三維超材料微納加工中自適應(yīng)切片新方法的研究.pdf

1、超材料（Metamaterial）是一種由三維微納結(jié)構(gòu)構(gòu)成的人工復(fù)合材料，具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)某些奇異功能或者在相同的功能上會(huì)表現(xiàn)的更加優(yōu)越。
　　超材料具有廣闊的應(yīng)用前景，在微電子、微光子、航天航空等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。為了使三維超材料在這些領(lǐng)域取得成功應(yīng)用，關(guān)鍵在于高效精密且低成本地實(shí)現(xiàn)三維超材料的制造?；陲w秒激光雙光子聚合（Two Photon Polymerization，簡(jiǎn)稱TPP）的加工方法

2、被認(rèn)為是最有效、最有發(fā)展前途的工藝方法之一。這種加工方法利用了增材制造（Additive Manufacturing，簡(jiǎn)稱AM）技術(shù)原理，其核心思想是“切片——疊加”。本文主要從三維超材料微納加工過(guò)程中數(shù)據(jù)模型的特征、優(yōu)勢(shì)分析及其可視化和切片處理三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的研究，主要包括以下內(nèi)容：
　?。?）為了保證三維超材料的幾何表達(dá)精度以及獲得合適的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，本文在一種新的接口文件格式——增材制造文件格式（Additive Manuf

3、acturing File Format，簡(jiǎn)稱AMF）的數(shù)據(jù)模型框架下來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)三維超材料結(jié)構(gòu)的表達(dá)。詳細(xì)的分析研究AMF文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、幾何原則以及AMF模型的曲面、曲邊三角形網(wǎng)格；并通過(guò)對(duì)比高腳杯模型的AMF文件和STL文件的存儲(chǔ)量大小，分析AMF文件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量?jī)?yōu)勢(shì)。
　?。?）利用三維圖形庫(kù)OpenGL的圖形渲染處理能力和交互式場(chǎng)景處理能力，在Visual C++6.0環(huán)境下采用MFC的方式進(jìn)行編程，完成了AMF文件數(shù)據(jù)的讀

4、取、存儲(chǔ)以及AMF模型的變換、繪制及顯示等處理，從而實(shí)現(xiàn)基于飛秒激光雙光子聚合的三維超材料微納加工過(guò)程中AMF模型的可視化，并對(duì)高腳杯的AMF數(shù)據(jù)模型進(jìn)行顯示。
　?。?）提出基于三角形網(wǎng)格坐標(biāo)信息排序的自適應(yīng)切片算法：為了便于判斷三角形網(wǎng)格與切平面的位置關(guān)系，根據(jù)三角形網(wǎng)格的z軸坐標(biāo)信息對(duì)其進(jìn)行排序；分析三角形網(wǎng)格和切平面的位置關(guān)系，并進(jìn)行交點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算；分析切片處理過(guò)程中的原理性誤差——階梯效應(yīng)及其正、負(fù)偏差，從而提出獲得統(tǒng)一