為實現(xiàn)大型農(nóng)機零部件的快速修復與更換,該文針對3D打印協(xié)同數(shù)控成形大型零件中的折線拐點金屬過堆積、工件翹曲變形、層厚難以實時調(diào)整等問題,提出數(shù)控系統(tǒng)與電子束成形相結(jié)合的3D打印切片算法與分區(qū)掃描策略。為提高切片速度,實現(xiàn)成形過程中的層厚實時調(diào)整,采用反向光線追蹤算法對三維模型渲染切片,通過MS（marching squares）算法提取二值圖像的坐標序列,快速獲取指定層的輪廓坐標;為避免成形過程中電子槍運行速度不均勻引起的金屬過堆積現(xiàn)象,選用B樣條基函數(shù)對輪廓數(shù)據(jù)進行曲線插值,結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的曲線插補命令,實現(xiàn)恒定線速度成形。針對大型零件在成形過程中的變形問題,采用六邊形分區(qū)與平行線變角度掃描技術(shù),根據(jù)各分區(qū)圖案的形心歐式距離規(guī)劃掃描順序,實現(xiàn)變形控制。結(jié)果表明:采用非均勻有理B樣條曲線和直線分段插值后,擬合曲線對原始多重曲面截線的逼近誤差范圍與切片數(shù)據(jù)相比減少了30%。選用網(wǎng)格數(shù)量為1 483 132的STL（stereolithography）模型進行效率測試,該算法切片用時90 s,與商用軟件Magics15.01切片相比用時減少了34.6%,與開源軟件Cura15.06切片相比用... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學報. 2019,35(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【文章目錄】：
0 引言
1 基于反向光線追蹤的切片算法
    1.1 切片模型
    1.2 三角網(wǎng)格可見性判斷
    1.3 截面二值圖像動態(tài)獲取
2 二值圖像輪廓提取與NURBS (non-uniform rational b-splines) 擬合優(yōu)化
    2.1 Marching square (MS）二維輪廓提取
    2.2 切片輪廓NURBS (non-uniform rational b-splines) 擬合
3 輪廓分區(qū)與掃描填充策略
    3.1 分區(qū)多邊形的平面鑲嵌
    3.2 填充與分區(qū)掃描策略
4 切片效率和擬合誤差分析
    4.1 不同切片算法對比
    4.2 曲線擬合誤差分析
    4.3 試驗驗證
5 結(jié)論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光淬火及熔覆技術(shù)提高柑橘枝粉碎機65Mn鋼錘片耐磨性[J]. 孟亮,李雄,黃永俊,萬強,李明震,李善軍,張衍林.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2018(17)
[2]分區(qū)掃描路徑規(guī)劃及其對SLM成型件殘余應力分布的影響[J]. 鄧詩詩,楊永強,李陽,王迪,王安民,宋長輝.  中國激光. 2016(12)
[3]掃描間距對45鋼激光熔凝強化組織性能的影響[J]. 孫浩,凌剛,李洪文,高曉麗,姚國才.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2011(02)
[4]粉末預熱對電子束選區(qū)熔化成形工藝的影響[J]. 韓建棟,林峰,齊海波,楊黎.  焊接學報. 2008(10)



本文編號：3497836