[发明专利]3D打印分层控制算法

说明书

本发明公开了一种3D打印分层控制算法。它是一种基于分组排序的有向加权图递归分层算法，该算法包括下述步骤：(一)通过对3D打印中的STL模型文件进行分析，对所有三角形面片进行分组排序；(二)对分组排序后的三角形面片，找到三角形面片与分层平面序列号之间的对应关系，建立分层关系矩阵；(三)建立三角形面片之间的邻接关系，得到三角形面片的有向加权图；(四)对活性三角形面片分别进行有向加权图递归搜索，找到邻接三角形；(五)通过邻接三角形的权值数据找到邻接三角形的边，进而求得边与截面的交点，确定截面轮廓走向，最终生成截面轮廓数据。该3D打印分层控制算法可减少面片之间建立拓扑关系的时间，实现简单，稳定可靠。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种3D打印分层控制算法。

背景技术

现有的3D打印中的STL模型算法主要有以下两种：

一是基于STL模型几何特征分类的算法。此算法对STL文件的三角形面片直接进行分级分类，然后进行求交计算，但必须整理截面轮廓信息形成封闭的有向线段。利用三角形面片存在的特点：在Z方向上如果三角形面片越长，那么与其相交的切平面将会越多；三角形面片在Z方向的最低点越是低，与切平面相交将越快。

二是基于STL模型拓扑结构信息的分层算法。三角形面片在STL模型中毫无顺序，这一算法首先建立三角形面片的几何拓扑数据，在拓扑信息的基础上进行分层处理。如果没有建立拓扑信息，搜索三角形面片比较费时，但是建立拓扑信息后，能够搜索到构成该三角形面片的三个顶点和三条边，通过边的信息还可以搜索到邻接三角形面片。

上述两种STL模型算法存在一定缺陷：第一种算法对三角形面片分类的划分指标是模糊值，因此难以完全杜绝位置关系的无效判断；第二种算法在三角形面片和切平面求交时，每个三角形面片只对一条边求交，可以直接得到有向封闭轮廓，但是建立拓扑数据过程费时，且占用内存较大。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种可减少分层算法在面片之间建立拓扑关系的时间，可提高分层效率的3D打印分层控制算法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

本发明在充分研究上述两种现有的STL模型算法特点的基础上，吸取它们各自的优点，提出了一种基于分组排序的有向加权图递归分层算法。该算法首先通过对3D打印中的STL模型文件进行分析，对所有的三角形面片进行分组排序；然后对分组排序之后的三角形面片建立分层关系矩阵，并建立有向加权图数据结构；之后再对活性三角形面片分别进行有向加权图递归搜索(在有向加权图数据结构即拓扑结构中对活性三角形面片进行递归搜索)，找到邻接三角形，记录其权值数据信息，通过权值数据信息直接找到边，进而求得边与截面的交点，最终生成截面轮廓数据。该算法可以减少面片之间建立拓扑关系的时间，实现简单，稳定可靠。

本发明一种3D打印分层控制算法，它是一种基于分组排序的有向加权图递归分层算法，该算法包括下述步骤：

(一)分组排序

通过对3D打印中的STL模型文件进行分析，对所有三角形面片进行分组排序；

(二)建立分层关系矩阵

对分组排序之后的三角形面片，找到三角形面片与分层平面序列号之间的对应关系，建立分层关系矩阵；

(三)建立有向加权图数据结构

建立三角形面片之间的邻接关系，得到三角形面片的有向加权图；

(四)递归搜索

对活性三角形面片分别进行有向加权图递归搜索，找到邻接三角形，记录其权值数据信息；

(五)确定截面轮廓走向