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熔融沉积成型自适应树状支撑生成算法研究

薛乐 赵东标

薛乐,赵东标. 熔融沉积成型自适应树状支撑生成算法研究[J]. 机械科学与技术,2021,40(11):1730-1734 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200278
引用本文: 薛乐,赵东标. 熔融沉积成型自适应树状支撑生成算法研究[J]. 机械科学与技术,2021,40(11):1730-1734 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200278
XUE Le, ZHAO Dongbiao. Research on Adaptive Tree Support Generation Algorithm for Fused Deposition Modeling[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(11): 1730-1734. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200278
Citation: XUE Le, ZHAO Dongbiao. Research on Adaptive Tree Support Generation Algorithm for Fused Deposition Modeling[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(11): 1730-1734. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200278

熔融沉积成型自适应树状支撑生成算法研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200278
详细信息
    作者简介:

    薛乐(1996−),硕士研究生,研究方向为增材制造,机电一体化,ShareLe@163.com

    通讯作者:

    赵东标,教授,博士生导师, zdbme@nuaa.edu.cn

  • 中图分类号: TP311

Research on Adaptive Tree Support Generation Algorithm for Fused Deposition Modeling

  • 摘要: 提出一种自适应树状支撑生成算法。首先识别待支撑三角面片并进行区域划分,利用基于区域轮廓的自适应采样算法获得待支撑点;然后根据临界倾角约束条件,采用最近合并原则自上而下计算树状支撑结构的中间节点;最后采用扫掠法对支撑路径实体化,同时对与模型连接部分的支撑结构进行削尖处理,使其易于剥离。实验结果表明,该算法能够在保证支撑稳定性的同时减少待支撑点的数量,降低支撑材料的消耗量,减少打印时间。
  • 图  1  识别待支撑区域

    图  2  自适应采样算法示意图

    图  3  支撑点优化处理

    图  4  支撑点优化处理实例

    图  5  中间节点计算

    图  6  本文树状支撑算法效果图

    图  7  3种支撑点采样方法对比

    图  8  添加支撑后模型(上)及其打印结果(下)

    图  9  飞机机翼处支撑效果

    图  10  飞机机头及机翼处支撑效果

    表  1  3种支撑点采样方法结果对比

    算法 点的数量 排列状态 重叠面积
    栅格法 21 整齐
    泊松法 19 散乱
    本文方法 15 较整齐
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    表  2  3种算法打印时间和耗材质量比较

    模型 柱状支撑算法 Meshmixer算法 本文算法
    打印
    时间/h
    支撑
    质量/g
    打印
    时间/h
    支撑
    质量/g
    打印
    时间/h
    支撑
    质量/g
    兔子 7.22 4.42 6.28 2.92 5.83 2.17
    猎豹 8.12 8.29 4.97 4.14 4.42 3.48
    飞机 6.75 8.01 3.80 4.15 2.93 2.75
    下载: 导出CSV

    表  3  本文算法与其它两种算法节省比较 %

    模型 与柱状支撑算法比较 与Meshmixer算法比较
    节省打
    印时间
    节省支
    撑质量
    节省打
    印时间
    节省支
    撑质量
    兔子 19 51 7 26
    猎豹 46 58 11 16
    飞机 56 66 23 34
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-06-08
  • 刊出日期:  2021-11-05

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