[发明专利]基于图像生成自由镂空铸型的设计方法、系统及介质

权利要求书

1.一种基于图像生成自由镂空铸型的设计方法，其特征在于包括：

对铸件及其浇冒口系统模型进行规则网格离散剖分，得到铸件及其浇冒口的有限差分网格模型；

对铸件有限差分网格模型进行平移增加吃砂量；

将铸件有限差分网格模型输出为系列图像；

编辑系列图像添加铸型结构，得到铸型像素；

将铸型像素对应到铸型空间结构单元，且将铸型空间结构单元进行叠加形成铸型单元，并将铸型单元的外轮廓表面进行面片化，形成镂空铸型外表面；

将铸件原始模型面片方向反向，并将按照吃砂量平移后的模型和镂空铸型外表面合并，得到镂空铸型。

2.根据权利要求1所述的基于图像生成自由镂空铸型的设计方法，其特征在于，有限差分网格模型通过有限差分软件对铸件及其浇冒口系统模型进行规则网格离散剖分获得，其中，有限差分网格剖分步长小于铸件最小壁厚的1/2。

3.根据权利要求1或2所述的基于图像生成自由镂空铸型的设计方法，其特征在于，对铸件有限差分网格模型进行平移增加吃砂量，包括：

对铸件有限差分网格模型向x、y、z正方向平移，在x和y的正方向留出空白单元作为最大吃砂量，空白单元的尺寸是各方向最大网格数对应尺寸的1～3倍，其中，x、y、z的方向继承了铸件及其浇冒口系统模型的方向。

4.根据权利要求3所述的基于图像生成自由镂空铸型的设计方法，其特征在于，将铸件有限差分网格模型输出为系列图像，包括：

沿着x，y，z方向输出有限差分网格模型的每层网格，输出的每层网格会形成一幅图像；

输出的图像中，将每个铸件网格对应一个像素，属于铸件网格的像素取设定颜色，需要区别于背景颜色；

对每层图像文件名进行命名，图像文件名包含变化的方向和其所在层号。

5.根据权利要求3所述的基于图像生成自由镂空铸型的设计方法，其特征在于，编辑系列图像添加铸型结构，得到铸型像素，包括：

采用图像编辑工具编辑图像，通过修改像素颜色的方法添加铸型结构，其中，背景、铸件和铸型像素设置为不同；

将铸件像素和背景像素均修改成相同颜色，使得铸型结构的像素颜色区别于背景色。

6.根据权利要求3所述的基于图像生成自由镂空铸型的设计方法，其特征在于，将铸型像素对应到铸型空间结构单元，且将铸型空间结构单元进行叠加形成铸型单元，并将铸型单元的外轮廓表面进行面片化，形成镂空铸型外表面，包括：

分别读取x，y，z方向的系列图像，将铸型像素对应到铸型的空间结构单元，输出空间结构单元在x，y，z方向编号的文件，每个方向的系列图像对应到一个铸型的空间结构模型，得到三个铸型的空间结构模型；

将三个铸型的空间结构模型叠加，如果任何一个方向上该单元对应像素的颜色为前景色即铸型的颜色，则叠加后该单元为铸型，如果xyz三个方向上该单元对应像素的颜色都为背景色，则叠加后该单元为非铸型单元；

识别铸型单元的外轮廓，将铸型单元的外轮廓表面进行三角面片化，形成镂空铸型的外表面。

7.根据权利要求6所述的基于图像生成自由镂空铸型的设计方法，其特征在于，将铸型像素对应到铸型的空间结构单元，包括：

沿x方向的系列图像的横向像素编号i,竖方向像素编号j，图片名为xk，即其x方向的编号为k，则对应的铸型空间结构单元编号为[k,i,j]；

沿y方向的系列图像的横向像素编号i,竖方向像素编号j，图片名为yk，即其y方向的编号为k，则对应的空间结构单元为[i,k,j]；

沿z方向的系列图像的横向像素编号i,竖方向像素编号j，图片名为zk，即其z方向的编号为k，则对应的空间结构单元为[i,j,k]。