本文關(guān)鍵詞：飛秒激光雙光子聚合加工掃描路徑的規(guī)劃，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：飛秒激光雙光子聚合(Two-Photon Polymerization,簡稱TPP)被認為是實現(xiàn)三維微納結(jié)構(gòu)功能器件加工最具發(fā)展前景的工藝方法之一,具有高精度、良好空間選擇性和真三維加工能力。并且在微電子、光電子、通信、生物醫(yī)藥、微機電系統(tǒng)和超材料等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。飛秒激光雙光子聚合加工根據(jù)光聚合材料與飛秒激光脈沖發(fā)生非線性雙光子吸收作用,通過掃描系統(tǒng)對分層截面進行掃描,實現(xiàn)截面區(qū)域的固化。并通過逐層加工的方式,形成立體微結(jié)構(gòu)。因此在加工過程中,掃描路徑規(guī)劃作為影響成形件精度和成形效率的重要因素,有待于進一步研究。本文分別從截面輪廓數(shù)據(jù)擬合和掃描路徑生成算法兩個方面展開研究。由于掃描路徑是基于截面輪廓數(shù)據(jù)進行規(guī)劃的,因此必須對截面輪廓數(shù)據(jù)進行擬合處理,并選擇直線和非均勻有理B樣條曲線進行數(shù)據(jù)擬合。該算法以最小二乘法為基礎(chǔ),根據(jù)斜率和長度判斷對數(shù)據(jù)進行分段擬合處理,并且通過二分法優(yōu)化控制點數(shù)目。經(jīng)實例仿真分析,在允許誤差范圍內(nèi),采用該方法可以用較少的NURBS曲線逼近原截面輪廓。然后采用輪廓環(huán)偏置掃描和分組光柵式掃描相結(jié)合的復(fù)合掃描方式,進行二維截面的填充。通過對獨立輪廓組的劃分、輪廓環(huán)偏置掃描算法中停止掃描的判斷以及分組光柵式掃描算法中交點的優(yōu)化篩選來進行數(shù)據(jù)處理。該算法有效避免了傳統(tǒng)往復(fù)掃描出現(xiàn)空行程的缺點,以及輪廓環(huán)偏置掃描算法不穩(wěn)定、判斷復(fù)雜的特性,能夠延長激光器的使用壽命。最后以LabVIEW軟件作為開發(fā)工具對掃描路徑生成系統(tǒng)進行模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,通過對三維STL數(shù)據(jù)模型進行分層后得到的CLI分層文件格式進行分析,實現(xiàn)了CLI分層文件的讀取、顯示及生成掃描路徑。并通過實例仿真分析,驗證了該掃描路徑生成系統(tǒng)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：雙光子聚合 截面輪廓擬合 掃描路徑 復(fù)合掃描 二進制CLI文件
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN249
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 論文選題來源8
• 1.2 選題背景和意義8
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-15
• 1.3.1 數(shù)據(jù)擬合研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3.2 激光掃描路徑研究現(xiàn)狀9-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排15-17
• 第二章 截面輪廓數(shù)據(jù)的NURBS擬合算法17-31
• 2.1 輪廓線生成原理17-19
• 2.2 截面輪廓數(shù)據(jù)的誤差19-20
• 2.3 截面輪廓數(shù)據(jù)的分段處理20-23
• 2.4 NURBS曲線擬合算法設(shè)計23-28
• 2.4.1 數(shù)據(jù)點參數(shù)化法及節(jié)點矢量的確定24-25
• 2.4.2 截面數(shù)據(jù)擬合方法25-26
• 2.4.3 優(yōu)化控制點搜索法26-27
• 2.4.4 NURBS曲線擬合算法步驟27-28
• 2.5 實例說明28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 復(fù)合掃描算法的研究31-50
• 3.1 復(fù)合掃描算法的實現(xiàn)策略31-32
• 3.2 復(fù)合掃描算法中的基本概念32-33
• 3.3 復(fù)合掃描算法的實現(xiàn)33-49
• 3.3.1 獨立輪廓組劃分33-36
• 3.3.2 輪廓環(huán)之間位置關(guān)系36-38
• 3.3.3 輪廓環(huán)偏置掃描38-41
• 3.3.4 停止輪廓環(huán)偏置掃描判斷41-43
• 3.3.5 分組光柵式掃描43-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 掃描路徑生成系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)50-63
• 4.1 掃描路徑生成系統(tǒng)的組成50-51
• 4.2 掃描路徑生成系統(tǒng)設(shè)計51-58
• 4.2.1 Magics分層軟件51-53
• 4.2.2 CLI文件53-57
• 4.2.3 模塊設(shè)計57-58
• 4.3 掃描路徑生成系統(tǒng)的實現(xiàn)58-60
• 4.4 掃描路徑實例測試60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63
• 5.2 展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-71
• 作者簡介71
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果71

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周廣林,陳劍,畢傳興,陳心昭;矩形測量面掃描測量聲強時掃描路徑研究[J];聲學(xué)學(xué)報;2003年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 丁錦紅;;視覺掃描路徑重復(fù)效應(yīng)研究[A];第十二屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李雨澄;飛秒激光雙光子聚合加工掃描路徑的規(guī)劃[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

2 侯章浩;熔融沉積成型的路徑規(guī)劃研究[D];新疆大學(xué);2015年

3 張曼;RP中掃描路徑的生成與優(yōu)化研究[D];西安科技大學(xué);2006年

4 李陽;基于幾何圖形相似性的掃描路徑選擇與檢索的研究[D];西安理工大學(xué);2009年

5 張連重;基于機器人堆焊的快速再制造成形分層路徑規(guī)劃研究[D];新疆大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：飛秒激光雙光子聚合加工掃描路徑的規(guī)劃，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：257686