[发明专利]一种生成3D打印模型的树形支撑结构的方法

摘要

本发明属于3D打印的技术领域，并公开了一种生成3D打印模型的树形支撑结构的方法。该方法包括下列步骤：S1识别待打印的3D模型的待支撑区域，并进行网格划分，获得第一层支撑节点；S2将支撑区域划分为多个子区域，采用基于局部质心的计算方法获取新生成的支撑点，并根据新支撑点的位置情况以及新支撑点与模型网格之间的干涉情况构建支撑的树枝结构，最后将新生成的支撑点更新到支撑点集合中；S3重复步骤S2直到支撑点集合为空，由此生成层次化的树形支撑结构。通过本发明，实现快速高效地生成支撑结构，并保证支撑树枝具有合理的直径大小，最终使得支撑结构具有较高的稳定性。

主权项

1.一种生成3D打印模型的树形支撑结构的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：S1构建第一层支撑点对于待打印的3D模型，识别该模型的待支撑区域，并将该待支撑区域作为第一层支撑区域，将该待支撑区域进行网格划分，每个网格节点为一个支撑点；S2第i+1层的支撑点的形成将第i层的所有支撑点投影在水平面xoy中,以此获得多个投影点，其中所有投影点形成的区域作为投影区域，按照预设尺寸将该投影区域划分为m个子区域，每个子区域包括多个投影点，其中，i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,m，(a)对于第j个子区域，根据该第j个子区域中的投影点生成一个第i+1层的支撑点P_(i+1，j)；以3D打印机的基台为底面，判断生成的所述支撑点P_(i+1，j)是否在打印基台之上：(a1)当所述支撑点P_(i+1，j)不在所述基台之上时，删除该支撑点P_(i+1，j)，然后将所述将第j个子区域中的每个支撑点分别投影在所述基台上，以此形成多个投影点，该多个投影点即为所述第j个子区域在第i+1层的支撑点，将每个投影点与形成该投影点的第i层的支撑点连接，以此形成第i层与第i+1层之间的一根树枝，最后将所述第j个子区域中所有的支撑点从第i层删除所述；(a2)当所述支撑点P_(i+1，j)在所述基台之上时，将该支撑点P_(i+1，j)与第j个子区域中每个支撑点相连分别连成多条线段，判断每条线段是否与待打印模型是否发生干涉：I对于发生干涉的线段，将干涉点作为第i+1层中的支撑点，并删除所述支撑点P_(i+1，j)和发生干涉的线段在第i层中对应的支撑点,最后连接所述干涉点和第i层中形成该干涉点的支撑点，以此形成第i层与第i+1层之间的一根树枝；II对于不发生干涉的线段，当不发生干涉的线段大于1条时，将没有发生干涉的线段在第i层中对应的支撑点形成的集合作为第i层的第j个子区域，返回步骤(a)，当发生干涉的线段等于1时，将该不发生干涉的线段在第i层中对应的支撑点作为第i+1层的支撑点；(b)j＝j+1，返回步骤(a)直至完成第m个子区域生成第i+1层的支撑点P_(i+1，m)，并以此完成第i层到i+1层所用树枝的建立；S3i＝i+1，重复步骤S2，直至第n层的支撑点为0，以此获得树形支撑结构。