本文關(guān)鍵詞：基于桁架結(jié)構(gòu)的3D打印輕量化模型生成研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：3D打印技術(shù)正處于快速發(fā)展階段。目前,3D打印領(lǐng)域的研究方向主要集中在技術(shù)應(yīng)用上,在模型輕量化方面的研究較少。然而,模型輕量化是減少3D打印耗材成本的關(guān)鍵,間接影響3D打印技術(shù)的推廣。為此,本文提出基于桁架的模型輕量化方案。模型輕量化方案主要包括模型抽殼、桁架生成和切片輪廓提取三個步驟。第一章,闡述論文的課題背景和研究意義,介紹國內(nèi)外在3D打印領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,介紹STL文件格式,重點介紹STL模型抽殼算法和桁架生成的研究現(xiàn)狀。研究模型輕量化方案、模型抽殼算法和桁架生成算法。提出本文的研究內(nèi)容和框架。第二章,研究STL模型的抽殼算法。介紹LDNIs (Layer Depth Normal Images)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。介紹模型切片算法的研究現(xiàn)狀,指出現(xiàn)有算法的不足,在此基礎(chǔ)上,提出基于拓撲網(wǎng)的模型切片算法。切片算法由拓撲網(wǎng)建立算法和切片算法兩部分組成。研究模型的抽殼算法,分析現(xiàn)有模型抽殼算法的優(yōu)缺點,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合LDNIs布爾運算效率高的特點,提出基于LDNIs的模型抽殼算法。在提出的抽殼算法中,根據(jù)模型表面信息,雙向偏置模型首先被建立。之后,雙向偏置模型與原模型進行布爾運算得到抽殼模型。由于LDNIs的特點,三維布爾運算被降低至一維布爾運算,提高了抽殼算法的效率。第三章,研究基于桁架的模型輕量化方案。提出桁架結(jié)構(gòu)的簡化表示方法,將桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計與生成步驟分離。研究桁架結(jié)構(gòu)生算法,指出以STL作為模型數(shù)據(jù)在算法效率上的不足,提出以LDNIs代替STL作為桁架結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù),提高桁架生成效率。提出LDNIs數(shù)據(jù)到切片輪廓的轉(zhuǎn)換方法,完成切片輪廓的提取。第四章,研究FDM(熔融沉積成型)的打印路徑生成及優(yōu)化。本文使用環(huán)形路徑提高模型表面質(zhì)量以及使用掃描線填充提高模型打印速度。提出掃描線路徑的快速生成算法。提出打印路徑優(yōu)化方法,減少噴頭空走時間。打印路徑優(yōu)化方法包括基于打孔點的環(huán)形打印路徑優(yōu)化方法和基于分塊的掃描線路徑優(yōu)化方法。介紹FDM的機代碼技術(shù)規(guī)范。第五章,通過實驗研究本文提出的切片算法、模型抽殼算法和桁架生成算法的算法效率。將實驗結(jié)果與現(xiàn)有算法進行比較,驗證算法的有效性。通過實驗研究模型輕量化效果,驗證模型輕量化方案的可行性。第六章,總結(jié)全文,并對未來的工作作了展望。
【關(guān)鍵詞】：3D打印 輕量化模型 桁架結(jié)構(gòu) LDNIs
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH164
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 論文研究背景與意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11-19
• 1.2.1 STL文件格式11-13
• 1.2.2 模型輕量化13-14
• 1.2.3 模型抽殼14-16
• 1.2.4 桁架結(jié)構(gòu)生成16-17
• 1.2.5 3D打印路徑規(guī)劃17-19
• 1.3 論文研究內(nèi)容與架構(gòu)19-21
• 1.3.1 論文研究內(nèi)容19
• 1.3.2 論文架構(gòu)19-21
• 第二章 基于LDNIs的STL模型抽殼算法21-35
• 2.1 STL文件讀取21-22
• 2.2 基于拓撲網(wǎng)的模型切片算法22-29
• 2.3 基于LDNIs的模型抽殼算法29-33
• 2.3.1 LDNIs數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡介29-31
• 2.3.2 模型抽殼方案31
• 2.3.3 基于LDNIs的STL模型抽殼算法31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第三章 基于桁架結(jié)構(gòu)的3D打印模型輕量化研究35-42
• 3.1 輕量化方案35
• 3.2 基于LDNIs的桁架結(jié)構(gòu)生成算法35-38
• 3.2.1 桁架結(jié)構(gòu)表示35-37
• 3.2.2 桁架結(jié)構(gòu)生成37-38
• 3.3 輕量化模型切片輪廓提取38-41
• 3.3.1 輕量化模型生成38-39
• 3.3.2 切片輪廓提取算法39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于輕量化模型的FDM打印路徑優(yōu)化研究42-52
• 4.1 路徑生成42-45
• 4.1.1 環(huán)形打印路徑生成42-44
• 4.1.2 掃描線打印路徑生成44-45
• 4.2 路徑優(yōu)化45-49
• 4.2.1 環(huán)形打印路徑優(yōu)化45-46
• 4.2.2 掃描線打印路徑優(yōu)化46-49
• 4.3 FDM機代碼49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 實驗研究52-59
• 5.1 算法效率研究52-56
• 5.1.1 模型切片算法52-54
• 5.1.2 模型抽殼算法54-55
• 5.1.3 桁架結(jié)構(gòu)生成算法55-56
• 5.2 輕量化效果分析56-59
• 第六章 總結(jié)和展望59-62
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-62
• 參考文獻62-63

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：259684