[发明专利]一种平行往复直线填充优化方法及系统

说明书

本发明涉及打印技术路径生成领域，公开了一种平行往复直线填充方法及系统，以实现平行往复直线路径中的速度稳定，提高快速成型加工速度，提高制件精度以降低打印机的损耗，进一步提高打印机的效率延长打印机的使用寿命；本发明的方法包括获取待打印的三维实体的三维模型，并确定填充间距d；对三维模型进行切片分层，采用已有的平行往复直线填充方法获取三维模型的每一层在平面内的平行直线填充线段；遍历平行直线填充线段，并判断同一层中的相邻两条平行直线填充线段是否符合路径优化条件；将优化后的路径替代原本的平行直线填充线段，更新每个层的填充路径。

技术领域

本发明涉及打印技术路径生成领域，尤其涉及一种平行往复直线填充优化方法及系统。

背景技术

3D打印技术是一种基于离散、堆积的原理通过材料的逐渐累积来实现制造的技术。它利用计算机图形学将3D模型切成一系列一定厚度的“薄片”，3D打印设备从下至上逐层打印最后叠加成三维的实体物件。这种方式无需道具或模具就可以快速实现传统工艺难以或无法加工的复杂结构的制造，不仅能缩短产品的研发周期还能降低生产成本。但由于一个模型一般会拥有数量很大的层数,而每个层片的填充都需要耗费一定的喷料填充时间,如何提高打印效率是打印的关键技术之一。

平行往复直线路径是目前常用的打印填充路径之一，这种路径的特点是路径的主体部分由大量等距平行的直线段组成,因此填充效率较高,同时路径生成算法简单可靠,生成路径速度快。但由于存在大量的路径连接拐角,拐角处的速度产生突变，这对打印机本身存在一定的损耗，而且会使得拐角处填充精度较差。另外挤出头在拐角之间的直线间运行的时候是进行的空走，所以打印机在这之前需要进行材料的回抽，次数较多的在短距离之间进行材料的回抽和挤出加速在一定程度上会减低系统稳定性。

因此，如何实现平行往复直线路径中的速度稳定，提高快速成型加工速度，提高制件精度以降低打印机的损耗，进一步提高打印机的效率延长打印机的使用寿命成为急需解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种能实现平行往复直线路径中的速度稳定，提高快速成型加工速度，提高制件精度以降低打印机的损耗，进一步提高打印机的效率延长打印机的使用寿命的平行往复直线填充优化方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种平行往复直线填充优化方法，包括以下步骤：

S1：获取待打印的三维实体的三维模型，并确定填充间距d；

S2：对所述三维模型进行切片分层，采用已有的平行往复直线填充方法获取所述三维模型的每一层在平面内的平行直线填充线段；

S3：遍历所述平行直线填充线段，并判断同一层中的相邻两条平行直线填充线段是否符合路径优化条件，如果符合则进入步骤S4，如果不符合，则采用分区算法对所述相邻两条平行直线填充线段进行预处理，重新生成填充线段后进入步骤S4；

S4：对相邻两条平行直线填充线段的拐角处采用正交分解原理进行填充路径优化；

S5：将优化后的路径替代原本的平行直线填充线段，更新每个层的填充路径。

优选地，所述步骤S3中所述路径优化条件包括：

(1)所述相邻两条平行直线填充线段与平面的轮廓边界交点所在直线相邻；

(2)所述相邻两条平行直线填充线段处于同一个多边形内，且该多边形的内角不大于180°；

(3)所述相邻两条平行直线填充线段满足标准圆弧处理条件。

优选地，所述标准圆弧处理条件为填充间距d不小于由所述相邻两条平行直线填充线的线速度决定的最小填充间距值d_min。

优选地，所述步骤S4具体包括以下步骤：