本文在研究分析3MF文件組成、數(shù)據(jù)結構分析和提取的基礎上,對3MF模型實體和平面顏色進行三維重構,并推導出3MF模型旋轉、縮放和平移理論,為上位機軟件的開發(fā)提供了基礎。本文研究分析了打印參數(shù)對于表面質量的影響,并在觀察擠出絲材斷面形貌的基礎上,提出了鼓形變形假設和均勻擴展變形假設,并以此提出各成型面的的表面粗糙度計算模型。通過對比兩種假設下的表面粗糙度計算模型結果,表明均勻擴展變形假設表面粗糙度計算模型在保持精度不變的前提下,簡化了計算過程。本文利用遺傳算法,對打印參數(shù)進行優(yōu)化。利用權值系數(shù)法,賦予各平面不同的粗糙度權值構建適應度函數(shù)�；贑#Winform平臺開發(fā)遺傳算法運算框架并編寫遺傳算法初始化、計算求解以及結果輸出等各項功能。本文基于C#Winform和SharpGL圖形庫,開發(fā)了上位機軟件。設計了 3MF模型旋轉、縮放、平移等空間操作功能。設計了遺傳算法優(yōu)化和權值設置功能,將開源切片軟件Slice3r嵌入到處理軟件中,實現(xiàn)了切片分層、路徑填充以及生成Gcode代碼的功能。設計了 Gcode代碼讀取功能,能夠在USB模式下與打印機通訊,并實現(xiàn)在線打印。通過對比優(yōu)化前與優(yōu)化后的模...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 3D打印技術概述
    1.2 熔融沉積表面質量優(yōu)化現(xiàn)狀
    1.3 課題提出及研究意義
    1.4 本課題主要研究內容
    1.5 章節(jié)安排
2 3MF模型分析與處理
    2.1 3MF文件分析
        2.1.1 3MF文件組成
        2.1.2 3D模型文件分析
        2.1.3 3MF文件數(shù)據(jù)提取
    2.2 3MF模型旋轉理論計算
        2.2.1 3MF模型繞X軸旋轉理論計算
        2.2.2 3MF模型繞Y軸旋轉理論計算
        2.2.3 3MF模型繞Z軸旋轉理論計算
    2.3 3MF模型其它空間理論計算
        2.3.1 3MF模型縮放理論計算
        2.3.2 3MF模型平移理論計算
    2.4 本章小結
3 打印參數(shù)對FDM制件影響分析
    3.1 打印參數(shù)對于FDM制件表面質量影響分析
    3.2 鼓形變形假設的粗糙度理論計算
        3.2.1 表面粗糙度概念及計算方法
        3.2.2 鼓形變形假設中成型角度對粗糙度形成的理論分析
        3.2.3 水平成型面的表面粗糙度計算
        3.2.4 垂直成型面的表面粗糙度計算
        3.2.5 傾斜成型面的表面粗糙度計算
    3.3 均勻擴展變形的粗糙度理論計算
        3.3.1 均勻擴展變形假設中成型角度對粗糙度形成的理論分析
        3.3.2 水平成型面的表面粗糙度計算
        3.3.3 垂直成型面的表面粗糙度計算
        3.3.4 傾斜成型面的表面粗糙度計算
    3.4 鼓形變形假設與均勻擴展變形假設計算精度對比
    3.5 本章小結
4 基于遺傳算法的打印工藝參數(shù)優(yōu)化算法
    4.1 遺傳算法
        4.1.1 遺傳算法初始化
        4.1.2 遺傳運算
    4.2 考慮平面權重的3D打印工藝參數(shù)優(yōu)化
        4.2.1 平面粗糙度的計算
        4.2.2 適應度函數(shù)的構建
    4.3 基于遺傳算法的工藝參數(shù)計算
        4.3.1 構建遺傳算法的計算框架
        4.3.2 計算結果輸出
    4.4 本章小結
5 上位機軟件開發(fā)
    5.1 上位機程序界面
        5.1.1 C#Winform平臺
        5.1.2 上位機界面各功能模塊
    5.2 處理軟件各功能實現(xiàn)
        5.2.1 3D模型放大縮小功能實現(xiàn)
        5.2.2 3D模型旋轉平移功能實現(xiàn)
        5.2.3 3D模型工藝參數(shù)優(yōu)化計算功能
        5.2.4 優(yōu)化后的3D模型再生功能
    5.3 與3D打印機連機打印功能
        5.3.1 基于Slic3r軟件的3D模型處理
        5.3.2 Gcode代碼讀取及顯示
        5.3.3 基于USB串口的在線打印
        5.3.4 界面Gcode代碼與打印同步功能實現(xiàn)
    5.4 本章小結
6 實驗驗證與分析
    6.1 實驗對象與方法
        6.1.1 實驗對象
        6.1.2 實驗方法
    6.2 實驗過程
    6.3 優(yōu)化算法驗證
        6.3.1 粗糙度計算
        6.3.2 計算結果分析
    6.4 本章小結
7 總結與展望
    7.1 課題總結
    7.2 課題展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果



本文編號：3841150