[发明专利]一种切片打印顺序优化方法

说明书

本发明提供一种切片打印顺序优化方法，包括以下步骤：输入按照原始顺序排列的初始填充区域集；将初始填充区域集中的填充区域按层分为若干子合集，根据子集合顺序构建对应的空白优化填充区域集合A；按顺序选取一子集合作为当前子集合，判断其中是否存在过渡层；若存在，则将该子集合内所有填充区域按原始顺序存入集合A的对应位置；若不存在，进入下一步；将当前子集合内的填充区域进行分支化处理，并按照分支化顺序逐个存入集合A；返回上一步直至所有子集合全部处理完毕；输出重新规划打印顺序的集合A。本发明实现了模型分层打印与分支打印结合的优化规划方法，该方法可有效减少三维打印中的移动次数和喷头移动距离，降低打印时间。

技术领域

本发明属于计算机辅助制造CAM(Computer aided manufacturing)技术领域，具体涉及一种切片打印顺序优化方法。

背景技术

随着计算机技术、材料成型技术的快速发展，三维打印技术成为了当前制造领域广泛应用的一种先进制造技术。利用分层制造的原理，三维打印技术逐层堆积材料以得到设计实现，特别适合制造具有复杂形状与拓扑的三维零件。

三维打印技术主要包含了在计算机上实施的制造工艺规划和在设备上实际制造实体零件成型两个关键技术环节，其中制造工艺规划主要包括三个步骤：第一步：针对用户输入的三维模型，用户在计算机上实现三维模型的分层切片；第二步：根据切片结果，生成精确可靠的切片轮廓；第三步：在切片轮廓内规划三维打印路径。

对模型切片分层截交计算后，在每一层截交平面上会得到大量散乱线段。拼接散乱线段后，每一层会得到若干个闭合轮廓。根据闭合轮廓，计算机控制设备实施打印。

当分层存在多个闭合轮廓时，采用的技术方案往往是对该层各封闭轮廓依次打印，该层打印完毕后再打印下一层。但是这种方案在处理树形结构(模型纵向存在多个分支)的模型时，打印喷头需要不断在不同轮廓间移动，将占用大量时间。现有技术方法存在改进空间。

发明内容

为了解决现有三维打印路径规划中树形结构模型在不同分支转换次数过多的缺点，本发明提供一种基于轮廓投影的切片打印顺序优化打印方法，该方法通过对分层轮廓重新组合，实现模型按分支打印的方法，优化打印路径规划，以改善传统分层打印中对树形结构打印规划效率不高的问题。该方法判断清晰，适应性广，是一种高效的3D打印路径规划方法。

一种切片打印顺序优化方法，包括以下步骤：

(1)输入按照原始顺序排列的初始填充区域集；

(2)将初始填充区域集中的填充区域按层分为若干子集合，根据子集合顺序构建对应的空白优化填充区域集合A；

(3)按顺序选取一没有经过处理的子集合作为当前子集合，判断其中是否存在过渡层；

若存在，则将该子集合内所有填充区域按原始顺序存入当前优化填充区域集合A的对应位置，并更新优化填充区域集合A；

若不存在，进入下一步；

(4)将当前子集合内的填充区域进行分支化处理，并按照分支化顺序逐个存入优化填充区域集合A，再次更新优化填充区域集合A；返回步骤(3)直至所有子集合全部处理完毕；

(5)输出重新规划打印顺序的优化填充区域集合A。

上述优化打印方法，将模型划分成多个打印分支，并采取按层打印和按分支打印相结合的路径规划方式，极大减少了打印过程中喷头在不同分支间快速移动的次数，节省了三维打印时间，优化了三维打印路径规划方法，尤其适用于带有分支结构的模型的三维打印。

作为优选，步骤(1)中，输入切片数据，得到切片轮廓，采用clipper方法在模型切片层内对轮廓进行运算，进而得到轮廓的填充区域。