[发明专利]一种基于Hilbert曲线改进的3D打印路径填充方法

权利要求书

1.一种基于Hilbert曲线改进的3D打印路径填充方法，其具体步骤如下：

(1)绘制一条Hilbert曲线，将其各个控制点的坐标保存；

(2)将控制点的坐标进行三次B样条曲线拟合，将拟合好的曲线进行插值光滑，将光滑后的曲线所有控制点坐标保存；其中三次B样条曲线拟合方法如下：

n次B样条曲线的参数表达式为：

式中P_i为给定的n+1个控制点P_i(i＝0，1,0,..n)的坐标，F_i，n(t)为n次B样条曲线的基函数，其形式为：

其中

而三次B样条曲线的基函数为：

其中表示阶乘，即上式写为：

(3)利用步骤(2)中所有控制点绘制优化后的Hilbert曲线，并对曲线长度进行计算，并进行3D仿真打印，计算打印时各方向电机的转向情况；

(4)将使用三次B样条插值拟合Hilbert曲线的方法写入到3D打印切片软件silc3r中，使用silc3r对模型进行路径填充及切片处理，最后导出为G-code代码，使用3D打印机进行打印。

2.如权利要求1所述的一种基于Hilbert曲线改进的3D打印路径填充方法，其特征在于：步骤(2)中所述三次B样条曲线拟合方法，具体步骤为:以曲线的控制点的坐标为输入，首先指定每一个样条曲线内插入点的个数，然后将其平滑到B样条曲线上，不增加点的数目；将其平滑到B样条曲线上需要首先将折线两端点换成延长线上的两点，然后分别对第一段，最后一段和中间段进行平滑，会将所有点的坐标替换成新的平滑点的坐标；平滑到B样条曲线后，对其进行三次B样条拟合，计算需要插入的总点数，将延长线上的两点加入作为首点和尾点，对每条线段均匀插入点，即得到了所有的新的数据点。

3.如权利要求2所述的一种基于Hilbert曲线改进的3D打印路径填充方法，其特征在于：步骤(3)中的3D仿真打印的具体步骤为：利用所求新的数据点进行Hilbert曲线的绘制，完成后计算曲线的长度；仿真3D打印机的喷头移动，输入一个喷头运行的速度，进而计算喷头在相邻两个样本点打印所需时间，最后求得打印时在相邻两样本点间x轴方向和y轴方向的运行速度，从而判断其打印时喷头是否停止。

4.如权利要求1所述的一种基于Hilbert曲线改进的3D打印路径填充方法，其特征在于：步骤(2)中的三次B样条曲线拟合是在Visual Studio C++中进行。

5.如权利要求1所述的一种基于Hilbert曲线改进的3D打印路径填充方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(3)中所述Hilbert曲线的绘制是在MATLAB 中进行。

6.如权利要求1所述的一种基于Hilbert曲线改进的3D打印路径填充方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)中的控制点的坐标均保存为txt文本文件。