三维打印系统数据处理软件的研究

论文摘要

经济化、桌面化是快速成形技术的一个很重要的发展趋势。而三维打印是适应于该发展趋势的新型快速成形技术。三维打印数据处理软件是三维打印软件系统中的重要组成部分。数据处理软件的功能有接受STL文件输入、接受用户的参数输入与系统状态显示,生成每一层的实体图像和支撑图像。本文主要的研究内容是三维打印系统数据处理软件中的实体图像生成模块和支撑图像生成模块。本文首先对活性边表填充算法进行研究和改进。改进后的新算法能将扫描填充转化为整数比较,从而避免了反复运算引起的填充误差,同时也避免了传统活性边表填充算法中需要判断特殊交点个数的问题。实现了实体轮廓准确填充的工作。其次研究出扫描线段转化为BMP位图的算法,实现了实体图像生成模块。再次对五种传统的支撑生成方法进行研究和改进,改进后的算法能适用于三维打印系统。这五种支撑生成方法分别是:在CAD模型上手动生成支撑法;BOX型支撑自动生成算法;基于投影区域的支撑自动生成算法;轮廓求差法和线段求差法。并分别对这些算法的优劣进行比较。最后研究出一种比较适合于三维打印系统的支撑自动生成算法—图像求差法。该方法不会生成多余支撑结构,并且比传统的支撑方法简单、准确度高。上述三维打印数据处理软件中的实体图像生成模块和图像求差自动生成支撑模块经过系统调试后,均取得满意的实验结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 行业及技术背景研究
• 1.2 三维打印工作原理及系统整体框架
• 1.3 项目的创新点和研发难点
• 1.4 本课题主要研究内容及工作安排
• 1.5 本论文课题来源及意义
• 2 三维打印系统数据处理软件研究
• 2.1 引言
• 2.2 三维打印系统组成结构研究
• 2.3 切片轮廓生成算法
• 2.4 切片图像文件格式研究
• 2.5 切片图像扫描填充算法
• 2.6 BMP 图像生成算法研究
• 2.7 软件仿真结果
• 2.8 本章小结
• 3 支撑生成算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 适用于三维打印系统的支撑算法研究
• 3.3 图像求差支撑自动生成算法
• 3.4 支撑图像生成实验
• 3.5 本章小结
• 4 软件系统的VC 实现及程序的模块化研究
• 4.1 三维打印系统软件模块化设计
• 4.2 算法的程序实现
• 4.3 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献