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摘要:为了提高3D打印中复杂流形网格模型分层切片处理的效率与精度,提出基于邻接拓扑的流形网格模型层切多连通域构建方法.首先由层切平面沿分层方向创建分块区间同步分块所有网格面片,根据面片沿分层方向的坐标与分块区间的位置关系获得各层切平面的相交网格面片集;然后构建各层相交面片集所有面片的邻接拓扑关系;再设定初始面片,获取其一邻接面片作为递归邻接面片,递归遍历求解当前面片的邻接面片,直至与初始面片首尾重合形成网格面片环;继续执行网格面片环的递归遍历策略,直至当前层相交网格面片集的所有面片遍历完毕;最后由各层的所有网格面片环同步获得有序化的相邻面片间公共邻接边,进而求得有序的层切轮廓交点集,顺序连接有序交点构建层切轮廓环及连通域.通过成年人髋骨网格模型实例,验证了该方法的可行性与高效性....
[专利] 发明专利 CN201910192274.8
浙江大学 2019-07-02
摘要:本发明公开了一种基于点阵化与稀疏压缩处理的结构模型3D打印方法。输入产品的三维结构模型,确定打印方向和模型最大高度;设定不同打印高度,处理获得不同打印高度的截面轮廓多边形;对截面轮廓多边形上各个轮廓线的内外关系判别,获得打印高度的所有截面连通域;将截面连通域点阵化处理并动态构建各打印高度的分层轮廓的激光成形控制矩阵;对激光成形控制矩阵进行稀疏点阵加速处理然后传给3D打印设备,由3D打印设备进行数据重构解码,3D打印设备依据激光成形控制矩阵逐段逐层进行面打印成形。本发明适用于每个截面的一次面成形,提高了成形效率和成形精度,减少了计算激光成形矩阵的计算量和存储量,提升了整个3D打印流程的效率。
[专利] 发明专利 CN201910032077.X
浙江大学 2019-03-29
摘要:本发明涉及一种三维打印平台的调平方法及使用该方法的调平系统,属于快速成型技术领域。调平方法包括:(1)基于获取打印平台的打印面在三个支撑点P1、P2及P3处的坐标值,确定打印平台的法向量np;(2)获取法向量np与Z轴间夹角的较小者,若该较小者大于预设阈值,则以最高点或最低点P3为原点建立局部坐标系P3‑x3y3z3,获取法向量np与x3P3z3平面间的夹角α及与y3P3z3平面间的夹角并以P3为定点,调整另外两个支撑点绕y3轴旋转α角度及绕x3轴旋转角度;若该较小者小于等于预设阈值,则结束调平进程,且该打印平台处于水平状态。该调平方法能很好地达到调平效果,可适用于三维打印技术领域。
[专利] 发明专利 CN201710807481.0
浙江大学 2017-12-22
摘要:本发明涉及一种3D打印用的可调式外部支撑装置,属于快速成形技术领域。支撑装置包括控制单元及受该控制单元控制的升降横移单元与支撑单元;支撑单元安装在升降横移单元的输出端上,支撑单元包括支架及用于伸至待支撑位置以支撑三维物体的悬空部位的伸缩式支撑杆,支撑杆的下端通过用于控制其相对支架的摆角的摆动驱动装置与支架固定连接。在三维打印过程中,通过升降横移单元将支撑单元推送至待支撑区域下方,接着控制支撑杆的摆角与伸缩长度,以对三维物体的悬空部位进行支撑,可在减少打印支撑结构所需打印材料用量的同时,有效地提高三维物体的打印速度与质量,其可广泛地应用于快速成形技术领域。
[专利] 发明专利 CN201710461594.X
浙江大学 2017-09-01
摘要:本发明涉及一种三维打印平台的调平系统及其测距装置与调平方法,属于快速成型技术领域。调平系统包括控制单元、测距装置、打印平台及受控制单元控制的调整单元,调整单元包括三个支撑在打印平台下方的升降机构;测距装置可拆卸地安装在打印头上,包括舵机、接触触发单元及用于将舵机的转动转换成驱动接触触发单元沿Z轴往复移动的位移转换机构,接触触发单元的触发位置低于打印头的打印喷嘴的下端口;控制单元向舵机输出控制信号,舵机向控制单元输出其角度传感器的检测信号;接触触发单元向舵机的控制器输出触发信号,作为控制舵机的电机反转回程的触发控制信号。该调平系统可自动地对打印平台进行调平,且调平精度高。
[专利] 发明专利 CN201710066732.4
浙江大学 2017-06-27
摘要:本发明公开了一种基于环形邻域参照轮廓线的网格模型自适应分层方法。确定分层最大和最小层厚及残余高度精度值,顶点环形邻域面片阶数可调,从模型网格顶点选取构建参照轮廓线的初始顶点,从初始顶点递归遍历获高斯曲率最大值顶点,多准则拟合所有高斯曲率最值顶点获得环形邻域参照轮廓线,依据沿分层方向的非单调形态变化率,自下而上逐层自适应设定网格模型分层层厚,对各层厚进行残余高度分析,重复步骤获得多条参照轮廓线的各层厚,迭代加权获得最终各层厚,确定各分层切片平面位置进行切片。本发明方法能多维度表征网格模型内外表面形态,提高了自适应分层切片的精度,有助于实现内外表面形态急剧变化的几何网格模型的高精度分层切片。
[专利] 发明专利 CN201610905208.7
浙江大学 2017-04-26
摘要:本发明公开了一种几何网格模型邻接拓扑关联的层切多连通域构建方法。设定全局数值计算阈值,求解几何网格模型点云的凸包围盒,进行坐标系变换,以分层方向作为层切平面增加方向,构建层切平面集合,预分块所有网格面片,构建索引链表存储相交网格面片集,计算邻接拓扑链表获得网格面片环,求取公共邻接边,对公共邻接边与层切平面求交点并有序化成环,得到各层切平面连通域的截面轮廓。本发明对几何网格模型的网格面片进行预分块,减少了层切平面与网格面片的相对位置的判断次数,将网格面片的邻接拓扑关系进行关联,实现了交点线段的同步有序化成环,解决了含奇异点复合环的求交难题,有助于实现复杂几何网格模型的鲁棒高效与精度均衡的几何层切。
[专利] 发明专利 CN201610301311.0
浙江大学 2016-10-12
摘要:本发明公开了一种图元结构剪取与贴合的基准融合方法。方法首先获得已有几何图元结构及其基准集,构建辅助剪取图元并确定其方向矢量,根据移植需求从已有几何图元结构进行剪取,获得剪取图元结构及其基准集,判断剪取图元结构与受体图元结构之间的图元桥接面是否一致,完全一致则进行结构贴合,不一致则构建图元桥接体再结构贴合;加载剪取图元结构与受体图元结构的基准集,对图元结构的基准集进行基准融合,从而获得基准融合的全参数化图元结构模型。本发明方法能在剪取与贴合中动态调整基准集,对隶属不同结构的基准进行层次化分区,不断迭代细分确定基准之间的相关度并以此为优先级,最终获得基准融合的参数化图元结构,解决现有方法难以实现全参数融合驱动的图元结构的难题,有助于实现复杂产品的结构设计。
[硕士论文] 盛红升
机械工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:3D打印技术作为一项高新技术正处于快速发展的阶段。分层处理是3D打印的关键内容之一,直接影响着打印成形的质量与效率。为此,本文提出基于邻接拓扑的STL模型分层算法,主要包括STL模型的优化及可视化、基于网格面片环的快速分层算法、基于环形邻域参照轮廓线的自适应层厚优化算法、STL模型分层软件系统开发,并以实例模型对其进行了应用验证。
  第一章介绍了论文的研究背景与意义,阐述了国内外在3D打印分层算法领域的研究现状,并分析了现有算法的不足之处。最后,介绍了本文的研究内容和组织架构。
  第二章研究了面向3D打印的STL模型的优化与可视化。介绍了STL模型文件格式,并基于分层需求在Visual Studio平台下利用C++进行STL模型的优化处理,包括模型数据读取、顶点冗余数据去除、模型的坐标变换,基于OpenGL图形库实现STL模型的可视化。
  第三章提出了基于网格面片环的STL模型快速分层算法。首先确定切片平面位置,通过切片平面创建分块区间同步分块STL模型的所有三角面片,从而确定各切片平面的相交三角网格面片集;然后由相交三角面片集基于邻接拓扑建立各切片平面的网格面片环,并同步获得有序化的相邻面片间的公共邻接边,进而求得有序的切片轮廓交点集;顺序连接有序交点获得STL模型的分层截面轮廓环。
  第四章提出了基于环形邻域参照轮廓线的STL模型自适应层厚优化算法。首先建立STL模型的整体拓扑关系,确定分层方向后,递归遍历获取STL模型网格顶点环形邻域内的高斯曲率最大值点,由这些顶点插值拟合成一条表征STL模型外表面形态的参照轮廓线,基于参照轮廓线沿分层方向的形态变化进行自适应分层层厚优化,确定各切片平面高度,然后应用第三章的分层算法求取各层截面轮廓。
  第五章依据本文提出的分层算法及理论,开发了基于邻接拓扑的STL模型分层软件系统,并用实例模型进行了功能展示与应用。
  第六章对全文的研究内容和创新点进行了总结,并对文中的不足和后续工作进行了展望。
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