3D打印分层与路径填充

Tybeg 他们在对精度要求不高的部分就用比较厚的层来分层，而在有精度要求的地方就用薄一些的层来分层，这样就能提高成型的效率。钟山他们呢，是通过竖切 STL 模型产生的轮廓参考曲线上点的切线角来决定分层的厚度，还用 Clothoid 曲线去贴合截面打印件的表面轮廓，这么做不仅让切片的精度提高了，还缩短了打印的时间。Yang 分析了在分层切片的时候忽略模型细节特征的情况。为了让做出来的零件性能更好，Chakraborty 那些人提出用曲面分层的方法来处理弯曲的薄部件。金宇鹏考虑到模型文件的三角网格可能会有空隙和重叠这些问题，而这些会导致切片轮廓出错，他根据沿着加权法向平移控制点的想法，提出了沿着边缘法向延展曲面的算法。路径填充算法在数据处理里是非常重要的部分，填充路径好不好会影响到成型件的质量和整个打印的时间，还和成型的精度有关系。填充路径的规划方式主要有平行线填充、轮廓偏置填充、分形填充以及星形填充这些，最近这几年又有学者在这些基础上做了很多优化研究。

Wasse 他们用一种分形扫描算法来填充轮廓，按照零件的相关要求把截面轮廓分成好几个小区域，然后在各个分区一个一个地进行填充。Dwivedi 他们考虑了 Z 字形填充和连续路径模式各自的优势后，利用特定的几何图形把轮廓划分成多个单调图形，对每个小轮廓区域用 Z 字形算法填充，等所有分解的区域都填充完了，就用锯齿形线把各个小轮廓连起来，让它们首尾相接，这样整个过程就不用启停打印头了，不过这样会让打印头的位置频繁变换，设备就会产生振动，导致打印过程不稳定。

Ding 他们把填充图形分成一组凸多边形，给每个凸多边形确定最好的扫描方向，还采用锯齿形路径和轮廓偏置路径结合的策略生成连续路径，最后把所有独立的子路径连接成闭合曲线。V. Pateloup 他们给扫描线的曲线连接建立了运动学模型，用 B 样条曲线来优化连接线之间的曲率，这样就能提高瞬时加工的速度，进而提高加工效率。W.D. Li 他们提出了一种混合自适应路径生成方法，利用非均匀有理 B 样条（NURBS）去拟合分层边界轮廓，这样就能保证原来模型的精度。为了提高有凹槽的复杂曲面的加工效率，李万军他们选择二维分形的 Hilbert 曲线，在不同的区域选择不同的填充路线，这样在打印孤岛和凹槽区域的时候，打印喷嘴就不用多次启停，既能保证零件质量又能提高打印效率。王占礼他们提出了改进的 Hilbert 分形填充算法，通过分析扫描轮廓的特点，用 Hilbert 和 Hamilton 曲线生成填充路径，还借助网格法计算交点，最后得到连续的扫描轨迹。为了解决局部剖分算法存在的缺陷，何立恒他们针对方格网土方的计算，提出了一种邻近多边形凹顶点角平分线的凹多边形凸分解算法。贺怀清他们提出了一种凹多边形凸分解算法，把原来的填充区域分解开，利用权函数确定剖分的位置，实验证明这个算法能有效地提高填充效率。 

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