[发明专利]一种建筑3D切片建造方法及3D打印装置

权利要求书

1.一种建筑3D切片建造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取建筑数据的分层处理与节点数据；

S2：将获取的数据通过xyz轴进行点云阵列转换成相对应的xyz轴坐标信息；

S3：对xyz轴坐标信息进行横向和纵向的切片，完成闭环曲线；

S4：通过各曲线形成相应的建筑表皮结构分段路径，对分段路径进行分包、序列化；

S5：采用矩阵式3D打印分布式生产方式完成各个模块的制造。

2.根据权利要求1所述的建筑3D切片建造方法，其特征在于，所述S1具体包括：将需要成型的建筑数据通过雕塑或者3D建模手段获取相对应的模型数据；所述3D建模手段包括：采用3D扫描仪对微缩版的建筑模型进行扫描或者根据3D建模工具获取3D模型。

3.根据权利要求1所述的建筑3D切片建造方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S20：在BIM可视化建模软件中输入建筑的层高、高度、应力、流线曲度参数，通过数据编辑进行点云转换，并生成点云数据参数坐标；

S21：核准校对坐标轴点，将点云数据生成点云坐标体系P＝[x,y,z]；

S22：将云点坐标系通过云点ICP算法成三角面。

4.根据权利要求3所述的建筑3D切片建造方法，其特征在于，所述S20中，如果云坐标离合点无法获取相应平滑的曲线或者应力点无法满足，则坐标位置点采用代偿方式，获取可编辑的坐标点，并对该坐标点进行模拟测试与优化；如果满足应力与曲度要求，则生成具有xyz坐标数据的坐标参数点[x,y,z]。

5.根据权利要求3所述的建筑3D切片建造方法，其特征在于，所述云点ICP算法步骤如下：

A:在目标点云P中取点集pi∈P；

B:找出源点云Q中的对应点集qi∈Q，使得||qi-pi||＝min；

C:计算旋转矩阵R和平移矩阵t，使得误差函数最小；

D:对pi使用上一步求得的旋转矩阵R和平移矩阵t进行旋转和平移变换，的到新的对应点集pi’＝{pi’＝R，pi+t,pi∈P}；

E:根据公式计算pi’与对应点集qi的平均距离d；

F:如果d小于某一给定的阈值或者大于预设的最大迭代次数，则停止迭代计算。

6.根据权利要求1所述的建筑3D切片建造方法，其特征在于，所述S22具体包括：

分别在带匹配的目标点云P和源点云Q中，按照一定的约束条件，找到最邻近点(pi，qi)；然后计算出最优匹配参数R和t，使得误差函数最小；误差函数为E(R，t)为：其中n为最邻近点对的个数，pi为目标点云P中的一点，qi为源点云Q中与pi对应的最近点，R为旋转矩阵，t为平移向量；转换后形成将建筑信息模型划分为N行并锁定建筑分层高度，并通过每层的坐标曲面生成曲线，形成一个封闭的可编辑闭环曲线路径。

7.根据权利要求1所述的建筑3D切片建造方法，其特征在于，所述S3具体包括：将闭环曲线路径数据通过切片软件，对整个建筑数据完成XYZ轴的切片和布线，最终得出钢筋走线的每个节点参数与Z轴与xy轴面的曲面弯曲程度。

8.根据权利要求1所述的建筑3D切片建造方法，其特征在于，所述S4具体包括：对钢筋进行片段数区分，并得出每个段位的编号，编号的走位方式为：从分层轮廓上的距离原点最近的一顶点0开始，按照三角面轨迹规划方法，依次规划轨迹经过1、2、各点后回到0点，再从0点出发依次循环；形成CAD雕刻或绘制路径。