一种基于伞形搜索的树形支撑结构生成算法.doc

一种基于伞形搜索的树形支撑结构生成算法.doc:..一种基于伞形搜索的树形支撑结构生成算法王燕宁张李超rnsft史玉升华中科技大学材料学院材料成形与模具技术国家重点实验室广东技术师范学院摘要:和比目前成熟的支撑结构,树形支撑结构更节省材料,但其结构复杂多变。一种最优的树形支撑结构生成算法难度至少为NP难度。对此,提出一种基于伞形搜索的树形支撑结构生成算法。通过伞形搜索算法快速求解满足临界倾角约束条件的支撑节点,采用贪心算法和迭代的思路逼近最优解。同时,在生成树形支撑结构过程中用体素法对树形枝干与制件实体进行干涉判断,避免支撑与实体干涉,保证支撑结构的合理性。对比商用软件Meshmixer,所提算法在生成树形支撑结构的合理性及算法生成时间上具有一定优势,且能处理带凸台结构复杂模型的支撑结构问题。关键词:3D打印;树形支撑结构;临界倾角约束;伞形搜索;体素化;作者简介:王燕宁(1993-),女,湖北武汉人,华中科技大学硕士研究生,研究方向:3D打印、支撑结构;E-mail:1804575498@;作者简介:张李超(1975-),男,湖北武汉人,副教授,博士,硕士生导师,研宄方向:快速成形及软件架构,通信作者;E-mail:clcganttcac@;作者简介:陈森昌(1963-),男,陕西西乡人,副教授,博士,研究方向:增材制造技术,再制造技术;E-mail:1299676191@;作者简介:胡汉伟(1992-),男,湖北广水人,硕士研究生,研究方向:CAD/CAM;E-mail:765599760@;作者简介:史玉升(1962-),男,宁夏西吉人,教授,博士生导师,研宂方向:快速成形技术,E-mail:******@.。收稿日期:2017-06-20基金:国家863计划资助项目(2015AA042505)eneratingTree-likeSupportingStructurebasedonUmbrella-shapeSearchWANGYanningZHANGLichaoCHENSenchangHUHanweiSHIYushengStateKeyLaboratoryofMaterialsProcessingandDie&MouldTechnology,SchoolofMaterialScienceandEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology;ormalUniversity;paredtothecurrentmaturesupportstructure,thetree-likesupportstructuresavesmaterial,--likesupportstructuregenerationalgorithmbasedonumbrella-,,intheprocessofgeneratingthetree-likesupportstructure,thevoxelmethodwasusedtojudgetherelationshipbetweenthetreebranchesandtheparts,mercialsoftwareMeshmixer,theproposedalgorithmhassomeadvantagesingeneratingthetree-likesupportstructureandthegenerationtimeofthealgorithm,:3Dprinting;tree-likesupportingstructure;criticalangleconstraint;umbrella-shapesearch;voxelization;Received:2017-06-200引言由于3D打印采用截面逐层堆叠方式来构建物体,因此对于一些3D打印工艺,如熔融沉职型FDM(FusedDepositionMod