[发明专利]一种实时可变宽度的3D打印路径构造方法

权利要求书

1.一种实时可变宽度的3D打印路径构造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)构建待制造零件的三维模型；

(b)对所述三维模型进行分层，获得各层的切片；

(c)获得所述切片的中轴线和骨架线，其中所述中轴线为与切片轮廓上不同边或边的延长线上的两个或两个以上点等距离的点集，所述骨架线为所述中轴线上某一点与其对应的切片轮廓上某一点的连线；

(d)将步骤(c)中得到的骨架线以中轴线为中心分为两部分，位于中轴线一侧的骨架线记为第一半区，位于中轴线另一侧的骨架线记为第二半区；

(e)分别将步骤(d)中获得的第一半区、第二半区的骨架线沿中轴线的方向依次排序；

(f)分别计算排序后的第一半区、第二半区的骨架线中最大骨架线长度和最小骨架线长度，并根据由执行机构限制的最大打印宽度和最小打印宽度分别确定第一半区、第二半区的最优路径点数；

(g)根据步骤(f)中获得的第一半区的最优路径点数，确定所述第一半区骨架线上各路径点的位置，保证各路径点之间的距离为骨架线的长度除以最优路径点数，然后依次将第一半区骨架线上的对应路径点连接，从而生成所述第一半区的打印路径，同时采用该方法生成所述第二半区的打印路径，以此完成实时可变宽度的3D打印路径的构造。

2.如权利要求1所述的实时可变宽度的3D打印路径构造方法，其特征在于，所述步骤(d)中判断所述骨架线所属区域的方法为：将该骨架线两个端点的坐标代入公式(1)中，将结果为正的骨架线归为第一半区，将结果为负的骨架线归为第二半区；

MA_x×OUT_y-MA_y×OUT_x (1)

式中，MA_x为骨架线中位于中轴线上的端点MA的横坐标，MA_y为端点MA的纵坐标，OUT_y为骨架线中位于切片轮廓上的端点OUT的纵坐标，OUT_x为端点OUT的横坐标。

3.如权利要求1或2所述的实时可变宽度的3D打印路径构造方法，其特征在于，所述步骤(f)中确定最优路径点数的方法为：

(ⅰ)选择能够同时满足式(2)和式(3)的K¹中的最小值记为第一半区的最优路径点数

式中，d_min为最小打印宽度，d_max为最大打印宽度，K¹为第一半区的路径点数，为第一半区中最小骨架线的长度，为第一半区中最大骨架线的长度；

(ⅱ)然后选择能够同时满足式(4)和式(5)的K²中的最小值记为第二半区的最优路径点数

式中，d_min为最小打印宽度，d_max为最大打印宽度，K²为第二半区的路径点数，为第二半区中最小骨架线的长度，为第二半区中最大骨架线的长度。

4.如权利要求3所述的实时可变宽度的3D打印路径构造方法，其特征在于，所述步骤(g)中确定第一半区骨架线上各路径点的位置的方法为：

式中，i为骨架线上路径点的编号，为第一半区中骨架线上第i个路径点的横坐标，为第一半区中骨架线上第i个路径点的纵坐标。