基于STL模型显著性值的自适应切片的研究及其软件开发
发布时间：2021-11-18 05:41
3D打印技术是一种高效、低耗材的新型加工成型技术,颠覆了传统制造思想,突破了传统减材技术的束缚,不受成型加工的限制,产品设计师可以充分发挥设计想象空间。3D打印技术以材料累加的方式成型原型,很多3D打印技术的材料使用率几乎100%,在很多昂贵原材料领域都具有可观的价值。该技术综合多种学科技术,使得成型加工行业走向智能化、快捷化道路。而切片处理是3D打印重要的前处理,本文研究了基于STL模型的显著性值的自适应切片算法,同时优化了复杂三维模型的成型方向,对于指导工业生产具有一定的意义。首先本文使用目前市场3D打印机器通用率最高的STL文件作为研究对象,提出了一种基于显著性值的特征边提取算法。它改进了以往使用简单的二面角方法通过比较二面角阀值来提取显性特征边,引起二面角较小的特征边无法提取,使得模型的特征缺失的问题得到改善。本文为了完整提取模型特征边进行基于显著性值的隐性特征边提取,通过定义隐性点的损失函数,找到隐性点中真正的隐性特征点,连接隐形特征点形成特征边,可以快速完整的提取模型特征边。特征边提取完成后,使用区域增长算法将属于相同特征边界的三角形面片合并,进行表面分割,区分表面类型,以...
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
D打印
基于STL模型显著性值的自适应切片的研究及其软件开发6图1.2CLIP技术原理Fig.1.2CLIPtechnologyprinciple图1.3Figure4打印机Fig.1.3Figure4printer2016年在美国密苏里州举办的AMUG大会上，3DSystems公司不甘落后，在原技术沉淀基础之上，为谋求工业大批量生产同时适用于任何生产环境，而设计出了一款工业级SLA打印机Figure4[13]。如图1.3所示。在该展会上展示了公司在3D打印行业的实力技术，该打印机的明显特征是使用机器人手臂。该工艺由一系列的离散式单元组成，包括控制单元、4个3D打印单元、后处理单元。机器手臂的末端提供一个打印平台，在光源和树脂之间使用一种特殊的膜，可以从打印材料中快速的打印出模型。且该打印机可以用于多种材料打印模型，打印同样的模型该打印机的成本是普通打印的30%，可以说该打印机具有更加强大的生产力和较少的人为干预，其已为美国空军提供一系列的飞机部件打樱3DSYSTEMS公司不断创新，2018年发明了新的Figure4Standalone打印机，Figure4Standalone打印机打印速度为100mm/h、可重复性为六西格玛（每一百万个机会中有3.4个出错的机会，合格率是99.99966％），同时去除了机器人手臂，对于原型设计当天即可完成迭代并扩展到生产，达到了更高的客户满意度。
行材料组合喷射。例如可以同时使用两种不同的刚性材料或者柔性材料，或者一种透明材料一种非透明材料[15]。可以全面控制材料的机械性能，例如：拉伸强度、变形温度、收缩率等和实际模型进行匹配。3DSystems公司的ProJet5500X能够打印出高表面精度、高稳定性的多材料模型。该打印机使用MJP（喷墨打印）技术[16]，可以任意比例的混合两种材料，便打印便改变混合材料的比例，因此打印的颜色和透明度可以实现渐变，特别是制造二次注塑模具复杂部件具有明显优势，是原型设计、快速模具最佳选择。打印出来的模型，如图1.4所示。图1.4ProJet5500X打印模型Fig.1.4ProJet5500XprintmodelStratasys公司研发了新型多色多材料J750打印机。丰富的多样性装载六种材料，根据特定的浓度和微结构调和材料，可以形成成千上万的颜色及透明度、软硬度，同时减少材料的更换。其最小薄层达14um，使得打印成型模型表明更加光滑。如图1.5所示，使用J750打印机打印的多材料多颜色模型。1.3国内外研究现状1.3.13D打印技术的发展现状目前3D打印技术主要表现为以下特点：产业规模扩大化、材料新颖化、产品创新化、标准更新化。为推动美国3D打印的发展，美国将会出资在俄亥俄州扬斯敦建立三个制造中心，这里的企业会与美国国防部和能源合作部合作，将该地区转变为全球高
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进的自适应遗传算法优化BP神经网络[J]. 苏崇宇,汪毓铎. 工业控制计算机. 2019(01)
[2]熔融沉积成型3D打印精度影响因素的实验研究[J]. 胡茂芹,王玫,王小洁,刘羽歆,李佳,张杉杉. 机械工程师. 2018(10)
[3]“美国造”的运行机制、最新动态及启示[J]. 李方正,胡福文,马立敏,汪小明. 工业技术创新. 2018(04)
[4]3D打印技术在儿童先天性脊柱半椎体手术治疗中的应用研究[J]. 蔡文全,姚瑞翔,宿玉玺,南国新,王忠良,覃佳强. 临床小儿外科杂志. 2018(04)
[5]基于CAE与正交试验法的工艺参数对翘曲变形的影响分析[J]. 刘成娟,刘成刚,刘艳,李延平. 中国塑料. 2018(01)
[6]改进遗传算法在实验数据拟合中的应用[J]. 刘晴晴,杨友良,闫广亮. 工业控制计算机. 2018(01)
[7]基于邻接拓扑的流形网格模型层切多连通域构建方法[J]. 徐敬华,盛红升,张树有,郭洪帅,王康. 计算机辅助设计与图形学学报. 2018(01)
[8]水溶性3D打印支撑材料研究进展[J]. 姜希雅,廖欢,苏凌锋,王建武,谯沣原,何志才. 塑料科技. 2018(01)
[9]基于OpenGL的交互式虚拟漫游系统开发研究[J]. 李婷婷,余庆军. 计算机技术与发展. 2018(01)
[10]不忘初心 跑向未来——匹克体育领跑国内3D打印运动鞋领域[J]. 于大江. 中外鞋业. 2017(10)
博士论文
[1]快速成形工艺软件的若干关键技术研究[D]. 刘冰.华中科技大学 2009
[2]选择性激光烧结技术应用研究[D]. 张建华.南京航空航天大学 2001
硕士论文
[1]彩色FDM 3D打印机关键技术研究[D]. 王震宇.哈尔滨工业大学 2018
[2]熔融沉积3D打印数据处理算法与工艺参数优化研究[D]. 王益康.合肥工业大学 2016
[3]三维打印快速成形机理及其加工质量控制技术研究[D]. 房巨强.东北大学 2010
本文编号：3502319
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
D打印
基于STL模型显著性值的自适应切片的研究及其软件开发6图1.2CLIP技术原理Fig.1.2CLIPtechnologyprinciple图1.3Figure4打印机Fig.1.3Figure4printer2016年在美国密苏里州举办的AMUG大会上，3DSystems公司不甘落后，在原技术沉淀基础之上，为谋求工业大批量生产同时适用于任何生产环境，而设计出了一款工业级SLA打印机Figure4[13]。如图1.3所示。在该展会上展示了公司在3D打印行业的实力技术，该打印机的明显特征是使用机器人手臂。该工艺由一系列的离散式单元组成，包括控制单元、4个3D打印单元、后处理单元。机器手臂的末端提供一个打印平台，在光源和树脂之间使用一种特殊的膜，可以从打印材料中快速的打印出模型。且该打印机可以用于多种材料打印模型，打印同样的模型该打印机的成本是普通打印的30%，可以说该打印机具有更加强大的生产力和较少的人为干预，其已为美国空军提供一系列的飞机部件打樱3DSYSTEMS公司不断创新，2018年发明了新的Figure4Standalone打印机，Figure4Standalone打印机打印速度为100mm/h、可重复性为六西格玛（每一百万个机会中有3.4个出错的机会，合格率是99.99966％），同时去除了机器人手臂，对于原型设计当天即可完成迭代并扩展到生产，达到了更高的客户满意度。
行材料组合喷射。例如可以同时使用两种不同的刚性材料或者柔性材料，或者一种透明材料一种非透明材料[15]。可以全面控制材料的机械性能，例如：拉伸强度、变形温度、收缩率等和实际模型进行匹配。3DSystems公司的ProJet5500X能够打印出高表面精度、高稳定性的多材料模型。该打印机使用MJP（喷墨打印）技术[16]，可以任意比例的混合两种材料，便打印便改变混合材料的比例，因此打印的颜色和透明度可以实现渐变，特别是制造二次注塑模具复杂部件具有明显优势，是原型设计、快速模具最佳选择。打印出来的模型，如图1.4所示。图1.4ProJet5500X打印模型Fig.1.4ProJet5500XprintmodelStratasys公司研发了新型多色多材料J750打印机。丰富的多样性装载六种材料，根据特定的浓度和微结构调和材料，可以形成成千上万的颜色及透明度、软硬度，同时减少材料的更换。其最小薄层达14um，使得打印成型模型表明更加光滑。如图1.5所示，使用J750打印机打印的多材料多颜色模型。1.3国内外研究现状1.3.13D打印技术的发展现状目前3D打印技术主要表现为以下特点：产业规模扩大化、材料新颖化、产品创新化、标准更新化。为推动美国3D打印的发展，美国将会出资在俄亥俄州扬斯敦建立三个制造中心，这里的企业会与美国国防部和能源合作部合作，将该地区转变为全球高
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进的自适应遗传算法优化BP神经网络[J]. 苏崇宇,汪毓铎. 工业控制计算机. 2019(01)
[2]熔融沉积成型3D打印精度影响因素的实验研究[J]. 胡茂芹,王玫,王小洁,刘羽歆,李佳,张杉杉. 机械工程师. 2018(10)
[3]“美国造”的运行机制、最新动态及启示[J]. 李方正,胡福文,马立敏,汪小明. 工业技术创新. 2018(04)
[4]3D打印技术在儿童先天性脊柱半椎体手术治疗中的应用研究[J]. 蔡文全,姚瑞翔,宿玉玺,南国新,王忠良,覃佳强. 临床小儿外科杂志. 2018(04)
[5]基于CAE与正交试验法的工艺参数对翘曲变形的影响分析[J]. 刘成娟,刘成刚,刘艳,李延平. 中国塑料. 2018(01)
[6]改进遗传算法在实验数据拟合中的应用[J]. 刘晴晴,杨友良,闫广亮. 工业控制计算机. 2018(01)
[7]基于邻接拓扑的流形网格模型层切多连通域构建方法[J]. 徐敬华,盛红升,张树有,郭洪帅,王康. 计算机辅助设计与图形学学报. 2018(01)
[8]水溶性3D打印支撑材料研究进展[J]. 姜希雅,廖欢,苏凌锋,王建武,谯沣原,何志才. 塑料科技. 2018(01)
[9]基于OpenGL的交互式虚拟漫游系统开发研究[J]. 李婷婷,余庆军. 计算机技术与发展. 2018(01)
[10]不忘初心 跑向未来——匹克体育领跑国内3D打印运动鞋领域[J]. 于大江. 中外鞋业. 2017(10)
博士论文
[1]快速成形工艺软件的若干关键技术研究[D]. 刘冰.华中科技大学 2009
[2]选择性激光烧结技术应用研究[D]. 张建华.南京航空航天大学 2001
硕士论文
[1]彩色FDM 3D打印机关键技术研究[D]. 王震宇.哈尔滨工业大学 2018
[2]熔融沉积3D打印数据处理算法与工艺参数优化研究[D]. 王益康.合肥工业大学 2016
[3]三维打印快速成形机理及其加工质量控制技术研究[D]. 房巨强.东北大学 2010
本文编号：3502319
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