[发明专利]一种基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法

权利要求书

1.一种基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，包括：

在三维制图软件中设计熔模铸件的几何模型，导出三角面网格格式的STL文件，计算所有节点的法向量；

用型壳的面网格代替实际型壳实体，计算出型壳所有节点主曲率极大值并获取对应的型壳厚度，构建曲率和厚度之间的函数关系；

将所述函数关系应用到新的铸件上，计算铸件表面点云法向量，并确定型壳所有节点在法向量方向偏移距离T后的节点坐标，获得型壳外表面的点云；

将铸件的网格节点作为型壳内表面，结合型壳外表面的点云，采用delaunay三角剖分方法获得熔模铸件的三维实体网格。

2.根据权利要求1所述的基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，所述用型壳的面网格代替实际型壳实体，包括：根据三角面网格格式的STL文件，在ProCAST软件中生成型壳，提取出型壳的三角面网格代替实际型壳。

3.根据权利要求1所述的基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，所述用型壳的面网格代替实际型壳实体，包括：利用三维扫描仪测量获得型壳内外表面的点云，并划分面网格。

4.根据权利要求1所述的基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，所述计算出型壳所有节点主曲率极大值并获取对应的型壳厚度，其中：主曲率极大值的计算公式为k＝y”/[(1+(y')^2)^(3/2)]，其中，k为主曲率极大值，y'、y分别为函数y对x的一阶和二阶导数。

5.根据权利要求1所述的基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，所述计算出型壳所有节点主曲率极大值并获取对应的型壳厚度，其中：型壳厚度计算按以下步骤进行：

提取出铸件表面的STL文件和型壳整体的STL文件；

根据所述铸件表面的STL文件和所述型壳整体的STL文件，采用最近邻算法计算所用型壳节点到铸件表面最近点的距离；

将所述距离投影到对应点的法向量上，即为该点的型壳厚度。

6.根据权利要求1所述的基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，所述构建曲率和厚度之间的函数关系，其中：主曲率极大值和厚度之间的函数关系为：T＝21.64k^2-9.435k+5.78。

7.根据权利要求1所述的基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，所述确定型壳所有节点在法向量方向偏移距离T后的节点坐标，其中：型壳节点坐标偏移的计算公式为：

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，所述在三维制图软件中设计熔模铸件的几何模型，其中：所述几何模型用于曲率和厚度函数的拟合，所述几何模型包括不同曲率的凹面和凸面，曲率用高斯曲率或平均曲率做函数拟合。

9.根据权利要求1-7任一项所述的基于曲率法的熔模铸件型壳三维实体网格生成方法，其特征在于，所述型壳三维实体网格按照实际工艺分多层逐步生成。