基于約束液面面成型3D打印工藝的模型處理技術(shù)研究.pdf

1、3D打印技術(shù)是近年來新興的加工制造技術(shù)，具有材料利用率高、可以加工任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及便于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)加工制造業(yè)帶來了顛覆式的影響，針對(duì)3D打印的研究與商業(yè)化應(yīng)用方興未艾。面成型3D打印工藝是一種新興的打印方式，與傳統(tǒng)3D打印工藝通過逐點(diǎn)掃描堆積加工不同，該工藝可以通過一次照射實(shí)現(xiàn)對(duì)零件二維層面的整體成型，具有加工速度快，精度高，成本低等方面的優(yōu)勢(shì)，受到了越來越多的關(guān)注。目前針對(duì)該工藝從原理到模型處理技術(shù)中還有許多問題有待研

2、究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)面成型3D打印的工藝原理進(jìn)行了研究，對(duì)該工藝的兩種實(shí)現(xiàn)形式自由液面式與約束液面式各自的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，選用結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、打印精度更高的約束液面面成型工藝作為主要的研究對(duì)象。對(duì)固化機(jī)理、固化深度與寬度的控制等方面進(jìn)行了分析，以此為基礎(chǔ)確定樹脂的固化參數(shù)。⑵針對(duì)柱狀支撐結(jié)構(gòu)對(duì)模型表面損傷較大，浪費(fèi)材料，后處理成本高等問題，設(shè)計(jì)了一種基于三維模型的樹狀支撐生成算法，并根據(jù)約束液面面成型工藝的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定

3、了臨界角，自支撐半徑等參數(shù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本算法生成的支撐可以在減少支撐用量的同時(shí)保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。⑶針對(duì)面成型3D打印工藝中的投影圖像畸變、零件邊緣鋸齒效應(yīng)等加工精度問題，設(shè)計(jì)了通過掩膜圖像進(jìn)行畸變校正，消除鋸齒效應(yīng)的算法流程。通過圖像處理獲得投影平面像素點(diǎn)的世界坐標(biāo)，根據(jù)像素的世界坐標(biāo)設(shè)計(jì)了改進(jìn)的掃描線算法;并根據(jù)像素點(diǎn)的光強(qiáng)呈高斯分布的特點(diǎn)，采用面積加權(quán)的方式計(jì)算像素灰度值。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證采用本算法生成的灰度掩膜圖像與傳統(tǒng)方式相比，零件的直