杭州電子科技大學;北京空間飛行器總體設計部徐崗獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉杭州電子科技大學;北京空間飛行器總體設計部申請的專利一種基于保特征偏移計算的可變厚度3D打印模型生成方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116811251B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211734075.3,技術領域涉及:B29C64/386;該發明授權一種基于保特征偏移計算的可變厚度3D打印模型生成方法是由徐崗;曹弘逸;張嘯雨;許金蘭;周浩;吳海燕;譚滄海設計研發完成,并于2022-12-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于保特征偏移計算的可變厚度3D打印模型生成方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于保特征偏移計算的可變厚度3D打印模型生成方法,本發明首先讀取OBJ網格格式表示的三角網格和每個面片的偏移量,并通過二次規劃求面片理想偏移位置。其次求每個面片偏移的覆蓋區域,bfs方法動態建立格子,并進行第一次生成面片的篩選,刪除必定不可能為最后需要生成的面片。然后將剩下的面片處在格子外的部分裁去,并進行第二次生成面片的篩選,判斷是否為需要生成的面片。最后進行第三次生成面片的篩選,判斷該面片的中點是否在初始網格的外部,構建需要生成的面片列表,并建立拓撲結構建立與重新網格化。本發明則具備良好的并行性,運行時間較短,生成的網格無自交,網格密度適中,尖銳特征良好保持。
本發明授權一種基于保特征偏移計算的可變厚度3D打印模型生成方法在權利要求書中公布了:1.一種基于保特征偏移計算的可變厚度3D打印模型生成方法,其特征在于,包括如下具體步驟: S1、讀取OBJ網格格式表示的三角網格和每個面片的偏移量:將網格的OBJ文件和標記每個面片理想偏移量的信息,讀入到用于存儲網格的數據結構中,得到初始網格,并將初始網格的所有面片構造初始網格面片的AABB樹; S2、二次規劃求面片理想偏移位置:通過求解二次規劃計算出每一個初始網格頂點的理想偏移位置; S3、求每個面片偏移的覆蓋區域Fi,對于每一個面片的偏移生成六個四面體,通過雙向射線求交運算計算每一個面片的覆蓋區域Fi,該覆蓋區域的包圍面片為Pij,并根據該覆蓋區域Fi的所有面片構造AABB樹; S4、bfs方法動態建立格子:通過bfs方法進行搜索,快速確定每個面片偏移形成的覆蓋區域Fi涉及哪些格子; 如果搜索到涉及的格子存在,就將覆蓋區域Fi加入到該格子的列表中,如果格子不存在就在此處構建格子并將覆蓋區域Fi加入到該格子的列表中; S5、第一次生成面片的篩選:在S4中有多個覆蓋區域Fi被記錄在每個格子的列表上,對于覆蓋區域的每一個Pij,判斷其狀態是否完全在另外一個覆蓋區域中,若其在,則刪除該面片,否則保留該面片; S6、切割,將S5中保留的面片處在格子外的部分裁去:把面片與格子進行相交后,形成的多邊形的頂點記為V,將V投影到二維空間下進行二維德勞內三角化成若干個三角形面片記做Sijk集合,將所有S5保留的面片兩兩求交線運算,并將求得的交線的投影與對應的二維德勞內三角化的Sijk集合的面片,通過bsp方法進行細分;將細分后得到的若干個三角形面片計算回三維空間記為Bijk; S7、第二次生成面片的篩選:針對所有Bijk幾何中心點,遍歷該格子的每一個覆蓋區域對應的S3中獲得的AABB樹,判斷其是否在任意一個覆蓋區域中,若是則面片的狀態為內部;若為否,則該面片狀態為邊界,將該面片加入到備選生成列表中; S8、第三次生成面片的篩選:當初始網格為流形網格時,對于備選生成列表中的面片,通過S1中初始網格面片的AABB樹的雙向射線探測求交,判斷該面片的幾何中心點是否在初始網格的外部,若為否,則將該面片加入該格子要生成的面片列表; S9、拓撲結構建立:對于每一個格子內通過S8篩選之后的剩下的面片,使用頂點合并與邊分裂的策略生成局部網格; 對于相鄰格子的鄰接面上,同樣使用頂點合并與邊分裂的策略生成網格; 所述頂點合并為,將距離小于趨于0一個極小值的兩個點進行合并; 所述邊分裂為,對于一個點和一條邊的距離小于一個趨于0的極小值的情況,將該邊在該點的位置處分裂,并且分裂后的形成的點與該點合并,然后調整拓撲關系; S10、重新網格化:對S9的生成網格進行重新網格化提高質量。
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