三维打印模型设计与网络管理平台关键技术的研究

发布时间：2017-10-11 07:30

  本文关键词：三维打印模型设计与网络管理平台关键技术的研究

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【摘要】：随着计算机技术、信息技术和网络技术的迅速发展以及向各个行业的不断渗透,机械制造也不断向着数字化、智能化和信息化的方向发展。作为数字化制造、柔性制造、智能制造和新能源材料综合快速发展的标志,三维打印技术近年来已应用到航空航天、生物医疗、模具制造、食品、教育等领域。与传统机械加工方式不同,三维打印属于增材制造,是实现高度柔性制造和面向个性化制造服务的重要方法。本文分析了三维打印技术的研究现状,对三维打印模型设计和网络管理平台系统的关键技术进行了探讨,并从三维打印PC端模型设计和云端管理平台服务器设计两个方面进行研究。首先,对三维打印网络管理平台C/S架构进行分析和总体方案设计,绘制三维打印云平台系统整体架构图,研究云平台系统的服务器、数据库和各个终端的相互关系及工作流程；对云端服务器系统使用Windows+SQL Server的开发方案,并采用ADO的方式进行数据库访问；分析PC客户端的功能需求,并进行PC客户端的功能模块设计,确定三维打印模型自动排样方案和模型重建与显示方案。其次,深入分析三维打印模型自动排样问题,从STL文件出发,对立体模型在X-Y平面投影后的平面点集进行冗余点剔除、最小凸包络求取和最小包络矩形的求取,从而对三维打印模型自动排样问题进行简化,并建立三维打印模型自动排样问题的数学模型；确定三维打印模型自动排样的优化目标函数、约束条件、排样规则等,并基于粒子群优化算法进行三维打印模型自动排样,同时对排样后的多零件模型基于间隙填充进行排样优化。再次,从三维打印网络管理平台服务器程序和数据库两个方面对云端服务器系统进行研究。基于用户和模型两个核心并利用SQL语言进行数据库关系型数据表设计,提供数据库维护的存储过程、触发器等；采用IOCP模型结合多线程技术进行高并发服务器驻留程序设计,设计服务器驻留程序与各个终端的数据交互格式,利用智能指针对数据库访问类进行封装并提供接口。最后,通过三维打印模型自动排样实验和网络管理平台服务器承载能力试验进行三维打印网络管理平台系统性能测试,实验结果表明：基于粒子群算法和间隙填充的三维打印自动排样方法可行,三维打印网络管理平台系统稳定可靠。此外,对三维打印网络管理平台系统的研究过程进行总结和未来研究方向进行展望。
【关键词】：三维打印 网络管理平台 模型设计 高并发服务器 自动排样
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.73
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 课题背景及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-21
• 1.2.1 三维打印工艺研究现状12-15
• 1.2.2 三维打印模型设计技术研究现状15-20
• 1.2.3 三维打印网络管理平台研究现状20-21
• 1.3 论文研究内容与架构21-24
• 1.3.1 论文研究内容21-23
• 1.3.2 论文架构23-24
• 1.4 本章小结24-25
• 第2章 三维打印模型设计与网络管理平台架构25-37
• 2.1 需求分析与网络管理平台架构设计25-27
• 2.2 网络管理平台模块27-33
• 2.2.1 云端开发平台和数据库方案28-29
• 2.2.2 云端服务器架构设计29-33
• 2.3 模型设计模块33-36
• 2.3.1 STL文件解析33-34
• 2.3.2 模型设计与界面显示34-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第3章 三维打印多零件模型设计的自动排样方法研究37-57
• 3.1 三维打印模型自动排样问题的分析37
• 3.2 三维打印模型自动排样问题的简化37-47
• 3.2.1 STL文件处理38
• 3.2.2 冗余点的剔除38-40
• 3.2.3 投影点集的最小凸包络40-43
• 3.2.4 凸包络的最小包络矩形43-47
• 3.3 基于粒子群算法的三维打印模型自动排样研究47-55
• 3.3.1 粒子群优化算法47-48
• 3.3.2 粒子群算法的参数与基本流程48-50
• 3.3.3 三维打印模型自动排样建模50-51
• 3.3.4 基于粒子群算法的模型自动排样51-53
• 3.3.5 基于间隙填充的排样优化53-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第4章 三维打印网络管理平台关键技术研究57-79
• 4.1 三维打印网络管理平台架构设计57-58
• 4.2 云端数据库设计58-71
• 4.2.1 关系型数据表设计59-66
• 4.2.2 数据库的建立与维护66-67
• 4.2.3 数据库访问接口设计67-71
• 4.3 云端服务器驻留程序设计71-78
• 4.3.1 驻留程序与终端数据交互指令格式71-73
• 4.3.2 驻留程序对数据库的访问73-74
• 4.3.3 IOCP模型74-78
• 4.4 本章小结78-79
• 第5章 实验研究79-91
• 5.1 三维打印模型自动排样实验研究79-85
• 5.2 网络管理平台云端服务器承载性能实验研究85-90
• 5.3 本章小结90-91
• 第6章 总结与展望91-95
• 6.1 总结91-92
• 6.2 展望92-95
• 参考文献95-98
• 附录1 PC客户端类封装98-103
• 附1.1 PC客户端视类封装98-99
• 附1.2 粒子群算法类封装99-100
• 附1.3 STL文件读取类封装100-101
• 附1.4 几何形状类封装101-103
• 附录2 云端服务器类封装103-104
• 附2.1 FTP文件传输类103
• 附2.2 IOCP类103-104
• 附2.3 数据库通讯类104

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本文编号：1011273