[发明专利]基于模型表面特征混合自适应切片的五轴联动3D打印方法

摘要

本发明涉及一种基于模型表面特征混合自适应切片的五轴联动3D打印方法，首先利用计算机辅助设计软件建立制件三维模型，并依据STL文件中的法向量信息将模型表面进行顶面、侧面和底面的划分并根据连续性将模型进行分割；再将各部分模型依据其表面特征分为平面打印的平坦区和空间打印的特征区；将平坦区进行平面切片，按照预设尖角高度值自适应切片，获取路径G代码，若需要支撑则获取支撑部分的G代码；将特征区进行偏移切片获取路径G代码；将各部分路径G代码组合排序，导入五轴联动3D打印机中实现打印。本发明利用五轴联动打印机根据制件表面特征实现空间3D打印，是一种制件表面精度高、结构性能强，节约时间、节省材料的3D打印制造方式。

主权项

1.一种基于模型表面特征混合自适应切片的五轴联动3D打印方法，其特征在于，包括以下操作步骤：第一步：利用计算机辅助设计软件建立制件三维模型，并以STL格式存储数据文件；第二步：将模型置于空间直角坐标系下，根据五轴联动3D打印机的特点，增加绕X轴旋转的A轴，即打印平台摆动轴，以及绕Z轴旋转的C轴，即打印平台旋转轴；第三步：利用STL文件中各三角面片的法向量与Z轴正方向之间的夹角，识别制件模型的顶面、底面与侧面；第四步：判断底面和顶面是否连续，若底面不连续但与底面沿Z方向所对应的顶面连续则视为一部分，若底面不连续且与底面沿Z方向所对应的顶面同样不连续，则利用相邻两底面的侧面将模型分割，并确定整体模型打印顺序和各部分模型打印方向；第五步：将各部分模型再依据其表面特征和其预设表面分层厚度、层数分为平面打印的平坦区和空间打印的特征区；第六步：将平坦区用垂直于Z轴的平面切片，按照预设尖角高度值自适应切片厚度，获取作为平坦区的路径G代码，同时判断是否需要支撑，若需要支撑则获取支撑的路径G代码；第七步：将特征区表面按预设厚度进行三角面片偏移切片，提取三角面片的法向量信息作为A轴转向角度，并用一组平行于YOZ面的平面与三角面片相交，平面间隔与预设表面分层厚度相等，生成特征区路径G代码；第八步：将平坦区、支撑、特征区路径G代码组合排序，导入五轴联动3D打印机主控板中，实现打印。