[发明专利]一种FDM三维打印垂直支撑模型的布尔操作方法

权利要求书

1.一种FDM三维打印垂直支撑模型的布尔操作方法，其特征是，具体包括如下步骤：

(1)基于STL网格模型对支撑区域进行搜索，扫成支撑轮廓；

(2)对支撑轮廓进行布尔差操作，具体为：对于一个待求支撑区域，看成一个从支撑区域向下投影而扫成的网格模型，这个模型在扫成中，遇到的零件表面为该支撑模型的底面，该底面和所有的侧面组成支撑模型；

(3)布尔并操作，具体为：基于布尔差操作所得到的模型为侧面垂直的支撑体，针对相互重合的侧面进行，其并的面实际为相互平行的竖直的面；

(4)重新网格化，将上述网格边界处的网格重新建立对应关系，从而保证得到的支撑模型为有效的二维流形，并输出支撑模型。

2.根据权利要求1所述的一种FDM三维打印垂直支撑模型的布尔操作方法，其特征是，在步骤(2)中，布尔差操作方法如下：

Step 1：支持顶面面片集合Sa向底面投影，得到一个平面区域A平面区域A为同平面三角形集合；

Step 2：计算落于平面区域A中的区域的三角面片集合W；

Step 3：对三角面片集合W中的三角形，计算其相互遮挡关系；

Step 4：组成支撑网格模型，其中：可见面片集合Vs、平面区域A、支持顶面面片集合Sa以及支持顶面面片集合Sa向下投影的侧面Hsa，组成新的支撑模型的实体；

Step 5：面片集合Nhs、可见面片集合Vs、平面区域A、支持顶面面片集合Sa组成新的支撑网格的面片集合。

3.根据权利要求2所述的一种FDM三维打印垂直支撑模型的布尔操作方法，其特征是，在步骤Step 2中，三角面片集合W获取方法如下：

Step 2.1：对网格模型面片集合St－支持顶面面片集合Sa中的每个三角形t，与平面区域A中的三角面片两两相交，其重叠区域为R，对重叠区域R进行三角化，得到三角形集合M；

Step 2.2：对三角形集合M中的每个三角面片，比较和支持顶面面片集合Sa的关系，如果高于支持顶面面片集合Sa中的面片，则放弃，否则进入三角面片集合W中。

4.根据权利要求2所述的一种FDM三维打印垂直支撑模型的布尔操作方法，其特征是，在步骤Step 3中，计算其相互遮挡关系的方法如下：

Step 3.1：记录已经就绪的可见面片集合为Vs，其中：初始的可见面片集合Vs＝NULL；

Step 3.2：取三角面片集合W中的一个三角形t，计算三角形t和可见面片集合Vs中的每个面片的关系，可见面片集合Vs中的任意面片为Ts，计算t和Ts之差，得到的区域则为新的可见面，对这个可见面进行三角化，得到可见面片集合Vs中的新的面片集合。

5.根据权利要求4所述的一种FDM三维打印垂直支撑模型的布尔操作方法，其特征是，在步骤Step 3.2中，t和Ts的关系有两种：(1)t在Ts之上；(2)Ts在t之上；若t在Ts之上，则Ts将可能遮挡掉部分或者全部的t；若Ts在t之上，则t将可能遮挡掉部分或者全部的Ts。

6.根据权利要求2所述的一种FDM三维打印垂直支撑模型的布尔操作方法，其特征是，在步骤Step 4中，新的支撑模型的实体获取方法如下：

Step 4.1：将可见面片集合Vs向底面投影，得到新的底面Tvs，其中：新的底面Tvs和侧面Hsa相交；

Step 4.2：对新的底面Tvs的面片集合建立邻接关系，显然每条边对应一个新的侧面；

Step 4.3：对新的侧面进行三角化，得到面片集合Nhs。