[发明专利]一种基于环形邻域参照轮廓线的网格模型自适应分层方法

摘要

本发明公开了一种基于环形邻域参照轮廓线的网格模型自适应分层方法。确定分层最大和最小层厚及残余高度精度值，顶点环形邻域面片阶数可调，从模型网格顶点选取构建参照轮廓线的初始顶点，从初始顶点递归遍历获高斯曲率最大值顶点，多准则拟合所有高斯曲率最值顶点获得环形邻域参照轮廓线，依据沿分层方向的非单调形态变化率，自下而上逐层自适应设定网格模型分层层厚，对各层厚进行残余高度分析，重复步骤获得多条参照轮廓线的各层厚，迭代加权获得最终各层厚，确定各分层切片平面位置进行切片。本发明方法能多维度表征网格模型内外表面形态，提高了自适应分层切片的精度，有助于实现内外表面形态急剧变化的几何网格模型的高精度分层切片。

主权项

1.一种基于环形邻域参照轮廓线的网格模型自适应分层方法，其步骤如下：第一步：求解几何网格模型的凸包围盒，并根据网格模型的表面形态和精度要求确定分层方向；第二步：根据增材制造工艺参数，确定最大和最小分层厚度d_min、d_max以及残余高度精度值δ^*；第三步：设定顶点的环形邻域面片阶数m，从模型沿打印方向坐标，即Z向坐标最低的网格顶点集合选取用于构建环形邻域参照轮廓线的初始顶点，遍历初始顶点m阶环形邻域面片内高斯曲率最大的网格顶点为高斯曲率最值顶点并记录；第四步：递归遍历执行第三步，获取高斯曲率最值顶点并记录，直至遍历到模型凸包围盒z坐标最高点；第五步：将初始顶点和所有高斯曲率最值顶点多准则拟合成一条环形邻域参照轮廓线C；第六步：根据环形邻域参照轮廓线C沿分层方向的形态变化率，从网格模型最低处开始向上逐层自适应设定分层层厚，对分层层厚进行残余高度分析，若满足要求，保留分层结果，执行下一步；若不满足要求，增大顶点的环形邻域面片阶数m，返回到第三步重新进行步骤三～步骤六，直到满足要求；第七步：根据网格模型的表面形态特征，可重复上述步骤三～步骤六重新选取用于构建环形邻域参照轮廓线的初始顶点，获取多条环形邻域参照轮廓线C，得到不同的分层层厚；第八步：将上述步骤七中依据各条环形邻域参照轮廓线得到的分层层厚进行迭代加权优化，得到网格模型最终分层层厚，由分层层厚确定各切片平面的位置，构建切片平面；第九步：求取各切片平面与网格模型的相交面片，再求取各切片平面与网格模型的分层轮廓线，从而得到网格模型全部分层轮廓线，完成网格模型的自适应分层；所述的环形邻域参照轮廓线是指通过递归遍历网格顶点的环形邻域面片内的高斯曲率最值顶点，再由所有高斯曲率最值顶点多准则拟合成的能够表征网格模型表面形态特征轮廓的空间参照曲线。