2所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述参数化文件生成所述初始支撑结构的所述有限元模型，得到第二有限元模型，包括：
5.根据权利要求4所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述接触位置坐标，确定所述第一有限元模型中与所述连接节点距离最近的多面体单元，得到目标多面体单元，包括：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，确定所述目标有限元模型是否符合应力强度条件，包括：
7.根据权利要求2至5中任一项所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述数据文件和所述材料属性参数，生成所述打印模型的有限元模型，得到第一有限元模型
8.根据权利要求1至5中任一项所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，对所述目标有限元模型中的所述初始支撑结构进行调整，包括：
9.一种支撑结构的确定装置，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的支撑结构的确定装置，其特征在于，所述生成单元包括：
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的支撑结构的确定方法。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至8中任意一项所述的支撑结构的确定方法。
...【技术特征摘要】
1.一种支撑结构的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述数据文件和所述材料属性参数，生成初始支撑结构和包括所述初始支撑结构的目标有限元模型，包括：
3.根据权利要求2所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述参数化文件生成所述初始支撑结构的所述有限元模型，得到第二有限元模型，包括：
4.根据权利要求2所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述参数化文件生成所述初始支撑结构的所述有限元模型，得到第二有限元模型，包括：
5.根据权利要求4所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，根据所述接触位置坐标，确定所述第一有限元模型中与所述连接节点距离最近的多面体单元，得到目标多面体单元，包括：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的支撑结构的确定方法，其特征在于，确定所述目标有限元模型是否符合应力强度条件，包括：
7.根据权利要求2至5中任一项所述的支...
【专利技术属性】
技术研发人员：段德昊，邓苗，刘东平，李裕升，
申请(专利权)人：广州黑格智造信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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