[发明专利]一种基于支撑点膨胀融合的3D打印支撑区域生成方法

权利要求书

1.一种基于支撑点膨胀融合的3D打印支撑区域生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)输入模型面片数据，在XY平面定义网格区域，生成均匀网格节点集合Q；

(2)对集合Q内的网格节点分别作垂线，求其与模型的交点，根据交点得到支撑线段的集合W；

(3)对集合W内的支撑线段进行切片，求切片层与支撑线段的交点，并将交点作为支撑点按层存入支撑点集合E中；

(4)选取支撑点集合E内一未遍历的切片层为当前切片层，在当前切片层内，以支撑点为中心分别膨胀生成矩形影响区域；

(5)对不同支撑点的矩形影响区域求并集，生成原始支撑轮廓区域集合；

(6)对原始支撑轮廓区域进行修正；

(7)重复步骤(4)～(6)遍历切片层，得到所有切片层的支撑轮廓区域；

步骤(2)中，对集合Q内的网格节点分别作垂线，求其与模型的交点，具体步骤如下：

2.1选取一未处理的面片作为当前面片，将当前面片向XY平面投影，筛选出位于当前面片投影区域内的网格节点，并添加到临时集合中；

2.2选取临时集合中一未处理的网格节点作为当前网格节点，对当前网格节点作垂线，求其与当前面片的交点；

重复本步骤，直至临时集合内所有网格节点遍历完毕，得到临时集合内所有网格节点所作垂线与当前面片的交点；

2.3重复步骤2.2、2.3，直至所有面片遍历完毕，得到每个网格节点对应的垂线与模型的所有交点；

步骤(2)中，根据交点得到支撑线段的集合W的方法为：分别将每一条垂线的所有交点按照Z坐标排序，依序确定支撑起点和支撑终点，若支撑终点所在面片需要支撑，则生成支撑线段，最终获得支撑线段的集合W。

2.根据权利要求1所述的基于支撑点膨胀融合的3D打印支撑区域生成方法，其特征在于，步骤(1)中，生成网格节点集合Q的方法为：根据模型在X、Y方向上的极值，得到其对应的网格区域，在该网格区域内均匀选取网格节点，进而生成所述网格节点集合Q。

3.根据权利要求1所述的基于支撑点膨胀融合的3D打印支撑区域生成方法，其特征在于，步骤(2)中，判断支撑终点所在面片是否需要支撑时：

求取支撑终点所在面片与XY平面的夹角，当该夹角大于设定支撑临界角时，该面片不需要支撑；当该夹角小于等于支撑临界角，该面片需要支撑。

4.根据权利要求1所述的基于支撑点膨胀融合的3D打印支撑区域生成方法，其特征在于，步骤(4)中，在当前切片层上，以支撑点为中心膨胀生成的矩形影响区域的边长是相应方向相邻两个支撑点的距离的f倍，f1，且趋近1。

5.根据权利要求1所述的基于支撑点膨胀融合的3D打印支撑区域生成方法，其特征在于，步骤(6)中，在当前切片层上，采用如下方法对原始支撑轮廓区域进行修正：

对模型切片轮廓区域向外偏置，得偏置轮廓区域；对原始支撑轮廓区域和所述偏置轮廓区域执行布尔差运算，生成最终的支撑轮廓区域。

6.根据权利要求5所述的基于支撑点膨胀融合的3D打印支撑区域生成方法，其特征在于，所述模型切片轮廓区域为由当前切片面和模型截交生成的封闭轮廓区域；所述当前切片面为步骤(3)中对集合W内的支撑线段进行切片形成所述当前切片层的切片面。