复杂模型的三维熔融沉积成型方法与流程

本发明涉及建筑施工，尤其涉及一种复杂模型的三维熔融沉积成型方法。

背景技术：

1、熔融沉积技术(fdm技术)是3d打印技术的一种，其原理是将热塑性材料(如abs、pla等)在高温喷头中热熔融化，然后喷头会沿着文件数据中描述的路径移动，同时将材料按一定速度挤出。挤出的材料在打印机的平台上凝固后，构成模型的“一层”，每完成一层，喷头就会抬升一定高度再继续完成下一层，直至模型打印完成。

2、3d打印的轨迹换层点即在轨迹规划节点设置每一层打印轨迹的结束点到下一层打印轨迹的开始点，目前常使用的轨迹换层点规划方式有两种，一是距离设置点最近的打印轨迹线上的某一点，二是该层打印轨迹的曲线折角点。

3、对于复杂模型来说，由于模型形状不规则，上述两种轨迹换层点的规划方案会导致轨迹换层点出现在模型正面的情况，在模型打印完成后轨迹换层点处会形成外观点凸起，导致复杂模型的正面外观存在瑕疵；并且，由于现有轨迹换层点规划方式对于不规则的模型来说，轨迹换层点位置不可控，会使材料在轨迹换层点连接处因薄弱而产生翘曲开裂的风险，影响模型的成型质量。

4、因此，亟需一种复杂模型的三维熔融沉积成型方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、基于以上问题，本发明的目的在于提供一种复杂模型的三维熔融沉积成型方法，能够更加自由的设置换层点的位置，最大限度地规避外观瑕疵问题，尽可能地降低翘曲开裂风险。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、提供一种复杂模型的三维熔融沉积成型方法，包括以下步骤：

4、s1、建立复杂模型的三维模型；

5、s2、在建立三维模型过程中，获取所述复杂模型的换层面的uv线；

6、s3、打印所述复杂模型：以所述复杂模型的换层面的v线上的多个点作为所述复杂模型打印轨迹的换层点，多个所述换层点与所述复杂模型的多层一一对应。

7、将复杂模型uv线中的v线上的点作为3d打印时的换层点，使得打印完成后的复杂模型每一层的换层点均位于v线上，即多个换层点构成了连续的一条线，能提高复杂模型成型后的外观质量，解决了复杂模型等大型构件打印过程中因换层点不统一导致外观瑕疵多的问题。并且，采用v线上的点作为换层点使得换层点的选取更自由灵活，尤其对于异形不规则的复杂模型来说，该三维熔融沉积成型方法能保证复杂模型的外观成型质量，尽可能地规避因换层点位置处的薄弱点导致的材料翘曲、开裂的问题，能提高复杂模型成型后的结构强度。

8、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，在步骤s3之前还包括以下步骤：

9、s301、进行模型切片工序：将所述复杂模型和对应的所述v线一起作为输入源输入切片程序中，以将所述复杂模型分割为多个切片，并将所述v线分割为多段，从每段所述v线上根据每片所述复杂模型的切片高度获取所述v线上对应的点，以获得所述复杂模型每一层的换层点。

10、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，所述复杂模型包括外轮廓，所述外轮廓在所述复杂模型切片后形成沿所述v线延伸方向依次层叠设置的多个第一轮廓线，多个所述第一轮廓线对应所述复杂模型的多层，每个所述第一轮廓线与所述v线的交叉点为所述复杂模型对应层的换层点，所述第一轮廓线为所述外轮廓的打印轨迹。

11、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，所述复杂模型还包括设置于所述外轮廓内的内部晶格，所述内部晶格包括沿所述v线延伸方向依次层叠设置的多个第二轮廓线，多个所述第二轮廓线与多个所述第一轮廓线一一对应，所述第二轮廓线为所述内部晶格的打印轨迹。

12、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，在步骤s301之后还包括以下步骤：

13、s302、获得所述复杂模型的打印轨迹：以所述第一轮廓线上的所述换层点为圆心作切割圆，所述切割圆与所述第二轮廓线至少部分相交叉，去除所述切割圆以内的所述第一轮廓线和所述第二轮廓线，以形成所述第一轮廓线和所述第二轮廓线的打印起点和打印终点；

14、将第n层所述第一轮廓线的打印终点、第n层所述第二轮廓线的打印起点、第n层所述第二轮廓线的打印终点以及第n+1层所述第一轮廓线的打印起点在所述第一轮廓线的换层点处对接，且该点为所述复杂模型第n层打印轨迹与第n+1层打印轨迹的换层点，以此类推，获得所述复杂模型每一层的打印轨迹，n≥1。

15、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，所述复杂模型包括多个模型段，每个所述模型段单独打印，打印完成后的多个所述模型段拼接形成所述复杂模型。

16、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，每个所述模型段的v线均作为相邻两段所述模型段拼接时的对位线。

17、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，在步骤s2中，所述uv线根据所述复杂模型的uv贴图轴获得。

18、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，在步骤s3中，所述v线位于所述复杂模型的非使用面。

19、作为本发明的复杂模型的三维熔融沉积成型方法的优选方案，所述非使用面包括所述复杂模型的底面或背面。

20、本发明的有益效果为：

21、本发明提供的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，将复杂模型换层面的uv线中的v线上的点作为3d打印时的换层点，使得打印完成后的复杂模型每一层的换层点均位于v线上，即多个换层点构成了连续的一条线，能提高复杂模型成型后的外观质量，解决了复杂模型等大型构件打印过程中因换层点不统一导致外观瑕疵多的问题。并且，采用v线上的点作为换层点使得换层点的选取更自由灵活，尤其对于异形不规则的复杂模型来说，该三维熔融沉积成型方法能保证复杂模型的外观成型质量，尽可能地规避因换层点位置处的薄弱点导致的材料翘曲、开裂的问题，能提高复杂模型成型后的结构强度。

技术特征：

1.复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，在步骤s3之前还包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，所述复杂模型包括外轮廓(11)，所述外轮廓(11)在所述复杂模型切片后形成沿所述v线(2)延伸方向依次层叠设置的多个第一轮廓线(111)，多个所述第一轮廓线(111)对应所述复杂模型的多层，每个所述第一轮廓线(111)与所述v线(2)的交叉点为所述复杂模型对应层的换层点(3)，所述第一轮廓线(111)为所述外轮廓(11)的打印轨迹。

4.根据权利要求3所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，所述复杂模型还包括设置于所述外轮廓(11)内的内部晶格(12)，所述内部晶格(12)包括沿所述v线(2)延伸方向依次层叠设置的多个第二轮廓线(121)，多个所述第二轮廓线(121)与多个所述第一轮廓线(111)一一对应，所述第二轮廓线(121)为所述内部晶格(12)的打印轨迹。

5.根据权利要求4所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，在步骤s301之后还包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，所述复杂模型包括多个模型段(1)，每个所述模型段(1)单独打印，打印完成后的多个所述模型段(1)拼接形成所述复杂模型。

7.根据权利要求6所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，每个所述模型段(1)的v线(2)均作为相邻两段所述模型段(1)拼接时的对位线。

8.根据权利要求1-7任一项所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，在步骤s2中，所述uv线根据所述复杂模型的uv贴图轴获得。

9.根据权利要求1-7任一项所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，在步骤s3中，所述v线(2)位于所述复杂模型的非使用面。

10.根据权利要求9所述的复杂模型的三维熔融沉积成型方法，其特征在于，所述非使用面包括所述复杂模型的底面或背面。

技术总结
本发明涉及建筑施工技术领域，公开一种复杂模型的三维熔融沉积成型方法，包括步骤：S1、建立复杂模型的三维模型；S2、获取复杂模型的换层面的UV线；S3、打印复杂模型：以换层面的V线上的多个点作为复杂模型打印轨迹的换层点。将V线上的点作为打印时的换层点，使得打印完成后的复杂模型每一层的换层点均位于V线上，即多个换层点构成了连续的一条线，能提高复杂模型成型后的外观质量，解决了复杂模型打印过程中因换层点不统一导致外观瑕疵多的问题。采用V线上的点作为换层点使得换层点的选取更自由灵活，尤其对于异形不规则的复杂模型来说，该三维熔融沉积成型方法能规避因换层点位置处的薄弱点导致的材料翘曲、开裂的问题。

技术研发人员：周鸣,陈晓明,陆承麟,王旭,贾宝荣,周锋,李冀清,蒋玲玲,沈佳青
受保护的技术使用者：上海市机械施工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25