[发明专利]一种基于STL格式的三维模型支撑点获取方法

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，具体地说，涉及一种基于STL格式的三维模型支撑点获取方法。其包括以下步骤：快速识别出STL格式的三维模型中需要添加支撑的悬垂区域；根据悬垂区域及其水平投影区域和分层厚度元素确定候选支撑点；所有的候选支撑点进行聚类，聚类后的簇心坐标点作为支撑点，提取支撑点；依据支撑点的辐射区域与模型之间的干涉情况构建支撑中心线；所有的支撑中心线按照三维模型规则构建STL格式的支撑结构体。本发明可以有效避免悬垂区域缺少支撑点的缺陷，所有支撑点均来自于候选支撑点，能够有效减少支撑点的数量，从而缩短支撑后处理的时间和减少支撑点的残余量，消除冗余的支撑点，能够达到间接提高了产品表面质量的目标。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体地说，涉及一种基于STL格式的三维模型支撑点获取方法。

背景技术

支撑点是支撑结构与模型实体之间接触区域的中心坐标点。它作为支撑结构的关键部分，直接关系着支撑结构在3D打印的过程中能否辅助材料顺利堆积成型。合理部署的支撑点不仅能够确保所有悬垂面(模型实体的)都能得到支撑结构的辅助，而且能够避免支撑结构的冗余；

然而，当前主流获取支撑点的方法是从悬垂元素的相关区域中提取出支撑点。这种方法获取的支撑点是从悬垂区域在XOY平面的投影区域网格中提取的坐标点(一般是网格的中心坐标点)，因此，该方法获取的支撑点与实际需求的支撑点存在位置和数量上的偏差；而非主流获取支撑点的方法则是从各分层轮廓之间的差区域中提取出支撑点，该方法的运算量与模型的层厚、高度、精度成正相关。在部分大模型、高精度模型或者精细分层的情况下，该方法存在等待时间过长、内存消耗过大等显著缺陷，鉴于此，我们提出一种基于STL格式的三维模型支撑点获取方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于STL格式的三维模型支撑点获取方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于STL格式的三维模型支撑点获取方法，包括以下步骤：

识别STL格式的三维模型中需要添加支撑的悬垂区域；

根据所述悬垂区域、所述悬垂区域的水平投影区域和所述悬垂区域的分层厚度元素，确定候选支撑点；

将所有的所述候选支撑点进行聚类，聚类后的簇心坐标点作为支撑点，提取所述支撑点；

依据提取的所述支撑点的辐射区域与模型之间的干涉情况构建支撑中心线；

根据所有的所述支撑中心线按照三维模型规则构建STL格式的支撑结构体。

作为本技术方案的进一步改进，所述悬垂区域的基本元素包括：

悬垂三角面片，采用多线程的方式从模型中快速提取所有法向量的Z分量Fz≤η(-1＜η≤-0.5)的三角面片；

悬吊线，根据相关特征从模型中快速提取对应的悬吊线，悬吊线需要同时满足三个条件：

①悬吊线在Z轴负方向的矢量δ≤η；

②所有三角面片(悬吊线是其中一条线段)的Fz＞η；

③至少有一个三角面片(悬吊线是其中一条线段)的Fz＜0；

悬吊点，根据相关特征从模型中快速提取对应悬吊点，悬吊点同样也需要满足三个条件：

①三角面片(悬吊点是其中一个坐标点)的Fz＞η；

②它是所有三角面片(悬吊点是三角面片的其中一个坐标点)中Z分量最低的坐标点；

③三角面片中任意一个坐标点和悬吊点组成的线段不满足悬吊线的要求；