[发明专利]一种3DP工艺中STL模型渗透误差综合补偿方法

权利要求书

1.一种3DP工艺中STL模型渗透误差综合补偿方法，其特征在于，该方法包括Z方向渗透误差计算补偿、XY方向渗透误差计算补偿、线框插值补偿过程；

拿到打印的STL模型后首先进行渗透误差相关参数设定，再进行Z方向渗透误差计算补偿，获得Z方向渗透误差补偿量，利用Z方向渗透误差补偿量对模型进行补偿，得到Z向补偿后的STL模型；

在Z向补偿后的STL模型的基础上进行预分层处理得到当前STL模型分层面数据信息的线框模型；

对分层处理后的线框模型进行XY方向渗透误差计算补偿获得XY方向渗透误差分层补偿量，利用该分层补偿量进行XY方向渗透误差补偿，得到XY向补偿后的线框模型；

之后对XY向补偿后的线框模型进行插值补偿得到最终的线框模型。

2.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，所述Z方向渗透误差计算补偿的过程是；

1)按照STL模型中三角面片的方向不同将其分为三种情况：三角面片向上，无需补偿；三角面片垂直，不参与补偿计算，只在需要补偿的区域才进行补偿；三角面片向下，参与补偿计算并进行补偿移动，是主要的补偿对象；

2)构建Z方向误差模型：

其中，(f_x,f_y,f_z)为三角面片的法向量，dz表示Z方向渗透误差分量，dx表示XY方向渗透误差分量，θ为三角面片的角度，当f_z0时，θ为法向量与Z轴负方向的夹角，当f_z0时，θ取法向量与Z轴正方向的夹角的负值；当f_z＝0时，θ＝90°；h为层厚；f1(θ)为实际轮廓与理论轮廓之间的距离偏差，Cz(θ)为f1(θ)在Z方向上的分量，即Z方向渗透误差补偿量；

公式(1)为Z方向误差模型，公式(2)为Z方向误差补偿模型；

对STL模型建立拓扑关系并删除冗余数据，使用哈希表储存STL模型的拓扑信息；

3)Z方向误差补偿：水平平面所包含的点的补偿量直接设置为这个平面的补偿量Cz(0)，无需进行其他计算；而对于非水平平面上某一点(X,Y,Z)，与之相接的三角面片有m个，第i个三角面片的角度为θi(θ_i≠0)，补偿量为Cz(θ_i)，则对于该点的Z方向偏移量取与之相接的全部三角面片的补偿量的均值；某个点的补偿量δ的函数表达式为式(3)：

计算STL模型每个点的补偿量δ，并将其输出成为文本文件“STL_Z向误差补偿文件”；

根据“STL_Z向误差补偿文件”的文件信息将STL模型每一个点偏移其相应的δ值，进行基于点偏移的Z方向渗透误差补偿，得到Z向补偿后的STL模型。

3.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，XY方向渗透误差计算补偿的过程是；

将Z向补偿后的STL模型预分层处理，分层后共得到N层轮廓，第k层层面上的轮廓线包含m条线段，记录下未经过XY方向补偿的线框模型的每一条线段所对应的STL模型中三角面片的角度信息，

使用XY方向渗透误差数学模型，即单层误差Vs_k，表达式为公式(4)，

其中，单位误差为Sw(θ)，l_ki为第i条线段长度，θ_ki为线段所对应的三角面片角度；Vl_ki为线段所对应的误差；

取使每一层所有线段所对应的单层误差Vs_k的最小时的分层补偿量ht的值作为该层的分层补偿量；计算出每个层面的补偿信息，之后根据计算得到的补偿信息对Z向补偿后的STL模型重新进行分层补偿，最终的得到XY向补偿后的线框模型。