一、基于STL模型几何特征分类的快速分层处理算法研究（论文文献综述）
纪连正[1]（2021）在《3D打印自适应分层算法与成型方向优化方法研究》文中研究指明3D打印作为一项快速成型技术,其分层叠加的加工方式使其不必经过传统等材与减材加工的开模、铸造、切削等工序,大大降低了产品的研发成本和周期,同时也突破了复杂结构对加工过程的限制,被广泛应用于各个领域。3D打印中,模型需经过一系列数据处理过程转化为机器可识别代码进行实体打印,因此,数据处理过程对打印精度效率有着至关重要的影响。基于此,本文针对3D打印数据处理过程展开研究,重点关注分层算法和成型方向的优化方法。首先,本文介绍了STL文件格式,针对STL文件顶点数据冗余、缺乏拓扑关系描述等缺点设计了拓扑结构建立方法,实现了对STL文件数据的读取和拓扑建构的建立,并通过Open GL图形库完成了STL模型的可视化。其次,对现有几种自适应分层算法进行了分析,针对目前算法只能防止常规特征点、特征线、特征面不发生偏移和丢失等问题,提出了基于体积误差率的保留模型非常规特征的自适应分层方法。首先根据常规定义识别模型特征点、特征线和特征面,在每一个特征高度处设置分层平面,之后在每两个相邻特征所在分层平面高度间采用体积误差率控制层厚进行二次分层。该方法不仅能够有效防止常规特征不发生偏移和丢失,同时保证不满足常规定义的非常规细节特征不丢失,使得打印误差控制在给定范围内。然后,本文分析了3D打印过程中成型方向对成型精度和成型效率的影响,将成型精度量化为模型体积误差、成型效率量化为相对打印时间,并结合改进的自适应分层算法建立了相应数学模型,分别采用线性加权方法和多目标粒子群优化算法（MOPSO）对成型方向进行了优化求解,找到了自适应分层算法下模型的最佳成型方向。最后,结合本文提出的自适应分层算法和成型方向优化方法,开发了一款3D打印数据处理软件,实现了STL模型的可视化、等厚与自适应分层、填充和结果显示功能,并通过实例模型展示了软件功能。
赵淘[2]（2021）在《基于数控等离子增材制造的复杂结构件路径规划方法研究》文中研究指明电弧熔丝增材制造技术是通过熔化同步供给的金属丝材,在基板上逐层沉积制造金属零件的一种快速成形技术。与传统制造方法相比,电弧增材制造具有装置简单,生产周期短,材料利用率高,制造成本低的优点,尤其适用于中等复杂程度大尺寸金属构件。采用正交试验法确定了等离子弧增材制造最佳工艺参数区间,通过建立焊缝尺寸预测模型可以得到不同焊接参数下的熔宽及余高,预测余高值可用于STL模型分层算法,预测熔宽值可用于复合路径规划算法;分析了相邻焊缝搭接距对多道焊缝成形质量的影响,搭接不足上表面易出现凹坑,搭接过多上表面为倾斜平面,确定了多道焊缝最佳搭接距;研究发现当相邻焊缝拐点处的夹角度数小于58.65°时,拐点处易出现孔隙缺陷,提出拐点路径修正方法提高成形质量。针对具有复杂几何特征的二维轮廓提出往复直线路径和轮廓偏置路径相结合的复合路径规划方法,该方法克服了单一路径成形质量差的缺点,同时具有往复直线路径成形能力强、轮廓偏置路径几何还原度高的优点。分析了复合路径规划方法中内外轮廓判定方法、凹凸点判定方法、偏置点计算方法及交点坐标计算方法等关键问题数学原理;优化了轮廓偏置路径和往复直线路径之间的搭接距离,可有效避免不同类型路径搭接时出现的孔隙。为了减少反复起熄弧对成形质量的影响,采用不熄弧不送丝且焊接电流小于80A的快速移动方法。分析了边缘焊缝材料短缺区域对多层多道构件成形精度的影响,研究发现材料短缺区域会使多层多道构件的中间部位和边缘部位出现高度差,即塌陷现象。随着沉积层数的增加,塌陷现象逐渐从构件边缘向中间部位延伸,使构件上表面呈现为圆弧形;通过建立边缘焊缝重叠模型得到边缘焊缝高度下降后的实际高度,提出随形边缘高度差补偿法消除材料短缺区域。分别采用不同的路径规划方法和工艺参数进行两组验证试验,试验结果表明,高度差补偿法消除了材料短缺区域对构件成形精度的影响,具有较高的可行性及实用性。分析了STL模型的数据格式,选用ASCII格式进行数据处理,实现了基于STL模型的等厚度分层算法;开发了集STL模型读取、焊缝尺寸预测、等厚度分层、复合路径规划及G代码导出于一体的路径规划软件,并设计了操作便捷的GUI界面;进行了三组复杂构件的成形试验,制件成形质量较好,成形尺寸达到预期目标。
雷聪蕊,葛正浩,魏林林,陈浩[3]（2021）在《3D打印模型切片及路径规划研究综述》文中认为3D打印包括建模、分层切片、路径规划及打印等过程。对3D打印中三维模型数据处理技术核心——切片和路径规划进行综述。介绍3D打印切片软件中针对单材料不同格式的模型切片处理方法,阐明了3D打印中的不同工艺参数影响下的切片算法,包括各类分层切片算法和扫描填充算法,说明每种算法的优缺点,并对现有的单相均质模型切片算法进行对比分析与评价,总结模型切片处理算法的不足,提出改进方向以及未来研究多材料3D打印模型数据处理的切入点。
曾庆锁[4]（2020）在《3D打印分层与路径规划算法研究》文中指出3D打印凭借能够制造任意复杂零件结构的优势,在汽车研发设计、原型验证和零件修复等方面都发挥着极为重要的作用。本文以数据处理过程中的关键算法为研究对象,对分层和路径规划进行深入研究与优化,旨在提高成型件的精度和打印效率,使3D打印更好地在汽车行业应用。主要研究内容如下:针对STL存储格式进行分析,对三角面片存储数据冗余,读取速度慢、占据空间大等问题研究,建立点表和面表,利用哈希函数作为辅助结构构建STL模型的三角面片拓扑关系。在VC++6.0开发平台下引入OpenGL图形库,并定义各项属性,开发STL模型的可视化软件,实现模型的读取显示与投影变换。其次针对传统自适应算法易忽视模型特征,导致细节特征丢失和畸变的问题,提出一种防止模型特征畸变的自适应分层算法。在传统基于残余高度自适应分层的情况下进行改进,首先对模型特征进行识别,在模型特征之间根据特征点、线、面分别进行采用的调整策略。最后在OpenGL上开发了自适应分层软件,选取实例模型进行仿真验证。分析了中轴路径的优势,阐述了图形二值化,利用欧式距离变换与中轴点延拓生成复杂图形中轴,之后去除中轴分支路,用中轴偏移完成初始填充路径,同时进行路径修建,采用轮廓偏置复合算法完成最终路径,并用Matlab编程实现了对汽车中控板的路径填充。最后对汽车保险杠模型等缩比,进行FDM实例打印,验证分层算法在考虑模型特征的适用性。
张洁[5]（2020）在《基于FDM成型的增减材复合加工工艺关键技术研究》文中认为增材制造的零件会在倾斜或凹凸表面出明显台阶效应,不能满足实际成型零件的表面精度要求,而减材加工的精度高,但加工柔性较差。增减材复合加工充分利用了二者的优缺点实现了有效互补,将数控加工与增材制造有机集成,既有增材制造的柔性与速度,又有减材制造的尺寸和表面加工精度,不仅能够提高生产效率,降低生产成本。拓宽产品原料加工范围,还可以减少生产过程中切削液的使用,保护环境,具有广阔的应用前景。但目前,增减材复合加工工艺仍不成熟,尤其在获得增减材复合加工代码时,通过手动方式将增材代码与减材代码进行集成,自动化程度较低。本文研究基于STL数据模型的自适应分层方法、基于STL数拟模型的刀位轨迹规划、进行增减材复合软件系统开发,实现了在一个软件系统中可自动生成加工模型的增材加工代码、减彩加工代码、增减材加工代码。本文主要研究内容如下:（1）基于截面积变化梯度的自适应分层算法。利用VC++6.0软件平台实现对STL模型的读取显示,并利用三角面片之间的性质与分层平面之间的位置关系对STL模型进行数据处理,对模型进行分层厚度调整时,利用三角形分割法进行截平面轮廓面积计算并进行分层厚度调整,设计实验验证自适应分层算法的可行性。（2）FDM成型工艺传热过程对成型质量影响研究。对成型过程中重要的工艺参数挤出量进行数学建模。利用ANSYS有限元分析软件的命令流输入方式和“生死单元技术”对FDM成型过程进行仿真模拟,分析了分层厚度与成型速度的温度场、应力场分布,并研究了分层厚度与成型速度对成型件精度影响:通过分析成型件成型过程中的温度场分布,对挤出量数学模型进行修正并进行实验验证。（3）基于STL数据模型的刀位轨迹规划。对于刀位轨迹交叉、重叠及自相交等造成的刀具与工件之间干涉、碰撞问题,提出了一种基于STL数据三维模型的刀位轨迹自动生成方法。该方法将STL三维模型数据分层切片处理后的结果作为刀触点轨迹:采用顶点偏置算法生成可满足数控加工要求的刀位轨迹。通过向量点乘法判断刀位轨迹的干涉或碰撞情况,并对刀位轨迹进行分环处理,判断子环的有效性后得到单连通刀位轨迹,实现了STL离散三角网格模型刀位轨迹的自动生成。（4）增减材复合加工后处理软件开发。针对目前增材加工代码和减材加工代码需要利用各自的软件进行代码输出,增减材复合加工代码数据处理过程复杂的问题。本文利用VC++6.0软件平台开发一款增减材复合加工软件系统,实现STL模型的自动读取与显示、加工参数设置、增材G代码、减材NC代码、增减材复合加工代码的自动生成等功能。利用实验室现有的打印机对增材G代码进行实验,利用VERICUT软件对减材代码进行仿真,利用搭建的增减材复合实验平台对增减材复合加工代码进行实验,以此验证软件系统的可应用性。
何云皓[6]（2020）在《异质异构功能件成形填充算法与路径规划研究》文中研究说明异质异构功能件是指由不同材质、不同结构构成,具有特定功能的零件,适合航空航天、电子信息对抗和军事等领域对于零部件轻量化和多功能性的要求。异质异构功能件传统制造方法为机电分离,存在工艺复杂、复杂结构成形困难等问题,而一体化喷射成形技术可实现支撑防护结构和功能系统同步喷射与固化成形,不但易于实现复杂结构成形,还可简化制造工艺。然而,如何提高成形精度和成形效率是亟需解决的问题,为此,本文研究高精度、高效率的三维打印模型处理方法。首先,针对台阶效应所产生的误差大的问题,结合阵列喷头结构,提出了一种基于区间扫描的模型最优填充方法,通过实时计算边界倾角建立了大小点补偿模型,有效的提高了边界精度,仿真结果表明:整体模型打印填充率可达99%以上,相对于未补偿前可提高1.18%的模型填充率。其次,针对曲面模型打印误差大,速度慢的问题,提出了基于多目标优化的曲面模型分块打印法,设计了基于离散网格曲面的局部曲率最小与边界连接最短的分块路径规划算法,以实现分块连接边界最短为目标减小曲面拼接处台阶效应对于成形效果的影响,仿真结果表明:分块后的曲面模型运动路径重合率达到了 98%,曲面模型路径规划方法相对于传统的方法减小了 71.6%的边界连接长度,同时在保证连接块边界精度的前提下最大化利用喷头结构并减少了其往复运动路径。再次,开发了曲面切片模型处理与打印路径规划软件系统,设计了模型数据预处理方法,实现了三维模型到运动控制指令与打印控制指令的转换,利用软件进行了虚拟化填充,结果表明方案合理,算法正确。最后,分别采用平面模型与曲面模型进行喷射实验,最终打印成形异质异构功能件,结果表明,本文所提出的模型填充方法相对于传统方法尺寸精度提高了 64%,验证了曲面模型路径规划方法相对于传统的方法减小了 71.6%的边界连接长度所带来误差的减小,有效的提高了打印精度,成形样件满足精度要求。
钟云彩[7]（2020）在《自适应偏置轮廓路径算法的优化与实现》文中研究表明路径规划是影响3D打印精度和效率的关键因素。大多数工业金属零件存在尺寸精度要求高、边缘不整齐等特征,同时金属材料还存在热传导性、扩散性等特点,容易导致材料堆积、拉丝、形件变形或翘边等现象,最终导致形件尺寸、质量达不到标准。因此结合金属材料特征进行路径规划优化算法的研究具有实际意义。本文首先对当前存在的几种路径规划算法进行对比分析,选取了适用于金属材料打印的偏置轮廓路径规划算法。接着介绍3D打印的STL模型,研究STL模型的切片过程,得到了切片后的数据,即初始外轮廓数据。然后本文提出优化的路径规划算法,该算法实现首先分为三个主要流程:第一步利用特征点法或面积法确定轮廓的过渡层,过渡层路径采用当前存在的等距离偏置轮廓算法。第二步利用贝赛尔曲线对过渡层内轮廓进行顺滑处理,这可以极大的减少路径存在的拐点数量。并且检测光滑内轮廓层与过渡层之间的距离,在过大的空隙处生成打印新分区。其间用到了内外轮廓判断算法和碰撞检测检测算法等,来避免路径相交或重叠。第三步利用局部路径和全局路径优化处理,进一步顺滑路径,圆滑尖角,这样可以减少材料热量堆积和打印机停顿现象。本次实验设计了可视化系统来对比分析优化前后的效果。为了验证本文算法的实用性,测试模型包括简单的单连通模型和复杂的多联通模型,通过拐点优化前后细节对比图和路径拉直对比图显示优化效果,最后还计算了生成的路径里的拐点数量、路径分割数和填充率,通过统计数目进一步验证优化的有效性。
鲁磊[8]（2020）在《大尺寸FDM模型3D打印路径补偿优化设计》文中提出增材制造技术是《中国制造2025》中指出的五大核心技术之一。对于大尺寸FDM模型,由于模型接触面的面积大,打印路径长,导致在模型打印进程中的相变过程会有不均匀的温度梯度和残余应力分布,使得打印模型翘曲变形。打印模型的翘曲变形轻则会影响打印模型质量,降低打印效率,重则会导致打印模型脱离工作阀台,使得打印失败,造成大量耗材浪费。为了解决大尺寸模型接触面翘曲问题,本文进行了以下三个方面的研究:（1）分析了熔融沉积造型技术（FDM）对打印精度影响的三大因素:前期数据处理误差、成型加工误差和模型后处理误差等,并建立了大尺寸模型最大翘曲变形量的数学模型,通过对相关参数的仿真实验,可以得出模型翘曲变形相对较小的模型打印参数。（2）提出了一种基于MATLAB软件的分层切片算法,该算法通过提取某一分层平面上的所有三角形面片,通过对这些三角形面片进行两次排序,提取出这些三角形面片与切平面的交点坐标,最终得到该切平面的轮廓线。（3）提出了一种复合扫描路径规划算法,该算法是方向平行路径规划算法与轮廓线平行路径规划算法相结合的一种算法,提高了制件的打印效率,降低了耗材的损耗。此外,经过搭建大尺寸模型打印的实验装置:3D打印机M1000,可对本文所提出的算法进行实物打印实验验证。通过第四章的仿真实验和第五章的实物打印实验可以得出,对于该实验所打印的实验样品来说,打印路径长度降低了8.14%,节约了打印时间,提高了打印效率,验证了该算法的可行性。
任新华[9]（2020）在《基于概率模型的3D打印适应性分层方法研究及应用》文中研究表明提高打印精度是3D打印的发展方向之一,模型打印精度可以从两个方面来提高:减小3D打印机机械结构误差、优化模型的分层处理。本文主要对3D打印适应性分层算法进行研究,主要包括基于最小外部支撑体积的分层方向确定、基于概率模型的3D打印适应性分层方法,通过优化模型的分层处理来提高模型的打印精度、降低模型的打印时间。第一章介绍了论文的研究背景与意义,综述了当前国内外在3D打印支撑结构和适应性分层方法的研究现状,介绍了本文的研究内容与结构框架。第二章研究了3D打印模型的分层方向。介绍了3D打印几何模型文件的预处理,以及推导出模型体积和外部支撑结构体积的计算公式。以外部支撑结构体积为评价标准,通过主成分分析的方法找出模型点集的主方向,计算不同倾斜角度外部支撑结构的体积,找出使支撑结构体积最小的方向,作为几何模型的分层方向。第三章考虑打印机不确定误差构建了概率模型。建立了增厚方向倾斜的倒圆锥模型,层切面倾斜的误差概率模型,以表征丝杠螺母运动副旋合误差、反向旋合背隙、伺服系统热效应等不确定因素。提取关联的面片集合与该面片集合在有界层切面的正投影的拓扑同胚关系,通过每层截面的截交线复合环,获得3D打印流形模型的有向多连通域。第四章提出了3D打印适应性层厚优化方法。在考虑打印机的打印平面倾斜因素下,对残余高度的计算进行改进,通过相邻连通域面积的变化率来反映出模型表面的变化趋势,通过模型整体体积误差对分层结果进行评价。根据模型的精度要求设定模型的精度阈值,测试得到打印平面倾斜模型的参数,从最底层确定分层的厚度,使其满足模型的阈值要求,不断迭代各层厚度,减小模型的打印误差。第五章给出了几何模型的打印优化实例,以人体枢椎模型和叶轮模型为例,验证了本文分层方法的适用性,有助于提高3D打印模型的自稳定性和表面精度。第六章总结本文的主要工作和研究成果,对本文的不足之处及后续工作进行展望。
王少飞[10]（2020）在《FDM3D打印机关键算法研究及连接结构改进》文中指出3D打印是始于20世纪80年代中后期的新型快速成型制造技术,具有特定结构及功能的构件可根据三维设计文件打印而来,对产品原型和小批量多品种的制成品而言,能使开发及制造周期缩短,灵活多样,适合当代快节奏的市场竞争。熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling,FDM）作为快速成型中重要的技术手段,制造流程和维护工序简单,在3D打印领域中占据着重要的地位。在三维模型数据的多种存储类型中,针对3D打印过程中三维模型接口（Stereo Lithography,STL）格式文件,提出可视化STL文件模型的方法,基于C++编程语言和开源图形程序接口库Open GL,为STL文件拓扑重建的可视化提供支持,可以对STL数据模型读取显示和进行基本的图形变换操作。为更快获得二维轮廓数据,在对STL模型的拓扑处理方法进行深入分析的基础上,提出了基于hash＿set容器的STL格式文件拓扑重建算法,通过建立点、边和面的数据结构,使用点、边数据结构插入元素数据时重写哈希函数的hash＿set容器实现对文件的拓扑重建,快速去除冗余数据,简化数据存储,解决了拓扑信息查询时间长、生成轮廓慢的问题,加快了邻域边和面的搜索速度,缩短切片分层时间。为配合软件系统提高打印精度,以有限元为分析手段,静应力形变位移为中间变量,对并联FDM3D打印设备中的型材规格选取及框架连接结构进行优化选择,对比连杆球面副和送料机构不同组合的优劣,选取出了更优的运动连接结构;针对PLA耗材,对FDM型3D打印机热熔喷头进行温度场仿真,探究模型冷却机构对喷头温度的影响,改进成型件冷却结构提高了模型的表面成型质量,通过开发软件系统进行模型操作,改进机械结构进行实物打印验证了可靠性。
二、基于STL模型几何特征分类的快速分层处理算法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于STL模型几何特征分类的快速分层处理算法研究（论文提纲范文）
（1）3D打印自适应分层算法与成型方向优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 3D打印数据处理算法研究现状 |
| 1.2.1 分层算法研究现状 |
| 1.2.2 模型成型方向优化方法研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 STL模型数据的读取及可视化 |
| 2.1 STL文件简介 |
| 2.1.1 STL文件格式 |
| 2.1.2 STL文件缺陷 |
| 2.2 STL文件读取算法 |
| 2.2.1 STL文件冗余数据的去除 |
| 2.2.2 STL文件拓扑结构建立 |
| 2.2.3 STL文件读取流程 |
| 2.3 STL文件坐标转换 |
| 2.4 基于Open GL的 STL文件可视化 |
| 2.4.1 Open GL图形库简介 |
| 2.4.2 STL模型可视化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 3D打印自适应分层算法研究 |
| 3.1 分层算法流程 |
| 3.1.1 截面轮廓的获取 |
| 3.1.2 基本分层算法流程 |
| 3.2 3D打印误差分析 |
| 3.2.1 阶梯效应 |
| 3.2.2 模型特征丢失和偏移 |
| 3.3 基于体积误差率的保留模型非常规特征的自适应分层算法 |
| 3.3.1 常规特征的识别 |
| 3.3.2 常规特征高度间距调整 |
| 3.3.3 基于体积误差法的自适应分层 |
| 3.3.4 整体算法流程 |
| 3.4 分层算法对比实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于自适应分层的最佳成型方向研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 成型方向对3D打印的影响 |
| 4.3 模型建立 |
| 4.3.1 自适应分层下模型成型精度数学模型的建立 |
| 4.3.2 自适应分层下模型成型效率数学模型的建立 |
| 4.4 基于线性加权的自适应分层方向优化 |
| 4.4.1 加权目标函数的构建 |
| 4.4.2 基于粒子群算法的求解 |
| 4.4.3 实例验证 |
| 4.5 基于多目标粒子群算法的自适应分层方向优化 |
| 4.5.1 多目标粒子群算法理论 |
| 4.5.2 实例验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 3D打印数据处理软件开发 |
| 5.1 填充功能研究 |
| 5.1.1 往复直线填充方法 |
| 5.1.2 结果输出 |
| 5.2 结果显示功能实现 |
| 5.2.1 CLI文件读取 |
| 5.2.2 轨迹静态/动态显示 |
| 5.3 软件整体设计 |
| 5.3.1 功能模块设计 |
| 5.3.2 软件实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 创新总结 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）基于数控等离子增材制造的复杂结构件路径规划方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 电弧熔丝增材制造国内外研究现状 |
| 1.2.1 工艺参数优化 |
| 1.2.2 路径规划方法 |
| 1.2.3 熔丝增材装备研发 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 等离子增材制造工艺参数优化 |
| 2.1 数控等离子增材制造系统 |
| 2.2 成形工艺试验 |
| 2.3 熔宽余高神经网络预测模型 |
| 2.3.1 BP神经网络的数学原理 |
| 2.3.2 焊缝尺寸预测模型的建立 |
| 2.4 多道焊缝最佳搭接距 |
| 2.5 拐点搭接路径修正方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 单层多道复合路径规划方法 |
| 3.1 单一路径规划方法 |
| 3.2 复合路径规划方法 |
| 3.2.1 内外轮廓的判定 |
| 3.2.2 偏置点的计算方法 |
| 3.2.3 往复直线路径生成方法 |
| 3.3 偏置距离优化方法 |
| 3.4 确定过渡路径工艺参数 |
| 3.5 试验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多层多道成形路径优化方法 |
| 4.1 材料短缺区域对成形质量的影响 |
| 4.1.1 建立多层多道理想搭接模型 |
| 4.1.2 求解边缘焊缝高度下降值 |
| 4.1.3 随形边缘高度差补偿法 |
| 4.2 高度差补偿法试验验证 |
| 4.2.1 块体成形试验结果与分析 |
| 4.2.2 环状构件成形试验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 增材制造路径规划软件及成形试验 |
| 5.1 路径规划软件总体设计 |
| 5.1.1 三维模型的建立与读取 |
| 5.1.2 基于STL模型的等厚度分层算法 |
| 5.1.3 输出数控加工程序 |
| 5.1.4 图形用户界面 |
| 5.2 复杂结构件成形试验 |
| 5.2.1 平衡结构件成形试验 |
| 5.2.2 多边形实体结构件成形试验 |
| 5.2.3 张紧器结构件成形试验 |
| 5.3 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）3D打印模型切片及路径规划研究综述（论文提纲范文）
| 1 3D打印的切片分层处理 |
| 1.1 3D打印的模型切片算法 |
| 1.2基于STL模型的分层切片算法 |
| 1.2.1基于三角面片拓扑信息的切片算法 |
| 1.2.2基于模型几何特征的切片算法 |
| 1.2.3基于模型几何连续性的切片算法 |
| 1.2.4分层切片算法分析对比 |
| 1.3分层切片方法分析评价 |
| 1.3.1体积误差——“阶梯效应” |
| 1.3.2分层效率低 |
| 1.3.3数据信息“冗余、无序” |
| 2 3D打印的路径规划 |
| 2.1扫描填充路径生成算法 |
| 2.1.1 Zig Zag扫描填充算法 |
| 2.1.2 Offsetting扫描填充算法 |
| 2.1.3分区扫描填充算法 |
| 2.1.4螺旋式扫描填充算法 |
| 2.1.5分形扫描填充算法 |
| 2.2扫描填充路径优化算法 |
| 2.3扫描填充算法对比分析与评价 |
| 2.3.1成型精度 |
| 2.3.2打印速度 |
| 2.3.3密度与稳固性 |
| 3展望 |
（4）3D打印分层与路径规划算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 3D打印技术原理及简介 |
| 1.3 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 STL模型预处理及可视化 |
| 2.1 STL文件介绍 |
| 2.2 三角形面片拓扑重构 |
| 2.3 STL文件可视化 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于STL模型的分层算法研究 |
| 3.1 STL模型分层处理过程 |
| 3.2 轮廓数据处理 |
| 3.3 分层方向的选取 |
| 3.4 STL文件分层处理算法 |
| 3.5 考虑模型特征的自适应分层算法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于中轴偏移的路径规划算法研究 |
| 4.1 中轴的定义与性质 |
| 4.2 简单多边形中轴计算方法 |
| 4.3 复杂多边形的中轴提取 |
| 4.4 基于中轴偏移的路径规划算法 |
| 4.5 汽车中控板的路径规划实例 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 汽车保险杠3D打印实例分析 |
| 5.1 加工代码生成 |
| 5.2 汽车保险杠打印实例 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（5）基于FDM成型的增减材复合加工工艺关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 FDM成型过程基本原理及特点 |
| 1.2.1 FDM成型技术的优势 |
| 1.2.2 成型技术的不足 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 增材制造分层方法研究 |
| 1.3.2 FDM成型过程的数值模拟研究 |
| 1.3.3 基于STL模型的数控加工路径研究 |
| 1.3.4 增减材复合加工技术研究 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2.基于截面积变化梯度的自适应分层方法研究 |
| 2.1 STL模型的表示方法 |
| 2.2 STL文件读取与显示 |
| 2.3 分层轮廓曲线求解 |
| 2.3.1 三角面片处理方法 |
| 2.3.2 三角面片之间的性质 |
| 2.3.3 分层切平面与三角形面片的位置关系 |
| 2.3.4 分层切平面与三角形面片的求交算法 |
| 2.4 自适应分层算法 |
| 2.4.1 截平面轮廓面积计算 |
| 2.4.2 分层厚度调整 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.FDM成型工艺传热过程对成型质量影响研究 |
| 3.1 挤出量数学模型建立 |
| 3.2 挤出量计算实验验证 |
| 3.3 FDM沉积成型有限元分析理论 |
| 3.3.1 生死单元技术 |
| 3.3.2 材料参数定义 |
| 3.3.3 热分析基本原理 |
| 3.3.4 相变潜热处理 |
| 3.3.5 FDM成型有限元仿真工艺特点 |
| 3.4 有限元模型建立 |
| 3.4.1 单元类型选择 |
| 3.4.2 扫描方式选择 |
| 3.4.3 模型建立 |
| 3.5 算法设计 |
| 3.5.1 熔融沉积过程算法设计 |
| 3.5.2 散热条件添加设计 |
| 3.6 FDM有限元仿真温度场分析 |
| 3.6.1 FDM沉积过程温度场分布 |
| 3.6.2 温度梯度特征分析 |
| 3.7 不同层厚下热应力仿真分析 |
| 3.8 不同速度下热应力仿真分析 |
| 3.9 挤出量数学模型修正及实验分析 |
| 3.10 本章小结 |
| 4.基于STL数据模型的无干涉刀位轨迹规划 |
| 4.1 刀位轨迹生成 |
| 4.1.1 基本概念 |
| 4.1.2 刀位点生成算法 |
| 4.1.3 (?)的计算 |
| 4.2 局部干涉处理 |
| 4.3 整体干涉处理 |
| 4.4 实例应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.增减材复合加工后处理软件开发 |
| 5.1 软件系统需求分析 |
| 5.2 软件功能设计 |
| 5.3 软件界面设计 |
| 5.4 软件输出代码验证 |
| 5.4.1 仿真环境搭建 |
| 5.4.2 仿真实例 |
| 5.5 增减材复合加工代码验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6.总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）异质异构功能件成形填充算法与路径规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 模型最优填充方法与成形精度分析 |
| 2.1 模型的几何建模 |
| 2.2 模型分层算法 |
| 2.2.1 模型平面切片分层算法 |
| 2.2.2 模型曲面切片分层算法 |
| 2.3 阵列喷头模型填充方法 |
| 2.3.1 大小点最优补偿填充算法 |
| 2.3.2 邻接点遍历边界填充法 |
| 2.3.3 多PASS打印填充法 |
| 2.3.4 异质异构功能件打印填充法 |
| 2.4 模型打印算法实现与填充精度分析 |
| 2.4.1 算法实现整体流程 |
| 2.4.2 平面模型填充仿真与精度分析 |
| 2.4.3 平面模型成形实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 曲面模型路径规划与仿真分析 |
| 3.1 离散网格曲面的曲率计算 |
| 3.1.1 Moreton和Sequin的方法 |
| 3.1.2 Lapplace-Beltrami算子离散法 |
| 3.1.3 Dyn和Hormann的方法 |
| 3.2 阵列喷头曲面模型路径规划 |
| 3.2.1 非可展曲面初次最优分块方法 |
| 3.2.2 分块曲面打印方向的确定 |
| 3.2.3 非可展曲面二次分块方法 |
| 3.2.4 路径生成与曲面模型填充 |
| 3.2.5 异质异构功能件成形路径规划 |
| 3.3 非可展曲面模型打印算法实现 |
| 3.3.1 算法实现整体流程 |
| 3.3.2 五轴联动打印数据与运动数据的匹配 |
| 3.3.3 曲面模型导电图形的打印 |
| 3.4 模型打印与运动数据格式 |
| 3.4.1 运动控制指令数据格式 |
| 3.4.2 FPGA打印指令数据格式 |
| 3.4.3 网口传输打印指令数据格式 |
| 3.5 五轴联动打印仿真分析 |
| 3.5.1 五轴仿真模型的建立 |
| 3.5.2 五轴仿真模型的正确性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 模型填充与路径规划软件系统 |
| 4.1 软件开发语言 |
| 4.2 模型数据处理 |
| 4.2.1 模型格式文件及冗余数据去除 |
| 4.2.2 建立点边面对应关系 |
| 4.3 模型最优填充与路径规划软件设计 |
| 4.3.1 平面模型最优填充软件的设计 |
| 4.3.2 曲面模型路径规划软件的设计 |
| 4.4 模型最优填充与路径规划软件的使用 |
| 4.4.1 平面模型最优填充软件的使用 |
| 4.4.2 曲面模型路径规划软件的使用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 异质异构功能件成形实验 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.2 异质异构功能件打印成形实验 |
| 5.2.1 柱面成形实验 |
| 5.2.2 异质异构平面模型成形实验 |
| 5.2.3 异质异构曲面模型成形实验 |
| 5.3 成形误差分析 |
| 5.3.1 异质异构平面模型成形误差分析 |
| 5.3.2 异质异构曲面模型成形误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）自适应偏置轮廓路径算法的优化与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要内容及组织结构 |
| 1.3.1 论文主要内容 |
| 1.3.2 论文组织结构 |
| 2 相关理论及前期准备 |
| 2.1 3D打印原理 |
| 2.2 路径规划算法的分类与对比 |
| 2.3 STL文件 |
| 2.3.1 STL文件介绍 |
| 2.3.2 STL文件格式分类与读写 |
| 2.4 STL模型切片算法 |
| 2.5 本章总结 |
| 3 路径优化算法分析与设计 |
| 3.1 路径优化算法分析 |
| 3.2 生成过渡层 |
| 3.2.1 等距离偏置轮廓算法 |
| 3.2.2 内外轮廓判断算法 |
| 3.2.3 碰撞检测算法 |
| 3.2.4 过渡层厚度确定算法 |
| 3.3 填充内轮廓区域 |
| 3.3.1 光滑内轮廓线生成算法 |
| 3.3.2 间隙分区生成算法 |
| 3.3.3 内分区路径填充算法 |
| 3.4 顺滑路径 |
| 3.4.1 局部路径顺滑算法 |
| 3.4.2 全局路径顺滑算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 路径生成系统可视化与实现 |
| 4.1 开发环境 |
| 4.2 Gcode文件 |
| 4.3 软件功能 |
| 4.4 仿真实现与分析 |
| 4.4.1 实验结果 |
| 4.4.2 实验对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）大尺寸FDM模型3D打印路径补偿优化设计（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状与分析 |
| 1.2.1 分层切片技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 打印路径算法国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 熔融成型精度分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 前期数据处理对成型精度的影响 |
| 2.2.1 STL格式拟合误差 |
| 2.2.2 分层切片误差 |
| 2.3 FDM成型过程对精度的影响 |
| 2.3.1 FDM成型设备的误差 |
| 2.3.2 FDM成型材料引起的误差 |
| 2.3.3 FDM翘曲变形误差 |
| 2.4 FDM制件后处理对精度的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于MATLAB的 STL文件分层切片算法 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 算法的基本思想 |
| 3.3 算法实现的基本过程 |
| 3.3.1 数据的读取 |
| 3.3.2 数据的整合和第一次排序 |
| 3.3.3 数据的分层排序过程 |
| 3.3.4 求交点坐标输出轮廓线 |
| 3.3.5 实例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 熔融沉积成型扫描路径研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 现有扫描方式的特点 |
| 4.3 扫描方式对制件性能的影响 |
| 4.3.1 扫描方式对制件精度的影响 |
| 4.3.2 扫描方式对制件强度的影响 |
| 4.3.3 扫描方式对制件成型效率的影响 |
| 4.4 复合扫描路径规划算法研究 |
| 100mm的轮廓线采用方向平行路径规划算法'>4.4.2 λ>100mm的轮廓线采用方向平行路径规划算法 |
| 4.5 仿真实验 |
| 4.5.1 方向平行仿真实验 |
| 4.5.2 轮廓线平行仿真 |
| 4.5.3 复合扫描路径规划算法仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 大尺寸模型扫描路径规划实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设备介绍 |
| 5.3 实验设计 |
| 5.4 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文与研究成果 |
（9）基于概率模型的3D打印适应性分层方法研究及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.2.1 几何模型支撑结构的相关研究现状 |
| 1.2.2 几何模型分层算法的相关研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容与框架 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文框架 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 基于最小支撑结构的几何模型分层方向确定 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 3D打印几何模型的预处理 |
| 2.2.1 STL模型及其缺陷 |
| 2.2.2 3D打印几何模型体积的计算 |
| 2.2.3 外部支撑结构体积的计算 |
| 2.3 3D打印几何模型分层方向的确定 |
| 2.3.1 几何模型分层方向对打印结果的影响 |
| 2.3.2 3D打印几何模型包围盒的求取 |
| 2.3.3 几何模型分层方向的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 考虑打印倾斜不确定误差的概率模型构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 层切面倾斜与增厚方向倾斜的概率模型构建 |
| 3.2.1 倾斜工作台空间方程的建立 |
| 3.2.2 建立层切面倾斜的概率模型 |
| 3.2.3 建立增厚方向倾斜的概率模型 |
| 3.3 倾斜层切面的获取 |
| 3.3.1 各个层切面Z向数值区间 |
| 3.3.2 避免相邻层切面的干涉的最大倾斜角 |
| 3.4 层切面多连通域的获取 |
| 3.4.1 有向面片环的构建 |
| 3.4.2 内外环的判别与连通域构建 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 考虑切面倾斜的3D打印适应性层厚优化方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 3D打印几何模型误差的表征方法 |
| 4.2.1 考虑打印机倾斜误差的残余高度的改进 |
| 4.2.2 几何模型的体积误差 |
| 4.2.3 几何模型层截面变化特征的求取 |
| 4.3 考虑打印平面倾斜误差的层厚优化方法 |
| 4.3.1 几何模型层厚优化目标 |
| 4.3.2 迭代求解分层厚度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 3D几何模型分层优化打印实例 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 人体枢椎模型分层打印实例 |
| 5.2.1 人体枢椎模型数据 |
| 5.2.2 枢椎模型分层后优化结果 |
| 5.3 叶轮模型分层实例 |
| 5.3.1 叶轮模型数据 |
| 5.3.2 叶轮模型分层优化实例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（10）FDM3D打印机关键算法研究及连接结构改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 FDM快速成型技术 |
| 1.2 FDM技术的优缺点及研究意义 |
| 1.3 FDM3D打印软件技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 STL文件拓扑算法的国内外研究现状 |
| 1.3.2 分层切片算法的国内外研究现状 |
| 1.3.3 扫描填充算法的国内外研究现状 |
| 1.3.4 其他相关算法的国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 STL格式数据的可视化 |
| 2.1 STL文件格式 |
| 2.2 选取STL可视化工具 |
| 2.3 OpenGL概述 |
| 2.3.1 OpenGL简介 |
| 2.3.2 OpenGL组成 |
| 2.3.3 OpenGL获取 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 STL文件拓扑重建算法 |
| 3.1 STL文件拓扑 |
| 3.1.1 STL文件冗余数据 |
| 3.1.2 STL文件和切片 |
| 3.1.3 STL文件中的拓扑 |
| 3.2 Hash_set容器拓扑重建 |
| 3.2.1 三角网格读取 |
| 3.2.2 冗余数据判断 |
| 3.2.3 文件拓扑方法分析 |
| 3.2.4 拓扑结构重建步骤 |
| 3.3 算法测试 |
| 3.3.1 STL文件信息读取 |
| 3.3.2 STL文件可视化 |
| 3.4 STL模型分层处理算法 |
| 3.4.1 基于STL模型分层切片处理流程 |
| 3.4.2 STL模型拓扑后的切片处理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 机械连接结构优化 |
| 4.1 框架连接结构优化选择 |
| 4.1.1 框架选择优化 |
| 4.1.2 框架机械强度优化 |
| 4.1.3 框架连接结构选择优化 |
| 4.2 运动连接结构选择优化 |
| 4.2.1 连杆球面副组合对比 |
| 4.2.2 对送料机构的选择 |
| 4.3 喷头温度场分析及结构优化 |
| 4.3.1 喷头结构建模 |
| 4.3.2 喷头温度场仿真 |
| 4.3.3 模型冷却机构的影响 |
| 4.3.4 结构改进 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 软件的系统测试与实验验证 |
| 5.1 系统的开发环境 |
| 5.2 软件界面 |
| 5.3 软件的特点 |
| 5.4 实例操作 |
| 5.5 结果展示 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 附录 |
四、基于STL模型几何特征分类的快速分层处理算法研究（论文参考文献）
- [1]3D打印自适应分层算法与成型方向优化方法研究[D]. 纪连正. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]基于数控等离子增材制造的复杂结构件路径规划方法研究[D]. 赵淘. 天津工业大学, 2021(01)
- [3]3D打印模型切片及路径规划研究综述[J]. 雷聪蕊,葛正浩,魏林林,陈浩. 计算机工程与应用, 2021(03)
- [4]3D打印分层与路径规划算法研究[D]. 曾庆锁. 山东科技大学, 2020(06)
- [5]基于FDM成型的增减材复合加工工艺关键技术研究[D]. 张洁. 西安理工大学, 2020(01)
- [6]异质异构功能件成形填充算法与路径规划研究[D]. 何云皓. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [7]自适应偏置轮廓路径算法的优化与实现[D]. 钟云彩. 大连理工大学, 2020(02)
- [8]大尺寸FDM模型3D打印路径补偿优化设计[D]. 鲁磊. 太原科技大学, 2020(03)
- [9]基于概率模型的3D打印适应性分层方法研究及应用[D]. 任新华. 浙江大学, 2020(06)
- [10]FDM3D打印机关键算法研究及连接结构改进[D]. 王少飞. 哈尔滨理工大学, 2020(02)