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增材制造模型切片及路径规划的研究现状

热加工工艺 2021年第7期50卷 7-11,17页

作者：邢逸凡徐祥炎王少伟董庆楠赵荣霞袁鑫隆王海霖赵占勇中北大学材料科学与工程学院山西太原030051

增材制造流程中三维模型数据的处理和激光扫描路径的生成直接影响着最终成型件质量的好坏。本文首先简要介绍了三维模型数据错误修复的研究现状;其次分别介绍了离散化数据模型和参数化数据模型各自在等厚切片和自适应切片两方面的研究进... 详细信息

增材制造流程中三维模型数据的处理和激光扫描路径的生成直接影响着最终成型件质量的好坏。本文首先简要介绍了三维模型数据错误修复的研究现状;其次分别介绍了离散化数据模型和参数化数据模型各自在等厚切片和自适应切片两方面的研究进展,指出了不同切片方式对零件结构和打印参数的适用性;随后重点论述了激光扫描路径的规划方式,其包括平行线扫描、分区扫描、分形扫描、轮廓偏置扫描、螺旋线扫描等;总结和比较了各种方式的成型效率和材料性能的优缺点;最后提出了软件开发中的不足与困境,并对未来模型切片和路径规划的研究进行了展望,为进一步的研究提供了方向。

关键词：增材制造模型切片路径规划

基于模型切片特征信息的激光选区熔化分区工艺规划方法研究

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基于模型切片特征信息的激光选区熔化分区工艺规划方法研究

作者：何骏驰华中科技大学

学位级别：硕士

激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)是一种可以成形内部结构复杂和力学性能优异零件的金属增材制造方法。目前SLM领域内一般通过设置几乎一致的工艺策略来整体调控零件的成形质量和性能,难以基于模型特征信息逐区域工艺规划以... 详细信息

激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)是一种可以成形内部结构复杂和力学性能优异零件的金属增材制造方法。目前SLM领域内一般通过设置几乎一致的工艺策略来整体调控零件的成形质量和性能,难以基于模型特征信息逐区域工艺规划以改善特征区域成形质量,难以基于零件服役需求逐区域工艺规划以匹配区域相应性能要求,因此提出基于模型切片特征信息的SLM分区工艺规划方法并开展相应研究。具体研究内容如下:提出一种基于切片层间连续性的分区工艺规划方法,将切片轮廓分组为连通区域,然后通过相邻切片层连通区域布尔运算提取层间连续性,最终逐连通区域设置一次工艺策略实现加工方向上所有切片层的分区工艺规划。提出一种基于切片轮廓骨架线特征识别的分区工艺规划方法,基于切片轮廓主骨架线的特征信息并设置分区参数对区域进行划分,从而提取如薄壁、尖角和大平面等特征区域,并设计自适应工艺策略映射和自定义工艺策略等逐区域设置工艺策略的方法,实现加工平面内基于切片轮廓特征信息的分区工艺规划。在此基础上,设计并开发了SLM数据处理与工艺控制软件,软件包含文件导入、切片、工艺规划和辅助制造等功能。实现两种分区工艺规划方法并整合为基于模型切片特征信息的分区工艺规划模块,并基于硬件抽象层开发扩展性好的通用控制系统。使用Ti6Al4V材料进行实验验证。开展分区工艺规划的自适应工艺策略映射实验,打印具有薄壁和尖角特征的模型,相较于常规不分区方法,薄壁区域的变形下降约31%,残余应力均值下降约50.78 MPa;尖角区域不同时刻的温度标准差下降约12%～50%,温度场更加均匀。开展分区工艺规划的自定义工艺策略实验,基于叶轮服役过程各区域的性能差异化需求对模型分区并逐区域设置不同工艺策略,然后打印零件并进行微观组织及性能分析,结果表明叶轮中心区域抗拉强度较高而叶片区域延伸率较高,与实际需求匹配。实验验证了分区工艺规划方法的正确性和有效性。

关键词：激光选区熔化模型切片特征信息分区工艺规划工艺策略

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三向光弹模型切片斜射时的全场观测

人民长江 1980年第S1期 81-88页

作者：王学东金莉华长办长江水利水电科学研究院

引言自从冻结应力法在偏光弹性试验模型中普遍采用后,应用偏光弹性试验方法,求解空间结构的三向应力状态也随之发展。模型冻结应力后,其切片,包括所求点的切片,在光弹仪上进行二次正射一次斜射、或二次斜射一次正射,再配合引进其它的已... 详细信息

引言自从冻结应力法在偏光弹性试验模型中普遍采用后,应用偏光弹性试验方法,求解空间结构的三向应力状态也随之发展。模型冻结应力后,其切片,包括所求点的切片,在光弹仪上进行二次正射一次斜射、或二次斜射一次正射,再配合引进其它的已知计算条件,就能解出三向结构模型中任一点的六个独立的三向应力分量σx、σY、σZ、τXY、τYZ、τZX。由于斜射光法求解三向应力分量时与其它方法相比较,有其一定的优点。因此已发展成为三向偏光弹性试验中普遍采用的实验方法。

关键词：透镜组负透镜瑞士焦距投影镜头光弹仪模型切片

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三向光弹性模型切片机

水利水运科技情报 1978年第4期 47-51页

作者：刘金培南京水利科学研究所

一、前言由于水电、水运工程体积大且结构复杂,大多属于三向应力状态。因此,对结构物只进行平面光弹性应力分析试验,已不能很好地满足工程需要,这就要求我们对所研究的结构物进行三向光弹性应力分析的模型试验。

关键词：切片机经过锯切粉末环氧树脂光弹性应力分析试验实验设备万能胶环氧化物模型切片光弹性模型

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3D打印技术过程控制研究

模具制造 2024年第7期24卷 19-22页

作者：刘振华王一龙徐广胜张战英陕西工业职业技术学院陕西咸阳712000 高性能航空材料与器件陕西省高校工程研究中心陕西咸阳712000 航空航天用高温材料与器件航空航天用陕西高校青年创新团队陕西咸阳712000

近年来,3D打印技术作为制造业的一项革新技术迅速发展,其在航空、医疗、建筑等多个领域的应用展现出广阔前景。3D打印技术旨在通过逐层累积材料来构造物体,其独特的制造方式带来了诸多过程控制的难题。概述了3D打印技术的定义、问题及... 详细信息

近年来,3D打印技术作为制造业的一项革新技术迅速发展,其在航空、医疗、建筑等多个领域的应用展现出广阔前景。3D打印技术旨在通过逐层累积材料来构造物体,其独特的制造方式带来了诸多过程控制的难题。概述了3D打印技术的定义、问题及新方法,旨在为3D打印技术的进一步研究与应用提供参考。

关键词： 3D打印技术过程控制模型切片熔融沉积

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三维人体点云模型骨架提取方法研究与实现

三维人体点云模型骨架提取方法研究与实现

作者：徐乐西安理工大学

学位级别：硕士

三维模型骨架已被广泛应用于三维动画、三维模型检索与匹配、医学影像、计算机仿真、机械工程、虚拟现实等诸多领域。本论文以三维点云为研究对象,开展了三维点云人体模型骨架提取方法的研究,主要研究工作如下:（1）建立了一种基于切片... 详细信息

三维模型骨架已被广泛应用于三维动画、三维模型检索与匹配、医学影像、计算机仿真、机械工程、虚拟现实等诸多领域。本论文以三维点云为研究对象,开展了三维点云人体模型骨架提取方法的研究,主要研究工作如下:（1）建立了一种基于切片的点云模型初始骨架点求取方法。在对点云模型进行切片之前,利用PCA和最小包围盒原理对模型进行走向倾斜度的计算,并进行模型的整体竖直旋转;随后按照旋转后的主走势方向,结合一定的步长对模型进行垂直于主走势方向的切割和投影处理;进而利用网格增长算法对每个投影层进行区域划分,求取投影层各个区域中心点,并对各个区域中心点进行重标记,生成模型骨架点。（2）给出了一种基于初始骨架点的模型初始骨架生成方法。该方法首先基于层进行点所属范围的判定,去除位于模型体外的骨架点,然后依据骨架点所在的投影层号和标记号连接模型上同一部位的骨架点,形成模型的各个组成部位的骨架线。最后根据人体模型拓扑结构,连接身躯和四肢分支处骨架点形成初始骨架线。（3）设计了一种骨架优化调整的两阶段方法。该两阶段包括粗优化调整和精细优化调整。对于粗优化调整,在初始骨架的基础上,合并由于噪声和其它原因所导致的内部错误分叉点,同时基于插值骨架点再将模型之外的骨架线移动至模型的内部。对于精优化调整,利用插入插值点方法对粗优化调整后的骨架进行进一步的分支调整,使得模型分支处骨架线更加逼近模型的中轴位置。本文算法所求人体模型曲线骨架在保证人体模型基本拓扑关系的前提下,中轴性和光滑性更加准确,而且不需要对模型进行预先的去噪、网格化等处理,增加了方法的鲁棒性。

关键词：骨架提取最小包围盒模型切片插值点骨架优化

自适应细分曲面算法及在快速成型数据处理中的应用

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计算机集成制造系统 2007年第3期13卷 608-613,620页

作者：温佩芝吴晓军吴成柯刘伟军桂林电子工业学院计算机系广西桂林541004 哈尔滨工业大学深圳研究生院自动控制与机电工程学科部广东深圳518055 西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 中国科学院沈阳自动化研究所二室辽宁沈阳110016

为提高快速成型制造中STL模型切片轮廓的光滑性,提出了一种基于Loop模式的自适应曲面细分算法,首先分割出网格模型中的曲面和平面,对和尖锐边相邻的曲面三角面设计了特殊的细分规则。通过三角面顶点的平坦度和容差平坦度决定三角面是否... 详细信息

为提高快速成型制造中STL模型切片轮廓的光滑性,提出了一种基于Loop模式的自适应曲面细分算法,首先分割出网格模型中的曲面和平面,对和尖锐边相邻的曲面三角面设计了特殊的细分规则。通过三角面顶点的平坦度和容差平坦度决定三角面是否做进一步细分,以达到自适应细分的目的。该算法在保留零件模型上尖锐特征的同时,提高了模型上曲面部分的光顺性,从而可以利用模型的全局信息获得光滑的2维切片数据。

关键词： Loop细分曲面自适细分应曲面模型切片快速成型制造

西藏雄村Ⅰ号矿体三维地质建模与深部可视化应用

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地质通报 2021年第5期40卷 753-763页

作者：黄超郎兴海娄渝明邓煜霖王旭辉张赫李亮李宸曾方侣何青张忠姜楷成都理工大学地球科学学院/自然资源部构造成矿成藏重点实验室四川成都610059 西藏天圆矿业资源开发有限公司西藏日喀则857000

21世纪以来随着地球科学的发展,深部三维建模技术逐渐进入地学领域,数学地质与计算机科学的结合为地学领域开辟了新的认知空间,也给地球科学工作者带来了新的挑战与机遇。通过三维建模SURPAC软件对西藏雄村铜-金矿床Ⅰ号矿体162个钻孔... 详细信息

21世纪以来随着地球科学的发展,深部三维建模技术逐渐进入地学领域,数学地质与计算机科学的结合为地学领域开辟了新的认知空间,也给地球科学工作者带来了新的挑战与机遇。通过三维建模SURPAC软件对西藏雄村铜-金矿床Ⅰ号矿体162个钻孔数据预处理、分析及矿体解译,针对雄村Ⅰ号矿体深部数字化资源/储量估算及深部成矿元素分布问题,采用地质统计学法对Ⅰ号矿体钻井数据进行矿体模型、实体模型建立及数字化自动资源/储量估算,以深部实体模型二维切片模型为指导,探讨了深部成矿元素的空间分布形态及相互关系。研究表明,采用距离幂次反比法进行资源/储量估算,结果均大于96%,有效揭示了区内资源/储量定量评估。在矿体模型、实体模型的指导下,以深部二维精细化切片模型展布了矿体深部三维空间成矿元素分布特征及相互关系,有效减少了雄村Ⅰ号矿体深部成矿单一信息多解性问题,为西藏雄村斑岩型铜-金矿床Ⅰ号矿体深部精确定量找矿提供了参考依据。

关键词：三维建模 SURPAC软件可视化模型切片西藏雄村

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金属增材制造数据处理与工艺规划研究综述

航空制造技术 2021年第3期64卷 22-31页

作者：张李超胡祺王森林张楠史玉升华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

金属增材制造数据处理与工艺规划是金属增材制造软件系统的核心,涵盖了金属支撑结构设计、模型切片以及路径规划等内容,决定着最终金属零部件的产品性能。从金属增材制造模型前处理出发,较为全面地概述了与之相关的多类型支撑设计和新... 详细信息

金属增材制造数据处理与工艺规划是金属增材制造软件系统的核心,涵盖了金属支撑结构设计、模型切片以及路径规划等内容,决定着最终金属零部件的产品性能。从金属增材制造模型前处理出发,较为全面地概述了与之相关的多类型支撑设计和新型支撑优化等数据处理内容,针对金属增材制造数据处理中模型切片这一关键环节,分别从平面切片、自适应切片和曲面切片等方面进行了研究进展综述,同时对金属增材制造工艺中的路径规划研究进展进行了概述,最后对其发展趋势做了初步展望。

关键词：支撑设计模型切片路径规划工艺规划金属增材制造