适于3D打印的网格简化方法

发布时间：2022-04-28 22:17

　　3D模型的轻量化设计由于其在增材制造方面省材,省时,功耗低的特点正在被广泛研究。轻量化设计的趋势逐渐从三维实体,薄壳模型向线框模型进行演化。目前多数研究是给定一个框架模型,基于特定的打印工具,设计解决机械臂与模型的碰撞问题的算法,解决的是稀疏网格模型的打印问题,然而缺少设计适合打印的网格结构的算法。使用经典的网格简化方法生成的稀疏框架结构,由于边方向角的随机性,自支撑率普遍小于50%,导致在分层打印过程中需要大量的支撑结构。本文提出了一种全新的适于3D打印的网格简化流程:利用全新的误差度量迭代删除边并进行点位置优化,二面角约束条件下进行边的翻转进一步提升自支撑比率。我们的误差度量（EM）将结合传统的二次误差度量（QEM）,引入自支撑性度量（SSM）和基于法向的度量（NBM）,一方面提升网格的自支撑比率,另一方面保持网格的细节特征。同时,我们还利用局部的自支撑比率的最大化来优化网格简化过程中收缩点的位置。然后在满足二面角约束的条件下利用边的翻转操作进一步提高网格模型的自支撑比率。最后为简化后的模型的非自支撑边按照一定的原则设计支撑结构并进行打印。实验中我们对模型参数、简化策略、误差度量进... 

【文章页数】：39 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 内部自支撑模型
    1.4 章节安排
2 基于二次误差度量的网格简化方法(QEM)
    2.1 收缩边算法
    2.2 二次误差度量
3 基于自支撑的网格简化方法
    3.1 建立新的误差度量
        3.1.1 自支撑误差度量
        3.1.2 基于法向的误差度量
    3.2 点位置优化
    3.3 边的翻转
    3.4 支撑结构设计
4 实验结果
    4.1 参数分析
        4.1.1 二面角约束分析
        4.1.2 简化边的数量分析
        4.1.3 网格简化过程分析
        4.1.4 误差度量分析
    4.2对比实验
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3649644