装配体模型优化的免装配打印方法

摘要：

针对包含机构语义的装配体模型实施高质量的免装配打印(涉及支撑结构的清除、打印材料的消耗以及机构语义关联表面的打印质量等)不仅困难且仍缺乏自动方法的问题,提出一种装配体模型优化的免装配打印方法.首先基于包围盒剖分和体素关联关系对装配体模型进行体素化;然后采用改进的Bresenham算法快速生成体素路径,并据此快速分析支撑结构的可清除性;提出一种增量式的体素重关联方法,可在零件之间的相对布局改变后避免耗时的模型重体素化;最后以同时满足支撑结构可清除、支撑结构消耗材料量尽量少,以及运动接口面的打印质量尽量好为目标,通过改进粒子群算法确定和调整装配体模型的打印方向及其零件之间的相对布局.在带有典型机构语义的若干装配体模型上进行实验的结果表明,所提方法计算的方向和零件之间的相对布局打印模型的支撑结构均可完全清除,支撑结构所消耗的材料以及机构语义关联表面的粗糙度均大幅度减少(小);与基于八叉树分析支撑结构可清除性的方法以及基于零件布局调整开展免装配机构打印的最新方法相比,该方法对于包含机构语义的装配体模型开展高质量免装配打印具有突出的适用性和优势.

关键词：打印方向优化、支撑结构可清除性分析、零件相对布局优化、免装配打印、3D打印

所属期刊栏目：34

分类号：TP391.41(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金;虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京航空航天大学开放课题;浙江省重点研发计划

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：1828-1841