[发明专利]一种面向陶瓷3D打印的放样曲面生成方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向陶瓷3D打印的放样曲面生成方法及系统，所述方法包括：接收模型的顶面轮廓曲线、底面轮廓曲线及模型高度；基于顶面轮廓曲线、底面轮廓曲线及模型高度进行基于放样曲面的建模；基于样条曲线对曲面形状进行控制，生成初始放样曲面模型；在初始放样曲面模型中嵌入周期参数曲线进行建模，调整周期参数曲线周期和振幅生成带有几何纹理的放样曲面。通过基于放样技术的大尺度建模和基于嵌入几何纹理的小尺度建模生成带有几何纹理的曲面，并在建模过程中基于控制线进行模型形状调整，操作简单，为用户提供了充足的设计空间和自由度。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种面向陶瓷3D打印的放样曲面生成方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

陶瓷密度低，耐高温、耐腐蚀，具有较高的机械强度和硬度，同时具备良好的化学稳定性，适用于航空航天、生物医学、化工、电子以及机械等多个领域。相比于传统陶瓷制作工艺，基于3D打印的陶瓷制造效率高且工艺简单，尤其在生成几何结构复杂或者精度较高的模型时，其优势尤为明显。可应用于陶瓷3D打印的材料有很多，例如混凝土、工程陶瓷以及生物陶瓷等，而最常见且最易获取的就是陶泥材料。

近年来，随着桌面级陶瓷3D打印机的日益普及，越来越多的用户选择个性化定制模型并基于陶泥进行打印制造。但是，发明人发现由于专业CAD建模软件操作复杂且学习成本高，对于缺乏专业建模知识的普通用户来说，很难基于专业软件设计出理想模型；且不同于一般3D打印工艺中材料在沉积后迅速固化的特性，陶泥材料在整个打印过程中会一直保持相对柔软，当在不同打印区域间出现移动喷头的空行程，已成型部分与喷头间由于陶泥的黏连性将会产生形变或破坏；除此之外，在基于陶泥的陶瓷3D打印过程中，待打印模型各个区域间高度差过大会造成的打印机喷头与打印模型之间的碰撞，也会造成模型的打印失败。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种面向陶瓷3D打印的放样曲面生成方法及系统，通过基于放样技术的大尺度建模和基于嵌入几何纹理的小尺度建模生成带有几何纹理的曲面，并在建模过程中基于控制线进行模型形状调整，操作简单，为用户提供了充足的设计空间和自由度，能够快速得到面向陶瓷3D打印的打印文件。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种面向陶瓷3D打印的放样曲面生成方法，包括：

接收模型的顶面轮廓曲线、底面轮廓曲线及模型高度；

基于顶面轮廓曲线、底面轮廓曲线及模型高度进行基于放样曲面的建模；

基于样条曲线对曲面形状进行控制，生成初始放样曲面模型；

在初始放样曲面模型中嵌入周期参数曲线进行建模，调整周期参数曲线周期和振幅生成带有几何纹理的放样曲面。

第二方面，本发明提供一种面向陶瓷3D打印的放样曲面生成系统，包括：

用户交互模块，被配置为接收模型的顶面轮廓曲线、底面轮廓曲线及模型高度；

大尺度建模模块，被配置为基于顶面轮廓曲线、底面轮廓曲线及模型高度进行基于放样曲面的建模；基于样条曲线对曲面形状进行控制，生成初始放样曲面模型；

小尺度建模模块，被配置为在初始放样曲面模型中嵌入周期参数曲线进行建模，调整周期参数曲线周期和振幅生成带有几何纹理的放样曲面。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权所述的方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成所述的方法。