一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113977946A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111202828.1(22)申请日2021.10.15(71)申请人郑州航空港经济综合实验区空港人工智能研究院地址450000河南省郑州市市辖区航空港区科创中心8楼(72)发明人姜鑫胡一飞霍冠英苏澄王博伦李禾雄郑志明(74)专利代理机构郑州智多谋知识产权代理事务所(特殊普通合伙)41170代理人尚秘(51)Int.Cl.B29C64/386(2017.01)B33Y50/00(2015.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法(57)摘要本发明公开了一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法，属于3D打印技术领域。一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法，包括以下步骤：S1，设置切平面，获取与切平面相交的三角面片；S2，计算切平面轮廓和尖角高度；S3，根据轮廓数目将模型分为多个部分；S4，根据尖角高度和改善面积比率，对每一部分自适应分层；本发明，预处理中分层设置，控制基础精度；根据预设尖角高度误差阈值和面积差异比率阈值，进行自适应分层，直接控制打印精度和打印效率。CN113977946ACN113977946A权利要求书1/3页1.一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，设置切平面，获取与切平面相交的三角面片；S2，计算切平面轮廓和尖角高度；S3，根据轮廓数目将模型分为多个部分；S4，根据尖角高度和改善面积比率，对每一部分自适应分层。2.根据权利要求1所述的一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法，其特征在于，在步骤S1中包括以下步骤：S101，定义三角面片：记，该STL文件含有n个三角面片，分别记作Ti(i＝1,2,...,n)；三角面片的三个顶点分别记作Ti,j(j＝1,2,3)，三个顶点按照Z坐标从小到大排序；顶点在X、Y、Z轴的坐标分别为Ti,j,k(k＝x,y,z)；S102，设置切平面：设置打印精度为Δh，以Δh为间隔均匀分层设置切平面，步骤如下；遍历三角面片，获得模型的Z坐标最大值，记作Zmax，Zmax＝max(Ti,3,z),i＝1,2,...,n；根据Zmax确定切平面的数目m，切平面用它的Z坐标表示，切平面Pt(t＝1,...,m)为Pt＝(t‑1)×Δh；S103，获取与切平面相交的三角面片：遍历三角面片，获得与切平面Pt相交的三角面片的序号，记入集合At，步骤如下：S1031，初始化三角面片序号初始化i＝1；S1032，获取三角面片Ti的Z坐标最小值Zmin＝Ti,1,z和Z坐标最大值Zmax＝Ti,3,z；S1033，计算与该三角面片相交的切平面的序号的最小值和最大值S1034，将三角面片Ti加入到与之相交的切平面对应的集合At中，At＝At∪{i}，t＝tmin,tmin+1,...,tmax‑1,tmax；S1035，令i＝i+1，若i＜n，则转到S1032，否则结束。3.根据权利要求2所述的一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法，其特征在于，在步骤S2中，计算切平面轮廓包括以下步骤：S201，记切平面层轮廓Ct和尖角高度ht；记At中三角面片的数目为nt，且切平面上的层轮廓Ct用rt个多边形表示，即S202，求第一个交点：设三角面片的边为E13、E12、E23，其中E13与切平面Pt相交，E13的两个顶点为V1、V3，两点的Z坐标为z1、z3；该三角面片的另一个顶点为V2，该点的Z坐标为z2；2CN113977946A权利要求书2/3页则交点a1为S203，确定该三角面片另一个与切平面Pt相交的边，设f＝(Pt‑z2)(Pt‑z3)；若f＞0，则边E12与切平面Pt相交；否则，边E23与切平面Pt相交；S204，确定另一个交点a2，并在集合中删除该三角面片；S205，由交点a2所在的边确定下一个三角面片，计算下一个交点a3；S206，重复上述操作，直到某次计算的交点as与a1重合，得到第一个轮廓Ct,1＝{a1,...,as}；S207，若此时At非空，则重复上述操作得到多个轮廓直到At为空集停止。4.根据权利要求3所述的一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法，其特征在于，在步骤S2中，计算尖角高度包括以下步骤：记每个三角面片Ti的法向量为normali，且normali,k,k＝x,y,z分别表示法向量的X、Y、Z坐标；则，每个三角面片对应的尖角高度为Δhi＝Δh×|normali,z|；切平面Pt的尖角高度为At中所有三角面片的对应尖角高度的最大值。5.根据权利要求4所述的一种面向STL文件的3D打印自适应分层方法，其特征在于，在步