一种3D打印零件在线检查方法与流程

本发明涉及3d打印，具体为一种3d打印零件在线检查方法。

背景技术：

1、3d打印(3dprinting，又称增材制造、积层制造)是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3d打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术，

2、3d打印过程中，首先用户需要绘制产品3d模型设计图，通过3d模型设计图选择材料进行打印，而由于3d打印是对零件有基本要求的，如水密性、尺寸、壁厚、空腔、数量等要求，且对于材料也是有限制的，传统这一环节需要线下咨询专业的3d打印厂家进行检查，导致该步骤不仅需要耗费大量人力成本和沟通成本，对用户和厂家的技术要求都很高，且操作麻烦，不能直观的了解问题，因此我们针对该问题提出了一种3d打印零件在线检查方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种3d打印零件在线检查方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种3d打印零件在线检查方法，包括以下步骤：

3、s1:3d设计文件，用户通过三维建模设计软件设计所需的3d模型文件；

4、s2：选择材料，用户进入系统界面，根据产品需求在线选择产品打印材料，选择打印所用材料后，系统自动确定所选打印材料的参数，材料参数包括材料最大打印尺寸、材料最小打印壁厚、材料最小打印间隙、材料能否制作空腔、材料精度、材料基本单价、材料打印所需基本工期，并且对用户展示；

5、s3：上传3d文件并进行识别，可以解析和读取常用3d文件的格式；

6、s4：网格划分及文件优化，将3d文件，基于有限元的方式进行网格划分，并过滤干扰面以及干扰破洞，

7、识别干扰面：首先计算干扰面的数量，数量小于n的独立面片进行标记，然后对标记的面，计算面片的周长和表面积，周长小于i或者表面积小于m的，标记为干扰面，进行删除；

8、s5:基本参数计算，基本参数包括零件的尺寸、表面积、体积；

9、最小包络尺寸计算：最小包络尺寸是在某个姿态下，该零件的长、宽、高相乘后体积最小的尺寸，为了减小遍寻的计算量，首先确定三维尺寸中最小尺寸后，以该尺寸为轴，以该尺寸为轴，以步长s度，遍寻另外两个面的最小投影面积，确定最小投影面积后，然后以面的法线方向为旋转轴，遍寻另外一个边的最小尺寸，从而将三维问题，转换为2个1维遍寻问题，进而大大节省的计算量；

10、s6：在线检查，基于3d打印的基本要求对零件进行逐一检查，检查内容包括水密性检查、尺寸检查、壁厚检查、空腔检查、数量检查；

11、壁厚计算：常规的有限元壁厚计算方法，会将零件的边角料误报，为了防止误报，增加了零件边角识别的算法：当零件边角出现锐角时，标记该边角，然后锐角顶边向内距离为l的区域，忽略出现壁厚不足的情况；

12、空腔识别：3d打印是可以制作空腔零件的，识别空腔零件可以更准确的报价，对于在计算体积过程中，出现负体积的模型，检测附近正体积模型，如有正体积模型完全包裹该负体积模型，即判定该负体积模型为该正体积模型的空腔，并且允许一个模型具有多个空腔；

13、尺寸检查：在已经计算出零件最小包络尺寸的情况下，通过三维尺寸中最大尺寸与3d打印机成型最大尺寸对比，第二尺寸与3d打印机第二尺寸对比，第三尺寸与3d打印机第三尺寸对比，如出现其中任意一项尺寸不满足要求，则判定尺寸不满足打印要求，并进行标记；

14、s7:3d显示检查结果，通过3d显示的方式对检查结果进行显示，3d显示允许客户进行旋转、平移、缩放等查看功能，

15、区域划分：对零件不合规的地方进行拆分，并将不同的问题，利用颜色进行标记，且对标注的颜色对应的问题进行解释；

16、s8：修改向导，针对有问题的检查项，为用户指出问题区域，并提供修改向导，

17、s9：完成在线检查，图纸在线检查作业完成，用户根据颜色以及修改向导对图纸进行修改，重新上传并再次进行检测。

18、所述s2中打印材料种类包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、所述s2中常用的3d文件的格式包括但不限于stl格式、stp格式、step格式、obj格式、igs格式、iges格式；

19、优选的，所述s2中打印材料种类包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料、陶瓷材料、彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖材料。。

20、本发明提供了一种3d打印零件在线检查方法，具备以下有益效果：

21、1、该3d打印零件在线检查方法，允许用户设计图纸后，自由选择材料，且系统自动确定所选打印材料的参数，并且对用户展示便于用户进行查看并选择合适的打印材料；上传3d文件后系统自动对文件进行识别，并且对文件进行网格划分及文件优化，从而计算零件的基本参数计算；采用最小包络尺寸计算算法，将三维问题，转换为2个1维遍寻问题，进而大大节省的计算量，提高了用户的使用体验；基于3d打印的基本要求对零件进行逐一检查，检查内容包括水密性检查、尺寸检查、壁厚检查、空腔检查、数量检查，检查后通过3d显示的方式对检查结果进行显示，3d显示允许客户进行旋转、平移、缩放等查看功能，对零件不合规的地方进行拆分，并将不同的问题，利用不同的颜色进行标记，且对标注的颜色对应的问题进行解释，针对有问题的检查项，为用户指出问题区域，并提供修改向导，使客户可在线上对产品设计文件进行检查，得到合格的3d打印零件设计文件，同时可以直观的了解所需材料的基本参数，为后续的加工提供支持，方便便捷，节约时间，效率更高。

技术特征：

1.一种3d打印零件在线检查方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种3d打印零件在线检查方法，其特征在于：所述s2中常用的3d文件的格式包括但不限于stl格式、stp格式、step格式、obj格式、igs格式、iges格式。

3.根据权利要求1所述的一种3d打印零件在线检查方法，其特征在于：所述s2中打印材料种类包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料、陶瓷材料、彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖材料。

技术总结
本发明公开了一种3D打印零件在线检查方法，涉及3D打印技术领域，包括以下步骤：S1:3D设计文件，用户通过三维建模设计软件设计所需的3D模型文件，并进行上传；用户选择合适的材料后，系统自动确定所选打印材料的参数；上传3D文件后系统自动对文件进行识别，并且对文件进行网格划分及文件优化，从而计算零件的基本参数计算；基于3D打印的基本要求对零件进行逐一检查，对零件不合规的地方进行拆分，并将不同的问题，利用颜色进行标记，且对相应的问题进行解释，针对有问题的检查项，为用户指出问题区域，并提供修改向导。

技术研发人员：李传国,王莉娟
受保护的技术使用者：合肥脑洞数字科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15