FDM三維打印結(jié)構(gòu)的研究與優(yōu)化.pdf

1、熔融沉積式三維打印技術(shù)是一項新興的制造技術(shù)，具有成型速度快、靈活度高等特點，在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。打印結(jié)構(gòu)是模型在打印過程中包含的成型結(jié)構(gòu)，由模型外壁、填充、支撐和襯墊組成。但是現(xiàn)有的打印結(jié)構(gòu)仍存在一些缺陷，其中填充結(jié)構(gòu)存在模型細節(jié)區(qū)域強度較低的現(xiàn)象，薄壁支撐存在絲料浪費以及支撐難于剝離的問題。針對上述缺陷，本文對填充結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)進行研究，從切片引擎的角度，優(yōu)化了打印結(jié)構(gòu)的生成方式。
　　針對填充結(jié)構(gòu)的缺陷，本文提出了細節(jié)

2、填充方式以及細節(jié)填充區(qū)域劃分算法。通過對低強度區(qū)域切片的幾何特征分析以及細節(jié)區(qū)域分類，分別提出了二維細節(jié)區(qū)域劃分算法以及三維模型細節(jié)區(qū)域擴充算法。其中二維細節(jié)區(qū)域劃分算法從切片角度，通過小面積切片判斷、細長切片判斷、突變輪廓切片細節(jié)區(qū)域構(gòu)造以及帶孔切片細節(jié)區(qū)域構(gòu)造，實現(xiàn)了細節(jié)區(qū)域的自動劃分。三維模型細節(jié)區(qū)域擴充算法從分層角度，實現(xiàn)了突變結(jié)構(gòu)從細節(jié)填充區(qū)域向非細節(jié)填充區(qū)域的延伸。
　　針對支撐結(jié)構(gòu)的缺陷，本文提出了二叉樹式樹狀支撐生

3、成算法。根據(jù)樹狀支撐生成流程，首先提出了樹狀支撐點選取算法，實現(xiàn)了支撐區(qū)域劃分以及局部區(qū)域最低點的支撐點選取。然后提出支撐結(jié)構(gòu)點的生成算法，實現(xiàn)了支撐連接點，樹枝結(jié)構(gòu)點以及樹干結(jié)構(gòu)點的生成。最后提出了樹狀支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)造算法，實現(xiàn)了樹截面多邊形的構(gòu)造以及樹切片輪廓的形成。
　　最后，通過實驗對算法進行了驗證和分析。實驗表明，兩種優(yōu)化后的打印結(jié)構(gòu)均提高了打印效率，同時細節(jié)填充方式提高了模型細節(jié)區(qū)域的強度，二叉樹式樹狀支撐節(jié)約了絲料并且該