彩色三维打印成型系统的彩色切片算法开发与实验研究

发布时间：2017-05-15 13:11

  本文关键词：彩色三维打印成型系统的彩色切片算法开发与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：快速成型技术是一种基于“离散/堆积”原理的新型成型方法，制造过程主要借助计算机、激光、粘接剂、微喷射、传动系统和控制系统等现代手段，，并集成CAD/CAM来实现模型的实体化。快速成型技术具有加工周期短，加工成本低，操作简便，应用范围广泛等多方面优点。在如今这个高速发展的时代，各种产品更新换代十分迅速，但快速成型技术完全能满足快速产品对设计和制造上的要求。三维打印（3DP）作为快速成型的一个方面，同样也具有上述的各方面优点。 在快速成型领域，STL(Stereo Lithographic)已被工业界认为是该领域零件的标准描述文件格式，由美国3DSystem公司提出，它采用一系列三角形面片来表达三维实体模型的表面，类似于实体模型表面的有限元网格划分。但是，STL文件格式无法保存模型的颜色等信息，所以该格式无法在彩色三维打印系统中用于传输数据。然而，在诸多的现存文件格式中，VRML97(Virtual Reality Modeling Language)能够有效的保存三维模型的颜色等信息。基于这一点，本研究采用VRML97文件格式作为新的数据接口，通过提取VRML97文件中模型的颜色等信息，实现了对三维模型进行彩色切片。 本研究以VisualC++6.0作为系统软件的开发平台，并结合MFC(MicrosoftFundamental Classes)函数库来实现整个彩色切片算法，包括数据读取、建立拓扑关系、求解轮廓、轮廓填充等模块。算法成功实现了对三维实体模型的彩色切片，包括单零件模型与多零件(装配体)模型。另外，文章对切片过程中的遇到的一些主要问题进行了详细的分析，如平行表面显示及多零件(装配体)模型切片等，并针对各个问题提出了相应的解决方法。文章对VRML文件格式进行了详细的介绍，并详细给出了整个算法的实现过程。 最后将彩色切片结果应用到彩色三维打印系统中进行实验验证，成功打印出彩色三维实体模型，效果良好。三维打印成型系统打印最小层厚可以达到0.09mm，打印速度最快可以达到40s/层,系统成型误差可以达到±0.2mm/40mm。
【关键词】：快速成型 三维打印 彩色 切片算法 VRML 三维模型
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH164
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 三维打印技术概述9-13
• 1.3 国内外发展状况13-14
• 1.4 论文研究目标与内容14-16
• 2 三维打印成型系统介绍16-23
• 2.1 系统概述16-17
• 2.2 喷射系统17-18
• 2.3 铺粉系统18-19
• 2.4 三维运动系统19-21
• 2.5 运动控制系统21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 3 VRML97解析23-29
• 3.1 VRML97概述23-24
• 3.2 储存几何信息24-25
• 3.3 储存颜色信息25-27
• 3.4 VRML97与STL格式比较27-28
• 3.5 本章小结28-29
• 4 彩色切片算法29-47
• 4.1 彩色切片原理29-30
• 4.2 VRML97数据读取30-34
• 4.3 建立拓扑关系34-36
• 4.4 切片算法36-44
• 4.5 相关问题研究44-46
• 4.6 本章小结46-47
• 5 应用实例及实验验证47-55
• 5.1 切片软件与控制模块47-48
• 5.2 彩色单零件模型输出48-51
• 5.3 彩色多零件（装配件）模型输出51-53
• 5.4 本章小结53-55
• 6 总结与展望55-58
• 6.1 工作总结55-56
• 6.2 研究展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 附录 科研成果说明63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李长春;王锋;戴国洪;胡炜;;基于OpenGL的VRML文件格式的解析[J];电脑开发与应用;2008年03期

2 王运赣，陈国清，骆际焕，林国材;快速成形技术及其系统的研究[J];锻压技术;1996年03期

3 王增波;;基于STL文件的三维模型可视化研究[J];衡阳师范学院学报;2008年06期

4 陈太喜;方亮;刘艳伟;贾龙;;基于OpenGL的STL数据模型建模方法[J];机床与液压;2009年03期

5 朱虎;杨忠凤;张伟;;STL文件的应用与研究进展[J];机床与液压;2009年06期

6 江静;祁文军;阿地力·莫明;;快速成型技术在医学上的应用[J];机械设计与制造;2011年05期

7 劳奇成,卢秉恒;三维打印机喷头的驱动系统[J];机械工程师;2003年10期

8 伍咏晖;;彩色三维打印成形技术及应用[J];机械工程师;2007年02期

9 刘厚才;莫健华;刘海涛;;三维打印快速成形技术及其应用[J];机械科学与技术;2008年09期

10 赵昀初,丁友东;OpenGL与VRML在细分几何造型中的应用[J];计算机应用与软件;2004年11期

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本文编号：367870