[发明专利]一种不等壁厚回转体3D打印扫描填充路径规划方法

说明书

本发明涉及一种不等壁厚回转体3D打印扫描填充路径规划方法，S1.获得切片轮廓，切片轮廓包括内轮廓线与外轮廓线；S2.获取切片轮廓的圆心C；S3.构建以C为圆心以及分别以R0和R1为半径的同心圆，R0为圆心至内轮廓线的最大距离，R1为圆心至外轮廓线的最大距离；S4.以C为圆心，以角度θ为间隔生成若干射线序列{T₁,T₂,T₃,...,T_m}，射线与切片轮廓相交依次生成端点序列S5.生成线段序列为与之间连接形成的线段；S6.将线段序列中不同m、相同n的线段划分为同一分区，形成多个分区；S7.随机选取一分区中最左侧或右侧线段的端点作为填充起点，依次连接同一分区中的线段，每个端点仅填充一次，遍历填充全部分区。

技术领域

本发明涉及3D打印的技术领域，尤其是涉及一种不等壁厚回转体3D打印扫描填充路径规划方法。

背景技术

3D打印技术通常基于离散—堆积原理，是一种以数字模型为基础，采用材料逐层累加的方法制造出实体物品的制造技术，又被称为增材制造技术。

在增材制造技术中，对三维模型分层切片后的切片轮廓进行扫描填充路径规划是其关键技术之一。对于不等壁厚的零件，目前采用较多的平行线扫描法或偏置轮廓法生成的扫描填充路径存在一定缺陷，当采用平行线扫描法对复杂多边形生成填充路径时，难以形成一条连续的打印路径，并且拐角处的表面形貌较差；当采用偏置轮廓法生成填充路径时，由于多边形形状和填充宽度并不能保证完全填充整个轮廓区域，容易在几何中心处形成间隙或生成过多路径，导致打印的中断次数较多。

传统的电弧熔丝增材制造技术通常采用示教的方式进行路径规划，该方法适用于结构简单，形状规则的产品；对于变截面构件而言，使用示教方式进行路径规划会很大程度增加工作量，严重制约生产效率。因此，需要适用于电弧熔丝增材制造技术的高效便捷的自动路径规划方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种不等壁厚回转体3D打印扫描填充路径规划方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种不等壁厚回转体3D打印扫描填充路径规划方法，包括以下步骤：

S1.构建三维模型，并对三维模型进行分层切片处理，获得各层的切片轮廓，切片轮廓包括内轮廓线与外轮廓线；

S2.获取切片轮廓的圆心C，圆心C与三维模型的回转轴线重合；

S3.构建以C为圆心以及分别以R0和R1为半径的同心圆，R0为圆心至内轮廓线的最大距离，R1为圆心至外轮廓线的最大距离；

S4.以C为圆心，以角度θ为间隔生成若干射线序列{T₁,T₂,T₃,...,T_m}，射线与切片轮廓相交依次生成端点序列

S5.生成线段序列为与之间连接形成的线段；

S6.将线段序列中不同m、相同n的线段划分为同一分区，形成多个分区；

S7.随机选取一分区中最左侧或右侧线段的端点作为填充起点，依次连接同一分区中的线段，每个端点仅填充一次，遍历填充全部分区。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：

S3中构建R0与R1之间的圆环中心线R；

S4中圆环中心线R上以长度w等间隔生成圆周点序列相邻圆周点之间弧长对应的夹角为θ，w为填充宽度。