制造用曲面截面环域的光栅填充算法研究

制造用曲面截面环域的光栅填充算法研究

一、面向制造的截面曲边环域光栅填充算法研究(论文文献综述)

王珩[1](2019)在《基于FDM三维打印技术的工艺优化研究》文中研究指明FDM三维打印技术由于其成本低、应用广等优势,受到越来越多的研究人员的青睐。不同的工艺参数会激发FDM三维打印设备不同的工作性能,最终打印成型零件的性能也会存在差异。本文以自主设计的开源FDM三维打印设备为基础,通过大量的试验及分析,研究了不同工艺参数下的成型效果,简洁且有效提高了FDM三维打印成型件的成型精度和部分力学性能。主要研究工作内容如下:(1)对现有FDM三维打印设备主要的误差来源进行了总结及分析。按照FDM三维打印技术的工艺链,详细的分析了在打印设备的安装与维护、数据的传输与处理、零件打印加工、零件后处理中可能会引起误差的因素,并对可控因素提出了相应的改进方法。为后续开源FDM三维打印设备的制作、优化试验的进行提供了理论支撑。(2)完成了开源FDM三维打印设备的设计与搭建,主要包括外框架、XYZ轴传动装置等机械结构的设计与安装;硬件电路的部分模块设计;控制固件的配置与烧录。在安装调试后用于试验设计件的打印。(3)对分层厚度、填充速度、填充率设计正交试验,利用FDM三维打印设备的开源特性完成上述三种工艺参数的配置并打印出试验件。通过试验结果分析得出成型零件在水平、竖直方向上的最优水平组合。(4)为了提高FDM三维打印成型零件的力学性能,按照国标设计出试验件,通过拉伸、压缩试验,分别探究了直线填充算法、偏置填充算法、网格填充算法对成型件拉伸、压缩性能的影响。选择最优算法进行路径填充,进一步设计了不同填充率下的拉伸、压缩试验,最大程度的优化了成型零件的力学性能。

周天诣[2](2018)在《熔融沉积成型技术中基于层几何特征的路径规划技术研究》文中进行了进一步梳理熔融沉积成型作为3D打印技术中最具有生命力、发展速度最快的增材制造方法,现已广泛应用于航天、医学、建筑等领域。它可以快速且准确的将CAD模型用增材制造的方法转化为实物,其制造方法极大的缩短了制件的开发周期,对于熔融沉积成型技术而言,其打印效率和打印精度是衡量熔融沉积成型制造水平的关键因素,目前熔融沉积成型的一个重要研究方向是合理提高打印精度和提升打印效率。首先,本文根据熔融沉积成型的数据处理流程,分析了轮廓偏置路径规划、往复直线路径规划、并行栅格路径规划、光栅路径规划、三角形路径规划、阿基米德螺线路径规划和Hilbert曲线路径规划七种主流路径规划方法,同时研究了四面体与八面体结合的路径规划、普通蜂巢路径规划、八角螺旋路径规划和三角形分形路径规划四种较新的路径规划方法。引入了饱满度、充盈度两个特性指标表征层几何特征,提出了基于层几何特征的路径规划方法,即根据模型分层后截面的不同几何特征而对每层采用不同的路径规划方法,目的在于提高打印精度和提高打印效率。其次,对主流切片软件进行了研究,分析了各切片软件的优缺点,通过比较,确定采用CURA切片软件进行二次开发,为此研究了CURA软件的源代码及二次编译的过程,并基于CURA切片软件实现了十一种路径规划的G代码输出。最后,研究了G代码的功能、特性,实现了G代码打印过程的仿真。统计了不同几何特征采取不同路径规划方法的打印时间,通过对典型三维模型的打印验证了不同几何特征应用不同路径规划方法打印精度上的差异,实验验证采用Hilbert曲线路径规划可提高制件的打印精度;采用三角形分形路径规划可提高制件的打印效率;采用往复直线路径规划、并行栅格路径规划、普通蜂巢路径规划在充盈度,饱满度比较差的截面上可提高成型质量。在上述研究的基础上,本文提出了熔融沉积成型自适应路径规划方法,即在同一三维实体根据不同截面的几何特征采用不同的路径规划方法,并与传统单一路径规划方法比较打印时间与打印精度,实验证明采用自适应路径规划方法有效提高了打印精度,缩短了打印时间。

胡汉伟[3](2018)在《表面彩色AMF模型快速切片算法研究》文中进行了进一步梳理3D打印技术目前正处于快速发展期,各种新工艺、新材料层出不穷,采用多材料、多颜色的彩色3D打印技术在教育、医疗、娱乐等行业具有广泛的应用。国际标准组织提出AMF文件格式用以应对3D打印领域新的工艺数据挑战,该格式包含STL所没有的颜色、材料等新信息,从而支持彩色3D打印等工艺的数据需求。在彩色3D打印的接口文件上,除了常见文件格式PLY、VRML外,3D System、Stratasys等公司均有自定义的文件格式。这些文件格式可以表示表面彩色3D模型,但由于所能描述的信息有限,或者和现有STL格式的兼容问题,目前并没有普及开来。为了满足彩色3D打印的数据处理需求,并推动彩色3D打印技术的发展,研究3D打印文件交换格式AMF的表面模型彩色切片算法是很有必要的。本研究分析了传统单材、单色3D打印技术及彩色3D打印的切片数据结构,对表面彩色模型的切片数据结构做了详细定义,并提出表面颜色厚度概念。针对现有表面彩色AMF模型切片算法效率问题,提出一种快速的切片算法,以获取彩色切片位图及二维轮廓信息。对AMF文件格式进行了详细的介绍,并给出了彩色切片算法的实现过程。表面彩色AMF模型在其三角形面片上通过纹理、顶点颜色、面颜色形成彩色的表面。在进行彩色切片时,首先将模型表面三角形转化为三棱柱,从而构成等厚表面颜色区域,在切片时保证模型表面的颜色质量;然后利用AMF模型网格体的共点拓扑关系,进行面-边拓扑重构,从而完成轮廓切片。针对AMF三角形颜色的3种表示方法推导出颜色信息坐标公式,并使用增量法计算X向扫描线上相邻像素点的颜色信息坐标;最后采用扫描线填充的方式对轮廓切片进行位图化,并在位图化的过程中完成表面颜色区域的像素着色。实验结果表明,与AMF官方给出的算法相比,该算法显着提高了算法效率。

盛红升[4](2018)在《基于邻接拓扑的STL模型3D打印分层算法研究与实现》文中研究表明3D打印技术作为一项高新技术正处于快速发展的阶段。分层处理是3D打印的关键内容之一,直接影响着打印成形的质量与效率。为此,本文提出基于邻接拓扑的STL模型分层算法,主要包括STL模型的优化及可视化、基于网格面片环的快速分层算法、基于环形邻域参照轮廓线的自适应层厚优化算法、STL模型分层软件系统开发,并以实例模型对其进行了应用验证。第一章介绍了论文的研究背景与意义,阐述了国内外在3D打印分层算法领域的研究现状,并分析了现有算法的不足之处。最后,介绍了本文的研究内容和组织架构。第二章研究了面向3D打印的STL模型的优化与可视化。介绍了 STL模型文件格式,并基于分层需求在VisualStudio平台下利用C++进行STL模型的优化处理,包括模型数据读取、顶点冗余数据去除、模型的坐标变换,基于OpenGL图形库实现STL模型的可视化。第三章提出了基于网格面片环的STL模型快速分层算法。首先确定切片平面位置,通过切片平面创建分块区间同步分块STL模型的所有三角面片,从而确定各切片平面的相交三角网格面片集;然后由相交三角面片集基于邻接拓扑建立各切片平面的网格面片环,并同步获得有序化的相邻面片间的公共邻接边,进而求得有序的切片轮廓交点集;顺序连接有序交点获得STL模型的分层截面轮廓环。第四章提出了基于环形邻域参照轮廓线的STL模型自适应层厚优化算法。首先建立STL模型的整体拓扑关系,确定分层方向后,递归遍历获取STL模型网格顶点环形邻域内的高斯曲率最大值点,由这些顶点插值拟合成一条表征STL模型外表面形态的参照轮廓线,基于参照轮廓线沿分层方向的形态变化进行自适应分层层厚优化,确定各切片平面高度,然后应用第三章的分层算法求取各层截面轮廓。第五章依据本文提出的分层算法及理论,开发了基于邻接拓扑的STL模型分层软件系统,并用实例模型进行了功能展示与应用。第六章对全文的研究内容和创新点进行了总结,并对文中的不足和后续工作进行了展望。

曹臣[5](2017)在《变速器叶轮片砂芯的打印关键技术研究》文中提出装载机是一种典型的物流领域工程机械设备,广泛应用于散装物料、管状物料的装载搬运等领域。而变速器叶轮片是装载机传动系统中的核心部件之一,其制造方式主要是传统的低压砂型铸造,存在模具设计和制造周期长、手工制模精度较差等问题这已成为制约产品更新研发速度的瓶颈,而3D打印技术的精确、高效等特点是解决上述问题的重要研究领域之一。论文以实现变速器叶轮片砂芯的3D打印制造为目的,对喷墨砂型技术全流程展开研究,并对其可靠性进行验证。首先,采用UG曲面造型和参数化建模方法,建立可用于3D打印且曲面衔接顺畅、参数化的叶轮片砂芯三维模型,再结合蛛网仿生结构的特点,设计一种有效避免“台阶效应”和减少喷头开关次数的新型扫描路径规划算法,设计并成功打印叶轮片砂芯,最后通过逆向建模实验检测验证技术可靠性;主要工作内容如下:依据LG公司的装载机变速器叶轮片的实体尺寸数据,利用Unigraphics NX(UG)三维设计软件中NURBS曲线拟合功能对获得的点坐标集合进行了叶片截面型线的拟合,建立叶轮片的三维模型,并采用基于特征的参数化建模对砂芯主体进行创建,从砂芯主体减去叶轮片三维模型便可获得用于3D打印的叶轮片砂芯三维模型。针对目前已有的3D打印扫描路径规划算法进行研究分析,在STL模型的基础上,进行等层厚切片处理,并在轮廓偏置扫描的基础上,借鉴蛛网的等距螺旋结构,提出一种基于蛛网结构的新型算法应用于砂芯切片的扫描路径规划中,并通过MATLAB编程实现扫描路径规划算法并展示。对砂芯3D打印过程中设备、材料的选择及打印方式进行设计,并成功完成叶轮片砂芯打印。对打印成形的叶轮片砂芯采用高精度双目非接触式三维扫描仪进行外观轮廓扫描,对采集到的表面数据导入Geomagic Studio中进行点云处理并逆向建模,利用Geomagic Qualify软件与叶轮片砂芯的三维模型进行3D比较并通过正态分布函数、误差传递累积的函数、泰勒级数和偏导公式对采样随机点的误差进行研究和曲面精度分析,从而验证了3DP喷墨砂型技术的可靠性。

邓红敏[6](2017)在《金属堆焊快速成型路径规划与算法研究》文中研究表明3D打印(3D Printing)是制造技术和信息技术相结合的快速成型技术。金属快速成型是3D打印技术中最具有发展和应用潜力的技术,已引起国内外专家学者的广泛关注[1]。相比于国内外通常采用的激光、电子束等高能量密度的金属快速成型加工设备,金属堆焊快速成型加工的成型件致密度高,组织结构具有良好的各向同性,在模具和快速制造领域具有很大的应用前景。为了高效加工出更高要求的回转类,圆弧及其复杂的曲面类零件,结合本课题开发的基于极坐标的金属堆焊快速成型设备的特点和工艺需求,通过理论分析与实验研究,提出了合理有效的金属堆焊快速成型的路径规划算法,以下为论文重点开展的工作:本文首先介绍了快速成型技术及其国内外的研究现状,重点分析了数据处理技术的研究现状,结合现有的基于极坐标模式下的金属堆焊成型平台特点与工艺需求,对快速成型的数据处理软件系统进行了结构和功能模块设计。其次,实现了STL数据的处理,结合OpenGL技术,实现了加工模型的三维在线显示、缩放、旋转等功能。并根据三维显示模型轮廓曲率的变化特点,提出模型的自适应分层切片算法,通过分析分层截面三角面片的法矢量值得出合理的分层加工厚度,有助于提高加工效率和加工精度。通过优化分层面片的提取算法,实现了模型的快速分层,节省了数据存储的空间。通过分析极坐标模式下堆焊快速成型焊接质量缺陷,针对焊接过程中产生的焊接表面不平整、咬边等焊接质量缺陷,由分层提取的轮廓数据,结合现有的焊接设备特点,设计出适合极坐标模式下的堆焊成型路径堆积轨迹。对于薄壁零件采用基于轮廓的偏置扫描算法。对于非薄壁复杂曲面零件,结合极坐标设备加工特点,提出了分区域的圆弧连续性扫描算法。在开发环境下实现了路径轨迹的显示与路径轨迹数据的提取。最后,运用基于Delphi7.0的面向对象集成开发环境,实现了数据处理开发软件模型的数据提取、三维模型的显示、分层数据处理,轨迹规划等功能。最后,通过对系统的设定调试,在PT运动模式下开展了实验,通过实验,获得了合理的焊接参数,以及焊缝搭接量。并以此为基础,进行了路径规划堆焊实验,获得良好焊接质量零件模型,验证了提出的成型轨迹的合理性。

奚雪蕾[7](2014)在《基于人体特征点的仿人形柔性机器人三维重构与变形》文中指出仿人形多气囊柔性机器人是虚拟交互领域内的新课题,本文主要工作是对三维扫描仪获得的人体点云数据进行预处理,并构建气囊机器人模型,同时实现面向不同体型用户的气囊机器人变形。其中涉及的技术有:三维点云预处理技术、气囊机器人曲面重构技术、针对不同体型的气囊机器人形变技术。气囊机器人建模与人体建模不同,在建立气囊机器人之前,必须先确定合适的气囊分布。现有的虚拟人体建模与变形技术不能直接用于气囊机器人建模与变形,因此本文的主要研究内容和创新点如下:(1)创建基于二维元球的自适应弧分割算法,并将该新算法运用到多气囊柔性机器人气囊分布设计与参数曲面模型构建上。(2)创新地提出通过控制截面环曲线填充椭圆的轴长参数,驱动截面环变形的气囊机器人形变方式。本文首先对点云数据按照人体特征进行区域划分,并结合MATLAB对点云数据进行预处理:用三角形填充法进行数据补漏、用层次包围球法进行数据精简、用平面拟合法估算点云表面法向量。本文提出自适应弧分割算法,作为气囊机器人建模的理论基础。首先,将元球法应用于二维轮廓线的逼近,根据气囊形变特性构建椭圆势函数和能量方程。然后,提出一种递进分裂的自动圆拟合算法;并提出3点规则改善自动圆拟合算法的曲线拟合效果;最后,完成准自动椭圆拟合算法,实现封闭曲线的椭圆填充和自适应圆弧划分。在自适应弧分割算法的理论基础上进行气囊分布设计,并构建气囊机器人参数曲面模型。首先,从经过预处理的人体点云数据中选取人体特征截面环数据,并对相邻环上的分段圆弧进行映射,确定气囊位置并构建单线性参数曲面。然后拼接曲面片获得机器人模型。最后,本文提出一种由填充椭圆驱动的截面环形变方法。用准自动椭圆拟合算法拟合人体截面环曲线,获得截面环填充椭圆的各项参数。固定填充椭圆的圆心位置和旋转角度,改变填充椭圆的轴长驱使截面环变形。用BP神经网络对样本截面环进行学习,输入截面环采样点的极长,输出填充椭圆的轴长。通过神经网络获得填充椭圆轴长与截面环形状的对应关系,实现面向不同体型的气囊机器人变形。

陆济湘[8](2010)在《三维物体建模和场景构造技术研究》文中进行了进一步梳理三维物体建模和场景构造是当前研究的一个热点问题。它在虚拟现实、游戏设计、数字化城市、虚拟漫游、地理信息系统(GIS)和计算机辅助设计(CAD)等方面都有重要应用。在游戏设计中,需要把美工在3ds max软件生成的游戏场景和人物用网格数据来保存,CAD系统中要建模许多物体,生成G代码来驱动数控机床。在GIS系统中,要建模地形的三维数据。在虚拟现实和游戏中,要构造场景图,而场景图中的三维物体都是由多边形集合或者样条曲面构造的,游戏中的人物行走的路径也可以设计为样条曲线,在动画中,对各种形体的变形实际上也是样条曲面的变形。因此研究三维物体的表示和建模以及三维场景的构造具有十分重要的意义。本文对物体的建模提供了一些方法,开发了一个场景构造的平台和一个相贯线软件开发的平台。具体研究内容包括:对于多边形网格建模,设计了一个高效的数据结构来对三维形体的数据进行保存和绘制。设计了网格数据结构Mesh类,它包含顶点集合,面集合和法向量集合,提出了相应的算法来生成这三个集合,提供了绘制Mesh类的方法。对于多边形网格建模,自由曲面建模和构造实体几何(CSG)建模提出了统一的数据结构和网格文件以及场景构造语言、统一的场景类设计和实现方案,提供了建模各种物体的具体算法。提出了一种交互式的从图片中提取轮廓线重建三维形体的方法,设计了拉伸形体,旋转形体,光滑曲面,直纹面和双变量显式函数曲面的构造算法,并将其写入文件中,便于在场景构造语言中利用它们来构造场景。对激光扫描仪产生的数据进行重建,提出了一种基于散乱点的重建算法。对多关节机械臂式三维坐标采集系统中使用的空间坐标模型和参数标定方法进行了研究。建立了多关节机械臂式三维坐标测量机构的坐标模型,讨论了模型中各系统参数的标定问题,在研究基于最小二乘法的标定方法之后提出了一种基于遗传算法的标定方法。对于样条曲面建模,包括Bezier曲面和B样条曲面,通过直纹面和旋转曲面来构造物体,通过移动控制点来改变曲面形状。同样使用前面介绍的数据结构Mesh类,构造顶点、面和法向量集合,并进行绘制。也可以将其写入文件中,便于在场景构造语言中利用它们来构造场景。对于构造实体几何(CSG)建模,通过场景构造语言、布尔操作和光线跟踪技术来实现复合形体的建模。使用了光线跟踪算法,并设计了光线跟踪的类和布尔操作的类。使用场景构造语言来绘制CSG形体。为了提高光线跟踪速度,采用了构建包围盒来加速光线跟踪。设计了场景构造的各种类和场景构造语言。提供的场景类和场景构造语言能够读取3ds max、虚拟现实语言(vrml)和网格文件。使用场景构造语言可以将这些文件组合到一起,并能提供渲染。利用场景构造语言开发了一个场景构造的平台。通过它可以向场景中添加三维形体,进行变换和渲染,并写入场景文件来保存。开发了一个相贯线的软件平台。讲述了实现相贯线软件的关键技术和核心类。通过改变参数,可以看到二维和三维图形,切割仿真的图形以及生成G代码来驱动数控机床。

邓浩[9](2008)在《面向隐伏矿体预测的三维地质建模与空间分析若干技术研究》文中指出矿产资源预测与评价逐渐进入基于GIS技术定量预测与评价的新阶段,GIS已成为矿产资源预测与评价定量化的核心技术。传统的二维GIS只能表达面上的信息,对于大比例尺下的隐伏矿体预测中矿床的三维空间信息往往不能很自然地表达与分析。三维GIS和三维地学建模系统的出现弥补了二维GIS的不足,使对地质对象进行真三维表达成为可能。然而在这种真三维空间数据环境下的矿产资源定量预测与评价过程中,需要有高效与稳健的三维地质建模和三维空间分析技术来支撑。论文首先对隐伏矿体预测中三维地质建模技术进行了研究,讨论了地质对象的空间数据表达,给出了一种通过表面建模建立地质体几何轮廓,由体素模型表达地质体,将体素模型以线性八叉树存储的解决方案。为了满足大规模地质体高分辨率下线性八叉树建模的需要,论文提出了一种硬件加速条件下的由面表示模型动态生成线性八叉树算法。算法利用深度缓存判断体元在实体内外,通过栈结构来存储八叉树分解的情况,在对栈的操作中输出编码,省去了结点的排序和压缩过程。进一步利用深度缓存中的信息,算法对实体进行了分块,并按分块构造线性八叉树达到加速效果。实验结果表明线性八叉树生成过程可以在高分辨率下快速地执行。为了满足地质控矿指标定量提取的需要,论文对隐伏矿体预测中基于体素模型的空间分析若干技术进行了研究。首先给出了一种适用于离散化三维地质空间的距离分析方法,该方法通过欧式距离变换生成欧式距离场进行量算。基于数学形态学滤波,论文提出了一种地质体趋势形态分析方法;论文利用欧式距离场与数学形态学对地质体形态起伏分析方法进行了研究,提出了一种对地质体形态起伏进行分级定量提取的方法。论文以数学形态学膨胀运算的原理生成空间实体的栅格缓冲体,提出了一种基于GPU的栅格缓冲体生成算法。基于这些空间分析方法,论文还对地质控矿作用模拟进行了研究,模拟了地质体控矿作用,岩体-围岩理想接触带控矿作用和接触面间倾角。

马锦华[10](2007)在《逆向工程中三角网格模型细分技术研究》文中研究说明随着数据测量技术的发展,复杂实体的三角网格模型可很方便地获得。三角网格模型对于复杂拓扑结构的模型具有很强的描述能力,具有表示简单、边界适应性好等众多优点,在工程中已得到广泛地应用,但同时三角网格模型也存在存储量大、精度不高、光滑性差以及难以表示具有较高连续性要求的模型或表面等缺点。对已有三角网格模型进行细分曲面重建可以获得光滑连续的极限曲面,如此既能提高三角网格模型的光滑性,又能促进细分曲面造型技术在工业产品外形设计和几何模型重建中的应用。据此本文开展了以下几项工作:首先,对三角网格模型及其数据结构进行了深入研究,构建了适合网格细分处理的半边数据结构,并对模型数据的读取方法与过程进行了详细的分析。其次,基于微分几何知识,研究了顶点法矢、曲率和边曲率等网格数据的计算,并对基于二面角、距离和曲率的自适应细分度量准则进行分析和总结,在此基础上提出了基于边曲率的自适应细分算法。最后,对算法进行了实验验证和结果分析。对本文的研究作了总结,并对未来工作进行展望。

二、面向制造的截面曲边环域光栅填充算法研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、面向制造的截面曲边环域光栅填充算法研究(论文提纲范文)

(1)基于FDM三维打印技术的工艺优化研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 三维打印技术概述
        1.2.1 三维打印技术的基本原理
        1.2.2 三维打印技术的基本工艺链
        1.2.3 三维打印技术发展及其应用
    1.3 FDM三维打印技术优化国内外现状
        1.3.1 FDM工艺优化国外研究现状
        1.3.2 国内FDM优化技术研究现状
    1.4 研究内容
第二章 FDM三维打印精度影响因素分析
    2.1 引言
    2.2 打印设备误差
        2.2.1 传动误差
        2.2.2 打印平台调平误差
    2.3 数据预处理误差
        2.3.1 STL转化误差
        2.3.2 切片误差
    2.4 加工误差
        2.4.1 工艺参数误差
        2.4.2 材料收缩误差
    2.5 成型件后处理误差
        2.5.1 去除支撑误差
        2.5.2 零件处理误差
    2.6 本章小结
第三章 开源FDM三维打印机设计及搭建
    3.1 引言
    3.2 FDM三维打印机选型
    3.3 FDM三维打印机构成
    3.4 机械结构系统设计
        3.4.1 外框架设计
        3.4.2 传动系统设计
    3.5 硬件系统
        3.5.1 Ramps1.4 扩展板介绍
        3.5.2 步进电机模块设计
        3.5.3 温度控制模块设计
    3.6 软件系统
        3.6.1 软件开发平台
        3.6.2 固件参数配置
    3.7 SolidWorks三维模型图与实物图
    3.8 本章小结
第四章 FDM三维打印成型精度的工艺参数优化
    4.1 引言
    4.2 试验方法选择
    4.3 正交试验设计
        4.3.1 工艺参数选取及分析
        4.3.2 试验设计
    4.4 正交试验结果分析
        4.4.1 直观分析法
        4.4.2 试验结果及其分析
    4.5 本章小结
第五章 FDM三维打印技术成型件的力学性能研究
    5.1 引言
    5.2 基于填充算法的拉伸性能试验
        5.2.1 填充算法分析
        5.2.2 试验件准备
        5.2.3 试验仪器及拉伸速度选定
        5.2.4 试验结果分析
    5.3 基于填充率的拉伸性能试验
        5.3.1 拉伸强度分析
        5.3.2 拉伸断裂应力分析
        5.3.3 拉伸断裂应变分析
        5.3.4 拉伸弹性模量分析
    5.4 基于填充算法的压缩性能试验
        5.4.1 试验准备
        5.4.2 试验结果分析
    5.5 基于填充率的压缩性能试验
        5.5.1 压缩强度分析
        5.5.2 压缩应变分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(2)熔融沉积成型技术中基于层几何特征的路径规划技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的来源及研究意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 熔融沉积成型技术概述
        1.2.1 熔融沉积成型的工艺原理
        1.2.2 熔融沉积成型技术的特点
        1.2.3 熔融沉积成型打印流程
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外FDM熔融沉积成型技术发展现状
        1.3.2 国内FDM研究现状
        1.3.3 熔融沉积成型路径规划研究现状
    1.4 课题的主要研究内容
第2章 基于层几何特征的路径规划研究
    2.1 引言
    2.2 主流路径规划方法研究
        2.2.1 轮廓偏置路径规划
        2.2.2 往复直线路径规划
        2.2.3 并行栅格路径规划
        2.2.4 光栅路径规划
        2.2.5 Hilbert曲线路径规划
        2.2.6 三角形路径规划
        2.2.7 阿基米德螺线路径规划
    2.3 新型路径规划方法研究
        2.3.1 四面体与八面体结合的立方蜂窝路径规划
        2.3.2 普通蜂巢路径规划
        2.3.3 八角螺旋路径规划
        2.3.4 三角形分形路径规划
    2.4 基于层几何特征的路径规划研究
        2.4.1 STL格式文件概述
        2.4.2 分层算法概述
        2.4.3 层截面轮廓的获取
        2.4.4 层截面几何特征的定义
    2.5 本章小结
第3章 基于CURA软件的源代码研究与二次开发
    3.1 引言
    3.2 主流切片软件研究
    3.3 CURA源码解析
    3.4 编译CURA的环境配置
    3.5 二次编译的过程
    3.6 本章小结
第4章 基于层几何特征路径规划的仿真与实验验证
    4.1 引言
    4.2 G代码详解
    4.3 G代码仿真
    4.4 熔融沉积成型基于层几何特征的实验验证
    4.5 本章小结
第5章 熔融沉积成型自适应路径规划研究与实验验证
    5.1 引言
    5.2 针对提高打印效率的自适应路径规划方法
    5.3 针对提高打印精度的自适应路径规划方法
    5.4 本章小结
第6章 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果

(3)表面彩色AMF模型快速切片算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 切片数据结构分析
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究目标与内容
2 AMF文件解析
    2.1 AMF文件框架简介
    2.2 XML解析器
    2.3 基本几何结构解析
    2.4 表面三角形颜色信息解析
    2.5 本章小结
3 表面彩色模型切片算法
    3.1 算法原理
    3.2 三角网格体拓扑重构
    3.3 三角网格体拓扑轮廓切片
    3.4 轮廓扫描线填充算法
    3.5 彩色三棱柱空间
    3.6 彩色切片算法步骤
    3.7 本章小结
4 算法输出与分析
    4.1 彩色切片输出
    4.2 算法效率对比与分析
    4.3 本章总结
5 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 :作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

(4)基于邻接拓扑的STL模型3D打印分层算法研究与实现(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 STL模型等层厚分层算法的研究现状
        1.2.2 STL模型自适应层厚分层算法的研究现状
    1.3 本文研究内容和组织框架
        1.3.1 论文的研究内容
        1.3.2 论文的组织框架
    1.4 本章小结
第2章 面向3D打印的STL模型优化及可视化
    2.1 引言
    2.2 STL模型的读取与优化
        2.2.1 STL模型文件简介
        2.2.2 STL文件的读取及冗余数据优化
        2.2.3 面向3D打印的STL模型空间几何变换
    2.3 基于OpenGL的STL模型可视化
        2.3.1 OpenGL图形库简介
        2.3.2 STL模型的三维真实图形显示
    2.4 本章小结
第3章 基于网格面片环的STL模型快速分层算法
    3.1 引言
    3.2 层厚关联的三角网格面片同步分块
        3.2.1 切片平面的创建
        3.2.2 同步分块获取切片平面相交网格面片集
    3.3 邻接拓扑的网格面片环
        3.3.1 STL模型三角面片的邻接拓扑关系重构
        3.3.2 网格面片环的构建
        3.3.3 网格面片环的哈希链表
    3.4 STL模型分层切片截面轮廓求解
    3.5 分层切片实例
    3.6 算法复杂度及效率分析
    3.7 本章小结
第4章 基于环形邻域参照轮廓线的自适应层厚优化算法
    4.1 引言
    4.2 STL模型的环形邻域参照轮廓线
        4.2.1 STL模型网格顶点环形邻域高斯曲率最大值顶点
        4.2.2 基于NURBS曲线的STL模型环形邻域参照轮廓线构建
    4.3 基于环形邻域参照轮廓线的自适应分层厚度优化
        4.3.1 分层制造工艺参数的确定
        4.3.2 分层层厚优化求解
        4.3.3 自适应层厚分层实例
    4.4 本章小结
第5章 基于邻接拓扑的STL模型分层软件系统开发
    5.1 引言
    5.2 系统体系架构及开发工具
    5.3 系统的功能模块实现
        5.3.1 STL模型的几何变换功能实现
        5.3.2 STL模型的等层厚分层功能实现
        5.3.3 STL模型的自适应层厚分层功能实现
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简介

(5)变速器叶轮片砂芯的打印关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 制芯方法的现状
    1.3 3D打印技术的研究现状
    1.4 本文的研究意义
    1.5 研究内容及路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究路线
    1.6 本章小结
第二章 叶轮片砂芯3D制造技术选择及工作流程
    2.1 引言
    2.2 原制芯方法与3D打印技术类型的选择
        2.2.1 原制芯方法
        2.2.2 3D打印技术选择
    2.3 3DP喷墨砂型打印工作流程
    2.4 本章小结
第三章 叶轮片砂芯的数字化建模
    3.1 引言
    3.2 叶轮片截面型线数据的采集
        3.2.1 叶片截面型线点集合的获取
        3.2.2 叶片截面型线点坐标的获取
    3.3 叶片的截面型线的绘制及建模
        3.3.1 曲线样条的描述
        3.3.2 叶片截面型线的建立
        3.3.3 叶片建模
    3.4 叶轮砂芯自定义特征的参数化建模
        3.4.1 自定义特征的配置
        3.4.2 砂芯截面旋转体特征的参数化建模
    3.5 本章小结
第四章 STL模型切片处理及路径规划算法
    4.1 引言
    4.2 STL文件及切片处理
        4.2.1 STL文件
        4.2.2 切片处理
    4.3 基于蛛网扫描路径规划算法
        4.3.1 叶轮片砂芯截面线形状
        4.3.2 现有路径规划方式分析
        4.3.3 蛛网结构
    4.4 算法实现
    4.5 本章小结
第五章 叶轮片砂芯打印及表面数字化检测
    5.1 引言
    5.2 砂型打印机及造型材料
        5.2.1 HST3DP-500喷墨砂型打印机
        5.2.2 造型材料
    5.3 打印方式
    5.4 实体表面数据采集方法概述
        5.4.1 接触式测量方法
        5.4.2 非接触式测量方法
    5.5 点云数据的采集及处理
        5.5.1 点云概念
        5.5.2 点云数据的采集
        5.5.3 Geomagic Studio软件简介
        5.5.4 点云数据的处理
    5.6 基于Geomagic Qualify的数字化检测
        5.6.1 Geomagic Qualify软件简介
        5.6.2 数字化检测
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士学位期间科研情况

(6)金属堆焊快速成型路径规划与算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的目的、意义及来源
    1.2 金属堆焊快速成型技术概述
        1.2.1 快速成型技术发展趋势
        1.2.2 金属堆焊快速成型技术国内外研究现状
        1.2.3 快速成型数据处理技术研究现状
    1.3 目前存在的问题
    1.4 课题研究的主要内容
第二章 金属堆焊快速成型系统
    2.1 金属堆焊快速成型硬件平台
    2.2 金属堆焊快速成型软件系统
        2.2.1 软件系统开发工具
        2.2.2 软件系统的结构模块
        2.2.3 软件系统的功能模块
        2.2.4 软件系统核心模块的构成
    2.3 本章小结
第三章 自适应分层算法处理
    3.1 文件数据处理
        3.1.1 STL文件概述
        3.1.2 STL数据提取
    3.2 三维显示模块设计
        3.2.1 模块设计原理
        3.2.2 模块应用开发流程
        3.2.3 显示模块软件实现
    3.3 模型分层处理算法
        3.3.1 堆焊快速成型分层切片算法
        3.3.2 快速成型切面数据提取算法
        3.3.3 分层交点数据的求取与生成封闭轮廓
    3.4 分层软件的实现
    3.5 本章小结
第四章 极坐标模式下的轨迹规划算法
    4.1 堆焊成型质量缺陷及原因
    4.2 金属堆焊轨迹规划研究
        4.2.1 典型零件划分
        4.2.2 成型零件的轨迹规划
    4.3 堆焊成型轨迹规划算法
        4.3.1 分层截面的特点
        4.3.2 轨迹规划扫描填充算法
        4.3.3 堆焊成型插补算法
    4.4 轨迹规划的软件实现
    4.5 本章小结
第五章 路径规划堆焊成型实验分析
    5.1 设备参数设定与调试
        5.1.1 系统调试
        5.1.2 运动控制器配置
    5.2 PT模式下实验研究分析
        5.2.1 PT运动模式
        5.2.2 薄壁零件实验分析
        5.2.3 多道单层实验分析
        5.2.4 轨迹填充成型实验
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢

(7)基于人体特征点的仿人形柔性机器人三维重构与变形(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景
        1.2.1 虚拟试衣系统技术发展历程
        1.2.2 服装CAD技术中常用模拟方法及不足
    1.3 气囊机器人虚拟试衣系统介绍
    1.4 研究现状
        1.4.1 三维点云预处理的研究现状
        1.4.2 虚拟人体建模与形变技术的研究现状
    1.5 本文研究主要内容与章节安排
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 创新点
        1.5.3 章节安排
第二章 三维人体点云预处理
    2.1 引言
    2.2 三维人体扫描
        2.2.1 三维扫描仪与人体测量
        2.2.2 三维人体数据坐标调整
    2.3 三维人体数据特征区域划分
        2.3.1 人体特征点的提取标准
        2.3.2 基于特征点的特征区域分割标准
    2.4 点云数据预处理
        2.4.1 点云数据片拼接、补漏
        2.4.2 点云数据精简
        2.4.3 点云数据表面法向量估算
    2.5 本章小结
第三章 基于二维元球技术的自适应弧分割算法
    3.1 引言
    3.2 构建二维元球势函数和能量约束函数
        3.2.1 椭圆势函数
        3.2.2 能量约束函数
    3.3 基于二维元球的自适应椭圆拟合算法
        3.3.1 现有圆拟合方法的分析与比较
        3.3.2 自动圆拟合曲线逼近算法
        3.3.3 自动圆拟合规则的优化
        3.3.4 自动圆拟合法与基于中轴抽取的圆拟合法
        3.3.5 准自动椭圆拟合算法
    3.4 基于椭圆拟合的二维曲线逼近与圆弧划分
    3.5 本章小结
第四章 多气囊柔性机器人曲面重构
    4.1 引言
    4.2 人体特征数据提取
        4.2.1 人体躯干截面环选取
        4.2.2 标准人体躯干部分截面环参数
    4.3 柔性机器人表面气囊分布设计
        4.3.1 基于自适应弧分割法的截面环圆弧划分
        4.3.2 截面环椭圆填充效果与比较
        4.3.3 截面环圆弧映射与气囊分布关系
    4.4 气囊机器人参数曲面模型
        4.4.1 构造单片气囊的参数曲面
        4.4.2 构造气囊机器人胸部至臀部的曲面模型
        4.4.3 实验分析
    4.5 本章小结
第五章 基于神经网络的气囊机器人变形
    5.1 引言
    5.2 特殊体型选取标准
    5.3 由截面环填充椭圆驱动的机器人变形技术
        5.3.1 确定截面环填充单元数目
        5.3.2 由填充椭圆驱动的截面环变形
    5.4 特征截面环神经网络模型
        5.4.1 BP神经网络理论基础
        5.4.2 面向截面环的神经网络
    5.5 MATLAB实验结果
    5.6 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间参加的项目及发表的论文
致谢

(8)三维物体建模和场景构造技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题简介
    1.3 场景开发平台的研究背景和国内外发展趋势
    1.4 问题的提出
    1.5 三维信息获取和重建技术
    1.6 研究目的和意义
    1.7 主要研究内容
2 多边形网格建模
    2.1 引言
    2.2 多边形网格建模数据结构
    2.3 拉伸体—将底面二维图形拉伸为棱柱的网格建模
    2.4 拉伸体—将四边形条带拉伸为棱柱的网格建模
    2.5 带"扭结"的拉伸体—基于3D曲线的管状体网格建模
    2.6 光滑曲面的多边形网格建模
    2.7 直纹面网格建模
    2.8 旋转曲面网格建模
    2.9 基于3D曲线的管状体
    2.10 基于双变量显式函数的曲面网格建模
    2.11 基于激光扫描仪的多边形网格建模
    2.12 基于散乱数据点的网格重建
    2.13 本章小结
3 多关节扫描仪参数标定与建模
    3.1 引言
    3.2 多关节机械臂的坐标模型
    3.3 系统参数的标定
    3.4 实验结果
    3.5 三维建模
    3.6 结束语
4 样条曲面建模
    4.1 引言
    4.2 Bezier曲线
    4.3 Bezier曲面
    4.4 B样条曲线
    4.5 B样条曲面
    4.6 建立曲面片表面
    4.7 曲面变形
    4.8 本章小结
5 构造实体几何建模
    5.1 引言
    5.2 光线跟踪算法
    5.3 光线与物体求交
    5.4 复合体:物体上的布尔操作
    5.5 构建CSG包围盒改进光线跟踪算法
    5.6 CSG的实验结果
    5.7 本章小结
6 场景构造和应用平台开发
    6.1 引言
    6.2 场景类设计
    6.3 场景构造语言
    6.4 场景平台开发
    6.5 相贯线软件开发平台
    6.6 本章小结
7 全文总结
致谢
参考文献
附录Ⅰ 攻读博士学位期间发表的学术论文
附录Ⅱ 公开发表的学术论文与博士学位论文的关系

(9)面向隐伏矿体预测的三维地质建模与空间分析若干技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 本文背景与选题依据
    1.2 相关研究进展
        1.2.1 面向矿产资源预测的GIS技术
        1.2.2 三维 GIS与三维地质建模
        1.2.3 三维空间分析
    1.3 本文研究意义与研究内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 章节安排
第二章 矿床的空间数据表达
    2.1 矿床地质空间的抽象
        2.1.1 地质体概述
        2.1.2 矿床地质空间到地质体的分解
    2.2 空间数据模型分析
        2.2.1 空间数据模型的组成
        2.2.2 空间信息模型与数据结构分析
        2.2.3 三维空间数据模型分析
    2.3 面向隐伏矿体定量预测的矿床三维空间数据模型
        2.3.1 数据模型的选择与建模流程
        2.3.2 线框建模
        2.3.3 体素模型
第三章 基于线性八叉树的三维地质建模技术
    3.1 空间实体的体素化
        3.1.1 常规体素化
        3.1.2 基于硬件加速的体素化
    3.2 八叉树数据模型
        3.2.1 八叉树的表达与存储
        3.2.2 线性八叉树的编码与构造
        3.2.3 八叉树与线性八叉树的生成
    3.3 基于硬件加速的线性八叉树动态生成算法
        3.3.1 算法概述
        3.3.2 基本算法及其数据结构
        3.3.3 活动结点分解的确定
        3.3.4 栈顶更新操作
        3.3.5 出栈操作
        3.3.6 算法流程
        3.3.7 算法加速
    3.4 算法实验系统
    3.5 算法实验与分析
    3.6 地质对象的数据存储
        3.6.1 地质体的数据存储
        3.6.2 矿床规则块段模型的数据存储
第四章 面向控矿指标提取的空间分析技术
    4.1 空间分析与数学形态学
    4.2 空间距离分析
        4.2.1 离散化地质空间下的距离测度
        4.2.2 基于栅格数据的距离变换
        4.2.3 面向离散化地质空间的三维带符号欧式距离变换及实现
    4.3 地质体趋势形态分析
        4.3.1 基于面状地质体的趋势面分析方法
        4.3.2 基于数学形态学的趋势形态分析算法
    4.4 地质体表面形态起伏分析
        4.4.1 一种趋势-剩余分析方法
        4.4.2 基于数学形态学与欧式距离变换的形态起伏分析
    4.5 三维缓冲体分析
        4.5.1 缓冲区分析与三维缓冲体分析
        4.5.2 一种基于 GPU的缓冲体生成算法
第五章 基于空间分析的地质控矿作用模拟
    5.1 地质体控矿作用的模拟
        5.1.1 距离控矿作用的模拟
        5.1.2 波幅控矿作用的模拟
    5.2 岩体-围岩接触带控矿作用的模拟
        5.2.1 岩体-围岩接触带的提取
        5.2.2 岩体-围岩接触带控矿作用的模拟
    5.3 接触面间夹角的模拟
        5.3.1 问题概述
        5.3.2 基于欧式距离场的夹角提取方法
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果

(10)逆向工程中三角网格模型细分技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 逆向工程技术
        1.1.1 逆向工程
        1.1.2 逆向工程关键技术
    1.2 曲面重建技术
    1.3 论文的选题依据和主要研究内容
第二章 网格细分及其相关基础理论
    2.1 细分曲面造型技术
        2.1.1 细分曲面
        2.1.2 细分模式及其分类
        2.1.3 细分模式的收敛性和连续性分析
        2.1.4 典型细分模式
    2.2 细分曲面在RE/CAD曲面重建中的研究与应用分析
    2.3 半边数据结构及其实现
        2.3.1 半边数据结构
        2.3.2 半边数据结构的构建
        2.3.3 编程环境与工具
    2.4 本章小结
第三章 数据预处理
    3.1 三角网格模型
        3.1.1 三角网格
        3.1.2 三角网格模型的数学描述
        3.1.3 散乱点云三角剖分
    3.2 三角网格模型处理与计算
        3.2.1 三角网格模型处理技术
        3.2.2 顶点法矢与离散曲率计算
    3.3 三角网格模型数据读取与计算
        3.3.1 三角网格模型数据
        3.3.2 数据读取及其实现
        3.3.3 网格数据计算
    3.4 本章小结
第四章 基于边曲率的自适应细分算法与实现
    4.1 三角网格模型自适应细分算法
        4.1.1 自适应细分算法
        4.1.2 细分网格裂缝消除
        4.1.3 网格特征重建
    4.2 基于边曲率的自适应细分算法与实现
        4.2.1 基于边曲率的自适应细分算法
        4.2.2 算法实现与结果分析
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 今后工作展望
参考文献
致谢
在校期间发表论文

四、面向制造的截面曲边环域光栅填充算法研究(论文参考文献)

  • [1]基于FDM三维打印技术的工艺优化研究[D]. 王珩. 合肥工业大学, 2019(01)
  • [2]熔融沉积成型技术中基于层几何特征的路径规划技术研究[D]. 周天诣. 长春工业大学, 2018(08)
  • [3]表面彩色AMF模型快速切片算法研究[D]. 胡汉伟. 华中科技大学, 2018(06)
  • [4]基于邻接拓扑的STL模型3D打印分层算法研究与实现[D]. 盛红升. 浙江大学, 2018(06)
  • [5]变速器叶轮片砂芯的打印关键技术研究[D]. 曹臣. 广西大学, 2017(06)
  • [6]金属堆焊快速成型路径规划与算法研究[D]. 邓红敏. 新疆大学, 2017(02)
  • [7]基于人体特征点的仿人形柔性机器人三维重构与变形[D]. 奚雪蕾. 东华大学, 2014(05)
  • [8]三维物体建模和场景构造技术研究[D]. 陆济湘. 华中科技大学, 2010(08)
  • [9]面向隐伏矿体预测的三维地质建模与空间分析若干技术研究[D]. 邓浩. 中南大学, 2008(01)
  • [10]逆向工程中三角网格模型细分技术研究[D]. 马锦华. 江苏大学, 2007(05)

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制造用曲面截面环域的光栅填充算法研究
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