[发明专利]一种快速成型机的复合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，公开了一种快速成型机的复合填充优化方法及系统，以减少在打印过程中每个轴的突变、减少翘边提升制作精度、增强模型的结构性、缩短整体模型的打印时间从而提升系统的稳定性，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；对三维模型进行切片，得到三维模型的待填充层，获取待填充层的总层数，并提取每层的轮廓顶点信息；判断每一层待填充层的奇偶性，选取符合奇偶性中其中一个特性的待填充层做新型轮廓偏置填充处理，符合奇偶性中另一个特性的待填充层做新型平行往复直线填充处理；生成整体填充路径以得到优化后的填充路径。

技术领域

本发明涉及打印技术路径生成领域，尤其涉及一种快速成型机的复合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。此外，轮廓平行路径也是目前常用的打印填充路径之一,这种路径是根据一层的多边形轮廓的偏置得到大量的与轮廓平行的多边形填充线，这种方式由于避免了大量拐角的出现,不仅能使填充速度提高，还能提升打印机的稳定性和使用寿命。但如果是打印内部空腔比较多的复杂零件,这种路径生成算法就要处理轮廓偏置后出现的自相交、互相交等问题,涉及多边形布尔运算问题,使算法相对复杂,路径生成速度较慢。

因此，如何实现减少在打印过程中每个轴的突变、减少翘边提升制作精度、增强模型的结构性、缩短整体模型的打印时间从而提升系统的稳定性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减少在打印过程中每个轴的突变、减少翘边提升制作精度、增强模型的结构性、缩短整体模型的打印时间从而提升系统的稳定性的快速成型机的复合填充优化方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种快速成型机的复合填充优化方法，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；

S2：对所述三维模型进行切片，得到所述三维模型的待填充层，获取所述待填充层的总层数，并提取每层的轮廓顶点信息；

S3：判断每一层待填充层的奇偶性，选取符合所述奇偶性中其中一个特性的待填充层做新型轮廓偏置填充处理，符合所述奇偶性中另一个特性的待填充层做新型平行往复直线填充处理；

S4：生成整体填充路径以得到优化后的填充路径。

优选地，所述新型轮廓偏置填充处理具体包括以下步骤：

(1)采用螺旋轮廓偏置算法获取平面内的偏置填充路径，并计算该平面内的多边形轮廓顶点坐标信息；

(2)基于所述轮廓顶点坐标信息通过正交分解原理计算出轮廓间衔接顶点的坐标，以进行填充路径优化；

(3)将优化后的路径替代原本的偏置填充路径，并更新该平面内的填充路径。

优选地，所述新型平行往复直线填充处理具体包括以下步骤：