[发明专利]一种“S”型贴壁填充的连续路径生成方法

权利要求书

1.一种“S”型贴壁填充的连续路径生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将STL模型输入切片软件，得到模型的切片轮廓文件；

步骤二：计算模型的包络盒AABB_3D，设定壁厚S、壁走线次数N、填充密度D；

步骤三：指定两个提升点LPT1(x1,y1)与LPT2(x2,y2)，分别生成裁剪线段C_seg1与C_seg2；

步骤四：生成剪裁矩形系列F_rect，每个剪裁矩形的四个顶点按指定顺序排列；

步骤五：对每一层轮廓，分别获得外壁的连续打印路径以及内壁“S”型填充路径，并将外壁与内壁路径合并；

其中，对于偶数层轮廓：

所述外壁的连续打印路径的执行步骤如下：

(1)对该轮廓进行偏置运算，获得偏置路径Spaths，并统一轮廓方向；

(2)将偏置路径Spaths中的每个轮廓与裁剪线段C_seg1求交，得到与交线的交点，并将与提升点LPT1最近的交点作为轮廓的起始点Pstart，进行轮廓的数据点重新排序；

(3)遍历偏置路径Spaths，将第i个轮廓的终点与第i+1个轮廓的起点进行首尾的线段连接，获得外壁的连续打印路径；

所述内壁“S”型填充路径的执行步骤如下：

(1)将原始轮廓按照偏置距离(N+1)×S进行偏置，将剪裁矩形系列F_rect与偏置后的轮廓求交，得到多个裁剪轮廓；

(2)调整轮廓方向，使之与对应剪裁矩形方向相同；

(3)对于每个裁剪轮廓，计算轮廓中与对应剪裁矩形中第1点最近的点作为裁剪轮廓起点；计算轮廓中与对应剪裁矩形中第3点最近的点作为轮廓终点；

(4)将调整后的裁剪轮廓按顺序连接，获得“S”型贴壁填充路径；

其中，对于奇数层轮廓：

所述外壁的连续打印路径的执行步骤如下：

(1)对该轮廓进行偏置运算，获得偏置路径Spaths，并统一轮廓方向；

(2)将偏置路径Spaths中的每个轮廓与裁剪线段C_seg2求交，得到与交线的交点，并将与提升点LPT2最近的交点作为轮廓的起始点Pstart，进行轮廓的数据点重新排序；

(3)遍历偏置路径Spaths，将第i个轮廓的终点与第i+1个轮廓的起点进行首尾的线段连接，获得外壁的连续打印路径；

所述内壁“S”型填充路径的执行步骤如下：按照偶数层轮廓内壁“S”型填充方法获得贴壁填充路径，将该路径取反，获得反向的“S”型填充路径作为奇数层填充路径；

步骤六：遍历每一层轮廓，连接第i层轮廓终点与第i+1层轮廓起点，获得整体打印路径。

2.根据权利要求1所述的“S”型贴壁填充的连续路径生成方法，其特征在于，步骤二中，模型的包络盒为矩形包络盒，通过遍历切片文件或者数据中的点得到包络盒最小值点min3D(Xmin,Ymin,Zmin)，最大值点max3D(Xmax,Ymax,Zmax)，它们组成包络盒AABB_3D。

3.根据权利要求2所述的“S”型贴壁填充的连续路径生成方法，其特征在于，步骤三中，所述裁剪线段生成的步骤如下：

(1)将模型的包络盒AABB_3D在XOY平面投影，判断包络盒长边方向：若(Ymax-Ymin)(Xmax-Xmin),则长边方向定义为Y方向；反之，长边方向为X方向；

(2)从投影后的包络盒AABB_3D的轮廓上的长边上选取两点，作为提升点LPT1(x1,y1)与LPT2(x2,y2)；

(3)根据长边方向，分别利用提升点LPT1与提升点LPT2生成裁剪线段C_seg1和C_seg2:若长边方向为Y方向，裁剪线段C_seg1的两个端点分别为(Xmin,y1),(Xmax,y1)，裁剪线段C_seg2的两个端点分别为(Xmin,y2),(Xmax,y2)；若长边方向为X方向，裁剪线段C_seg2的两个端点分别为(x1,Ymin),(x1,Ymax)，裁剪线段C_seg2的两个端点分别为(x2,Ymin),(x2,Ymax)。