[发明专利]一种优化物体整体刚度的三维打印方法

摘要

本发明公开了一种优化物体整体刚度的三维打印方法，包括获取打印物体的三维网格模型；优化打印物体的三维打印参数，其中参数包括模型表皮参数和框架参数，所述表皮参数包括表皮外形尺寸和自适应厚度，所述框架参数包括支杆数目、半径、长度及节点位置；根据三维打印参数生成适于打印的实体模型。本发明所述的一种优化物体整体刚度的三维打印方法，通过自适应厚度的表皮结构和框架结构近似打印物体，这两种结构均起到支撑作用，以达到在节省材料的同时保证物体的强度和受力稳定性要求；本发明通过打印参数的优化来提高打印物体的整体刚度；本发明输出为优化后的实体模型，适用于当前的所有三维打印方式。

主权项

一种优化物体整体刚度的三维打印方法，其特征是，包括以下步骤：步骤A：获取用户输入的打印物体三维网格模型；步骤B：根据步骤A获取的三维网格模型确定并优化表皮参数和框架参数；所述表皮参数包括表皮外形尺寸和自适应厚度；所述框架参数包括支杆个数、半径、长度及节点位置；步骤C：根据上述步骤B获得的优化参数生成实体模型；步骤D：打印上述步骤C生成的实体模型；所述步骤B中优化表皮参数和框架参数的方法为：以打印材料的物理特性、打印条件、打印条件的物理特性及打印物体的材料体积中的一种或多种条件为约束，以打印模型整体刚度最大化为目标，建立三维打印模型；模型整体刚度的极大化通过下列公式五实现：公式五：其中V＝{v1，v2，L，v|V|}是所有节点的位置坐标组成的矩阵，节点vi的位置坐标为r表示由所有支杆的半径组成的向量，K(V，r)表示由节点位置和支杆半径确定的刚度矩阵；Vl表示所有内部节点的集合；Θ表示变量的取值空间；表示刚度矩阵K(V，r)的最小非零特征值。