面向挤压式3D打印机的活动模型生成研究

发布时间：2017-08-26 16:28

  本文关键词：面向挤压式3D打印机的活动模型生成研究

  更多相关文章： 3D打印 活动关节 实体建模 参数化设计

【摘要】：3D打印(3D printing)作为快速成型领域的一种新兴技术,正成为一种迅猛发展的潮流。越来越多的事实证明,3D打印不再是设计师和科学家的专属工作,它已经从实验室和工厂逐渐走出来,走向普通消费者。3D打印的对象是三维模型,而现在可以提供普通消费者下载或者已经存在的通用模型库,所提供的模型都是闭合形式,其形态是无法改变的,对于现实生活中很多物品,如可以活动四肢的玩偶、可以转动的台灯均无法呈现,因此如何生成带有可活动关节的模型是一个值得研究的问题。利用传统的建模软件增加关节,需要专业人员为特定模型设计关节,调整各种参数,这种生成方式效率较低且不易于被普通人群接受；另一方面,由于挤压式打印机打印精度较低、容错性较差等问题,如参数设置不当,最终打印出的带有关节的三维模型不一定能够活动。因此,如何能面向普通人,在少量交互基础之上,快速生成带有合适关节的三维模型,并能够在挤压式打印机中成功打印活动模型,是本文研究的重点。本文借助交互式分割技术,引入参数化设计思想,利用实体建模的方法,快速的生成带有关节的模型,主要完成了以下几个方面的工作。(1)常用关节的设计与关节库的建立。在对现实生活物品中经常出现的关节类型进行调研基础上,使用实体建模方法,设计可以活动的关节模型,并为其定义关联参数；根据模型活动的自由度分类,构建关节模型的参数化关节库。(2)自动为模型添加关节。通过指定关节位置,对需要添加关节的模型进行交互分割,系统根据用户选择自由度与分割边界选择出适合的关节类型,自动计算参数,生成与分割模型匹配的关节模型,并无缝融入原有模型中。(3)面向挤压式打印机打印精度的分析。针对挤压式打印机的特点,总结了影响模型打印精度的参数以及注意事项；最后集成本文的关节生成算法,形成了一套集分割、建模、打印为一体的原型系统。
【关键词】：3D打印 活动关节 实体建模 参数化设计
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.73
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-25
• 1.1 研究背景与研究意义17-18
• 1.1.1 研究背景17-18
• 1.1.2 研究意义18
• 1.2 相关概念18-20
• 1.3 国内外研究现状20-22
• 1.3.1 3D打印现状20-21
• 1.3.2 3D打印领域的研究21-22
• 1.3.3 活动模型生成研究22
• 1.4 研究内容与组织结构22-25
• 1.4.1 研究内容22-23
• 1.4.2 组织结构23-25
• 第二章 模型耦合关节库的建立25-37
• 2.1 几何造型引擎ACIS25
• 2.2 关节类型25-27
• 2.3 关节的设计27-36
• 2.3.1 1-DOF类关节27-32
• 2.3.2 2-DOF类关节32-33
• 2.3.3 3-DOF类关节33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 实体与面片模型结合下的关节生成方法37-50
• 3.1 关节生成的预处理37-41
• 3.1.1 分割方法37-39
• 3.1.2 分割接口的处理39-41
• 3.2 关节选择方式41-43
• 3.3 参数化设计43-46
• 3.4 关节的合并46-49
• 3.4.1 实体模型与网格模型的转化47-48
• 3.4.2 三角网格信息的合并48-49
• 3.5 小结49-50
• 第四章 面向挤压式3D打印机的原型系统50-65
• 4.1 挤压式打印机50-52
• 4.1.1 挤压式打印机原理50
• 4.1.2 模型的打印精度50-52
• 4.2 面向挤压式打印机的原型系统实现52-57
• 4.2.1 总体架构52-53
• 4.2.2 系统实现及应用53-57
• 4.3 打印及其注意事项57-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 论文工作总结65
• 5.2 未来工作展望65-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况70-71

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4 杨晓兰;;利用UG在模型表面刻字[J];机械;2006年S1期

5 罗h，

本文编号：742373