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第8期 N O. 8

计算机工程与设计 Co p tr gn eiga dD ein m u e En ie r n sg n

20年 4 08月 Ap .2 0 r 0 8

快速成型系统中自适应的直接切片算法的研究 马巧梅朱林泉， (.中北大学电子与计算机科学技术学院，山西太原 0 0 5; 1 30 1 2 .中北大学信息与通信工程学院，山西太原 0 0 5 ) 301 摘要：了解决 C为 AD模型转换成 S L型时出现误差、匀切片时加工时间和表面质量难以协调的问题，出了自适应的 T模均提

直接切片算法。该算法调用商用软件中切片函数对模型直接切片，片厚度选择采用自适应切片方法。首先求出能够表示切模型垂直方向轮廓变化情况的参考曲线，然后在切片时根据参考曲线上各点处切线确定在该处的切片厚度。使用该算法避免了用三角面片逼近 C D模型时的误差，而且根据参考曲线上点的切线决定切片的厚度，不需要试切， A在保证模型表面精 度的同时提高了成型效率。

关键词：快速成型；直接切片；自适应算法；切线；参考曲线 中图法分类号： P 9 T31文献标识码： A文章编号：0 072 (08 0-0 50 10 -0 4 2 0) 82 7 -3

Re e rh o d p i edr c l i g ag r h i a i r t tp n y tm s ac n a a t i t i n l o i m r p dp o oy i gs se v e sc t n MA a— i Z Qiome . HU i—u n Ln q a 2 (.S h o f e￣ c l dCo ue ce c n eh oo y 1 c o l Elc ia mp tr in ea dT c n lg,No t ies yo C ia ay a 3 0 1 hn; o n a S r Unv ri f hn,T iu 0 0 5,C ia h t n

2 Sh o o fr t nadC mmu i t nE g er g N r nvri f h a a u n 3 0 hn ) . c o l fnomai o I o n nc i n i ei, ot U ies o i,T i a 0 5,C ia ao n n h y t C n y 0 1 Ab t a t Daa e r rma e c e t d fo CAD d l o S o e . I a d t a eo e

ai g t f n f r l i g c o d n t sr c: t ro y b r a e m r mo e TL m d 1 ti h r t h p r t i o i m si n o r i a e t s h t n me u o c wi u f c u l y I r e or s l et e e s lto s a d p i e dr c l i g a g rt m r p s d T ea g rt m al l i g h t s ra e q ai . n o d rt e o v s o u i n, n a a t ie tsi n l o i t h v c h i p o o e . h lo i s h c l si n s c fnci no c mme c a o t r et ie t l et e o e . T esii g t ik e s s a ib e T eag r h f sl ee i e f r n e u t f o o r i l fwa d r c l s c d 1 h l n c n s ra l . h l o i m r t d t r n s e e e c s o y i h m c h iv t i y m r

c r e a a x r s ria u l ec a g f h d l n dt e ee t l i g t ik e sa c r i gt g n f o n si f r n e u v s t n e p es h t C vet l t n h c o i n eo t emo e, a n s lc i n c h sc h n s c o d n t e t p i t n r e e c oa n o e c r e . T i l o i a v i ro a r ae e i n l a e s p r x mae AD o e. I d i o, sii g t ik e si u v s h s g r h C a o d e r h t sc e t dwh n t a g ef c t p o i t sC a t m n t i r a m d 1 n a dt n i ln c c h n s s d c d db g n f o n si ee e c u v s n e d’ r l e T i l o i a s ep e iin o mo e r a e de h c e i e yt e t p i t nr f r n ec r e dn e nt yt si . h s g rt C i￣ r cso f n a o a t o c a m h n n d l u f c n a e s n a n mo e i g e ce c eme me d l f in y i t a t . n i n

h n i Ke r s r p dp o oy i g dr c l i g a a t ea g r h; t g n; r f r n ec r e y wo d: a i r t t p n; ie t i n; d p i l o i sc v t m n a e t e e e c u v

0引言 快速成型技术…认为是制造史上一次重大的突破，采被它用离散/积原理，在计算机的控制下由 C D模型直接制造堆 A三维实体。 目前，多数快速成型制造系统中，D的 C大 3 AD模型首先要转换为 S L模型，后再对转换后的 S L模型进行切片处 T然 T理，后快速成型机再根据切片处理的数据采用叠层制造原最理生成模型实体。

11均匀切片方法的缺陷 . 在对 C AD模型切片得到数据后，快速成型机就获得了 在 z轴方向不同截面的几何平面图形。由快速成型工艺可知，实际加工过程中，际上是以各层截面图形为底、度在实高为切片厚度的一个个柱体依次叠加，形成一个三维立体 (如 图 1示)所。

均匀切片方法算法简单，问题也很明显。当切片厚度但选择较大时，工时间相对短，零件表面质量低，梯现象 加但阶明显；之，果切片厚度选择较小时，零件表面质量高， 反如则但加工时间较长。且，而同样的切片厚度，零件表面的轮廓变 当化情况不同时得出的零件表面质量不同 (图 2所示 )如。从图 2中可以看出，件表面的质量和零件轮廓的变化有关，轮零在廓截面变化大的地方，件表面阶梯现象严重、差大。对 零误针这一问题，目前常用的解决方法是变层厚技术，即自适应切

1传统方法的缺陷 在传统工艺的快速成型制造中，片方法的选择和切片切

厚度的选择都是影响成型精度的关键因素，如何尽可能地减 少误差、高精度是目前许多学者致力解决的问题。提 收稿日期：2 0 -02 07 1-6 E. r ma:ma i me@n ceuc l qa i u . . o d n

基金项目：山西省青年科技研究基金项目 (0 6 20 6;中北大学校青年基金项目 ( 0) 2 0 0 1 0) 2 6。 0 作者简介：马巧梅 (9 9,女，山西

灵石人，博士研究生，讲师，研究方向为计算机应用、光电测量技术；朱林泉 (9 6 ) 1 6一) 14 -,男，江苏人教授，博士生导师，研究方向为光电测量技术、激光应用技术。 -——

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