[发明专利]一种回转件的3D打印路径及其增材制造方法

权利要求书

1.一种回转件的3D打印路径，其特征在于：包括如下步骤：

S1：构建待制造零件的三维模型；

S2：对所述三维模型进行分层切片处理获取各层的切片轮廓；

S2.1：针对所述三维模型，以垂直于其回转轴的任意方向为法向，建立过回转轴的切平面；

S2.2：所述切平面绕回转轴并每次旋转角度θ为间隔生成等距的切片轮廓序列{P(0),P(θ),…,P(Sθ),…,P((n-1)θ),P(nθ)}；

其中,S为整数，P(Sθ)为Sθ角度处的切片轮廓；

S3：计算获取所述切片轮廓的中轴线；

所述中轴线，是距所述切片轮廓上不同边上的两个或两个以上点的等距离点的集合；

S4：对所述切片轮廓的中轴线重采样，沿所述中轴线长度方向并以等弧长D为间隔生成等距的中轴点序列{P(Sθ)₀,P(Sθ)₁,…,P(Sθ)_i,…,P(Sθ)_n-1,P(Sθ)_n}；

其中，P(Sθ)_i为第i个中轴点；

S5：计算中轴点处的切向量以及垂直于切向量的垂线，所述垂线与切片轮廓之间相交形成交点；

其中垂线与切片轮廓之间相交的两端点分别为下端点P(Sθ)_i^下和上端点P(Sθ)_i^上；

S6:依次连接不同切片轮廓上同一等弧长D处中轴点对应的上端点连接形成内轮廓，依次连接不同切片轮廓上同一等弧长D处中轴点对应的下端点连接形成外轮廓，内轮廓与外轮廓之间包围形成打印区域，同时将打印区域内的中轴点连接形成新中轴线；

S7:在同一打印区域内连接下端点P(Sθ)_i^下与上端点P(Sθ)_i^上形成路径一，连接上端点P(Sθ)_i^上与上端点P((S+1)θ)_i^上形成路径二，并且连接下端点P((S-1)θ)_i^下与下端点P(Sθ)_i^下形成路径三，路径一、路径二以及路径三形成Zigzag填充路径；

S8：在一个旋转切平面内相邻两层打印区域的中轴点一一对应，则上一层打印区域的内或外轮廓上的路径点与下一层打印区域的内或外轮廓上的路径点一一对应，分别对相邻层内或外轮廓上的路径点进行插值计算出两层之间的螺旋路径点，插值方法如下，其中，n为路径点总数，k为第k层，i为第i个路径点：

2.根据权利要求1所述的一种回转件的3D打印路径，其特征在于：所述旋转角度θ的范围为θ_min≤θ≤θ_max，

其中回转半径为r和填充间距为w，r_min为模型内曲面最小回转半径，r_max为模型外曲面最大回转半径，w_min为最小填充间距，w_max为最大填充间距。

3.根据权利要求1所述的一种回转件的3D打印路径，其特征在于：所述弧长D的范围为：

其中，h_min和h_max分别为单层的最小打印高度和最大打印高度。

4.根据权利要求1所述的一种回转件的3D打印路径，其特征在于：所述路径一与路径二以及路径一与路径三的连接处设置有圆弧倒角。