3D打印中的模型去支撑划分方法

魏潇然,耿国华,张雨禾

(西北大学信息科学与技术学院,陕西西安 710069)



3D打印中的模型去支撑划分方法

魏潇然,耿国华,张雨禾

(西北大学信息科学与技术学院,陕西西安 710069)

摘要:打印模型适应打印空间,模型悬空部分添加支撑,这是3D打印过程中需要解决的两类重要问题,现有算法无法同时解决这两类问题.针对这两类问题,提出一种模型划分算法,将模型划分为适应打印空间的锥体:锥体是一种打印时不需要支撑结构的图形.该算法首先采用区域生长方法对模型表面进行分区,分析各区域法向获取多个候选划分方向;用候选划分方向生成候选切面划分模型,若划分后的子模型为非锥体,则用相同的方法继续对子模型进行划分,直到所有子模型均为锥体.多个候选划分切面会生成多组划分方式,一组划分方式可以表示为一棵树,利用评价函数计算划分价值,并采用集束搜索对解空间搜索获得价值最大的树,即为最优划分.实验结果表明,该算法能将模型划分为不需要支撑结构同时适应打印空间的子模型.

关键词:3D打印;模型划分;支撑结构;锥体

三维(3-Dimensional,3D)打印是快速成型领域中的革命性技术,随着3D打印技术的成熟,其在工业设计、制造业、医学、建筑等领域已有广泛的应用.

3D打印通常在一个固定的打印空间中进行,若打印模型超出该空间,必须将模型划分成零件打印后再装配.关于3D打印中的模型划分已有大量研究.文献[1]提出一……