[发明专利]一种用于3D打印的模型分割和打包方法

摘要

本发明涉及一种用于3D打印的模型分割和打包方法，是将给定模型分割为若干金字塔形状的分块，然后利用一种改进的禁忌搜索算法寻找最优打包方案,尽可能地减少支撑材料的体积,根据分块体积给出利于全局优化的初始解,并通过控制邻域生成规则以及候选解集,使得搜索更加高效并大幅提高寻优速度；最后,将打印成型的各部件拼合成整体。本发明的有益效果是达到了模型分割产生的分块个数少、打包高效合理；有效地提高打印效率,还减少了打印时间和支撑材料消耗。

主权项

一种用于3D打印的模型分割和打包方法，其特征在于，包括：步骤一，金字塔形状分解；在模型内部散列若干样本点，通过聚类方法逐渐构建出越来越大的分块，将这些分块进一步合并形成若干候选金字塔形状块，通过解决精确覆盖问题确立最终的分解方案；步骤二，寻找最优打包方案；将各分块体素化处理，然后给定初始分块打包序列，并将其作为搜索的开始采用禁忌搜索算法对所有分块打包序列进行搜索，找到最优的打包序列；步骤三，对接测试；通过迭代将尚未打包的分块与堆进行对接测试，逐步将所有分块打包成堆；对于一个有序的分块集合，按照顺序对每个分块进行对接测试。步骤四，分块打包序列优化；在禁忌搜索的过程中，每产生一个新的序列，都要找到序列中各个分块的最优摆放位置，因此要按照序列中分块的前后顺序，对每个分块与已打包的整体进行一系列的对接测试，对接测试产生大量移动方案(平移、旋转)，分块打包入堆后，选择堆的支撑结构体积最小的移动，来确定单个分块的最优移动；步骤五，对领域及候选解集的控制；采用随机法来随机交换序列中的两个分块，生产尚未搜索过的区域，若最优解在搜索过程中被更新，则执行集中搜索策略；用集中性领域中的最优序列组成候选解集，进一步进行搜索；若在当前搜索区域进行了若干次数的搜索后依然没有找到更优的解，则实行分散搜索策略，候选解集由多样性领域中的随机序列组成；步骤六，将打印成型的各部件拼合成整体。