快速成形技术中基于切片轮廓信息的自适应分层算法

快速成形的成形精度和速度往往是一对矛盾体 ,自适应分层方法是解决这一矛盾很好的方法之一。本文通过分析和比较切片轮廓信息 ,提出了一种简单而实用的适用于STL及PIC文件格式的自适应分层方法 ,并介绍了该自适应分层的算法。该方法在保证制件成形精度的前提下能极大地提高制件的成形速度     

基于散乱点云模型的自适应分层方法研究

针对在分层过程中,如何调节分层效率与成型精度之间矛盾的问题,通过对现有分层算法,分层过程中初始分层厚度确定、数据精简及轮廓线拟合等方法的研究,提出了一种基于点云距离变化的自适应分层算法。基于散乱点云模型,通过计算每层切片中各线段与最近点的距离,筛选出了距离的最大值;计算了相邻两层之间最大距离的变化率,然后与设定的阈值进行了比较,自动地调整了分层厚度;经过对斗齿点云模型的分层实验,验证了算法的有效性。实验结果表明:该算法能够在一定程度上平衡分层效率和成型精度之间的关系,并且适应于高精度、型面较复杂模型的分层。     

3D打印制件外轮廓线的自适应分层算法研究

针对3D打印三维模型直接转换成STL文件进行切片分层处理过程中,存在模型表面信息缺失、打印精度不高等问题,提出了面向3D打印制件外轮廓线的自适应分层算法。该算法利用Z轴方向特征曲线的方法得到打印制件外轮廓曲线,采用微元思想对模型分段处理,确定打印方向与外轮廓切线夹角的关系,运用概率统计、叠加求和等数学理论求出每一层切片的自适应分层方法。通过实例打印表明,该算法减少了转换成STL文件时的信息缺失,提高了3D打印的精度与效率。     

基于SLM的多内腔结构件自适应分层算法优化

SLM成形多内腔结构件时,分层算法的有效性会直接影响零件的成形精度与加工效率。因此,通过对多内腔结构零件的特征分析,提出了该类结构特征的两个判别式,并基于面积偏差比值的自适应分层算法进行了优化,有效解决了该算法无法识别切片面积变化率为零的问题,并设计了相关实验方案。经过实验验证的结果表明该优化算法在保证打印精度的前提下,大大提高了分层打印的效率。     

增材制造技术中的自适应分层研究

增材制造技术是一种先进的智能化制造技术,分析了其"分层—叠加"的制造原理,其制造过程中必然会存在原理性误差,即"阶梯效应";通过对制造过程的几何分析,建立了表示原理性误差的理论公式,该公式具有普遍适用性;分析了原理性误差与其影响因素—三维模型表面的法向方向、曲率、分层厚度之间的相互关系,为分层提供了理论依据;提出了一种基于三维模型表面几何特征直接对三维模型进行自适应分层的算法,该算法根据三维模型表面的曲率、法向方向以及给定的精度要求来自动的调整分层厚度;并对该算法进行了实验分析,结果表明,该算法满足自适应分层的要求。     

熔融沉积成型中对自适应分层方法的改进及实验研究

目前,熔融沉积成型技术中提出了各种自适应分层算法来改善成型效率和成型精度无法兼顾的缺点。其中,基于STL模型三角面片法向量的自适应分层算法存在以下问题:如果三角面片法向量与分层方向间的夹角过大或过小,这一算法无法实现层厚随着法向量与分层方向之间夹角的变化而自适应变化。为此,本文应用归一化的方法对其进行改进,将模型等厚分层后再根据归一化的原理确定每一层的自适应层厚值;其次基于MATLAB对这一自适应分层算法及其改进算法进行仿真;最后在熔融沉积实验平台上对其进行实验验证。实验结果表明,相对于原始算法,改进算法的自适应分层效果显著提高,且零件成型效率上升了22%,成型精度上升了29%,切实有效。     

RE/RP集成系统中基于STL的精确分层方法

为克服STL网格化文件存在容易丢失精度等固有缺陷,提出基于STL的精确自适应分层系列算法,从提高分层截面的轮廓曲线精度出发,同时考虑到后续数控插补的适应性,采用曲率连续的适应性强的Clothoid曲线拟合算法,重构曲线轮廓并得到拟合加工点;同时在自适应分层中采用垂直轮廓参考曲线上点的切线角决定切片的厚度,有效提高了切片精度和效率,最后采用熔融沉积成形系统进行快速成形验证。结果表明,该方法有效减小了原有的STL格式文件的固有误差,提高了快速成形制件的加工表面质量和效率。     

基于3D CAD模型表面Z向特征曲线的自适应分层方法

为提高快速成形中3D CAD模型的分层效率和分层精度,定义了模型表面Z向特征曲线的概念及提取原则,建立了模型表面几何特征到层厚的直接映射关系,提出一种基于模型表面多处兴趣特征的快速自适应分层算法。该算法利用Z向特征曲线提取CAD模型表面的兴趣特征,通过特征曲线几何特征到层厚的直接映射关系快速确定分层点处的适应性层厚,整个层厚计算过程不存在冗余计算。结果表明,该算法能够高效地计算复杂形状3D模型在分层点处的最优层厚,实现3D模型的快速自适应分层。     

自适应粒子群优化支持向量回归的工程系统可靠性预测

针对可靠性预测精度低的问题提出了一种支持向量机回归预测模型。在可靠性预测过程中，开发了一种结合正弦映射和自适应策略来更新惯性权重的自适应粒子群优化算法，通过增强算法的局部挖掘能力与全局搜索能力，在一定程度上提高了粒子群算法的精度和收敛效率。基于8种测试基准函数将提出的算法与其他粒子群算法进行比较验证，结果表明，提出的自适应粒子群算法相比于其他算法具有更好的搜索能力。在此基础上，提出了一种新的自适应粒子群优化-支持向量机回归混合可靠性预测模型，对支持向量机回归的参数进行调整并预测涡轮增压器和工业机器人系统的可靠性，结果表明该混合模型在可靠性预测方面可达到实际工程精度要求。     

快速成型中保留模型特征的分层算法研究

在快速成型领域,一般分层算法不考虑模型特征,这可能会导致一些重要特征的丢失或偏移。针对此问题,在充分研究现有分层算法的基础上,提出一种保留模型特征的分层算法。该分层算法首先对STL模型三角面片进行预处理排序,然后以自适应分层算法确定分层厚度,最后对特征进行识别,针对不同特征进行不同处理来调整分层厚度,使分层厚度考虑到加工层厚引起的误差,从而可以保证成型件特征位置的准确。通过实验验证,该分层算法可以精确地识别特征,合理地确定分层厚度,具有一定的参考价值。     

AutoCAD环境下直接适应性切片方法及实现

数据分层处理是快速成型技术的核心.适应性分层可以有效解决快速成型中成形精度和速度之间的矛盾.利用AutoCAD二次开发技术,通过比较相邻层片截面的面积确定切片厚度,提出了一种基于CAD模型的直接适应性切片方法,并对该方法进行了实现,同时与定层厚切片方法进行了比较,最后给出了分层实例并对结果进行了分析.     

UG环境下直接适应性切片方法

适应性分层是解决快速成型的成型精度和成型速度这一对矛盾体的最好方法之一.文中利用了UG二次开发技术,通过比较切片的轮廓数目和面积来综合判断层厚,提出了一种基于CAD模型的直接适应性切片方法.针对算法中的关键问题,进行了深入探讨.最后给出了分层实例,并对结果进行了分析.     

一种提高快速成形系统精度的新切片算法

现有快速成型系统的切片规则不能保证整个原型件的单侧公差,从而影响了快速成型系统的成型精度。本文研究了一种基于STL文件几何信息切片的新规则,通过计算零件法矢量与快速成型加工方向的点积来选择合适的切片方法。实验证明:与传统切片规则相比,这种新切片规则有效地提高了快速成型系统、尤其是应用等厚度切片的快速成型系统的成型精度。     

电容层析成像中图像重建算法评述

电容传感器具有非侵入、响应快、低成本、测量范围宽及易于安装等特点,在多相流在线检测中具有良好的发展前景。 电容层析成像中图像的重建算法与技术,是其在工业实际中得以应用的关键。近年来在图像重建方面的研究取得了较大的进 展,Tikhonov正则法,基于LBP迭代法、Landweber迭代法、同步迭代法及神经元网络法等对图像重建精度比LBP方法都有 了明显的提高,但其重建速度有待于进一步提高以适应在线应用。     

基于CNC的自适应直接分层制造方法研究

将RP技术的增材制造理念与数控铣削加工技术相结合,提出了基于CNC机床的金属零件分层制造方法。为解决等厚分层方法存在的缺陷,提出了基于相邻层面积变化比率和轮廓法向矢量的自适应直接分层算法,并在Pro/E软件平台上,利用Pro/TOOLKIT进行了系统的开发。该方法采用定厚板材作为造型材料,在等厚分层的基础上对分层板进行自适应分层切削,有利于保证成型精度和提高成型效率,为复杂形面功能零件的快速成型制造提供了一种有效的方法。     

快速成型技术中分层算法的研究与进展

根据对零件制造精度和效率的关注程度的不同,开发出了多种分层算法.在同等加工时间的情况下,根据加工精度的不同,将这些分层算法分为等层厚分层算法和适应性分层算法两类.通过对STL模型、原始CAD模型和点云数据的分析,讨论了两类分层算法的研究和发展,然后介绍了斜边分层算法和曲面分层算法等先进分层算法的原理和成果,最后讨论了快速成型分层算法的研究方向和趋势.     

基于UG/OPEN GRIP的机器人堆焊路径规划

通过UniGraphics二次开发平台UG/OPEN GRIP实现切片和路径规划算法,完成UG模型的切片、路径规划的自动生成.对机器人代码生成系统进行了介绍,并将RP技术与熔焊技术相结合,利用UG二次开发对三维实体进行直接适应性切片,提高了切片的速度,克服了传统切片方法由于采用三角形面片逼近三维物体模型所引起的精度不高的问题.另外,针对不同的零件类型采取不同的路径规划方法,形成连续运动路径,从而不同程度地提高了成型效率和零件的成形质量.     

圆柱齿轮剐齿技术发展

剐齿技术是针对现有齿轮加工的局限而发展起来的新型圆柱齿轮加工技术,在小模数非贯通内齿轮的加工方面有明显优势。与传统的滚齿和插齿齿轮加工方法相比,剐齿技术采用干式、断续和微量切削,具有高速、高效、高精度及更环保等优点。本文详细介绍了剐齿概念、剐齿加工运动模型及国内外研究现状,指出了剐齿技术的发展方向。     

快速成形领域中的直接切片研究

对比了直接切片文件与STL文件各自的优缺点，介绍了CLI、SLC等多种直接切片文件格式，提出采用英国Delcam公司的PIC文件作为直接切片数据描述格式的方案。实际制件应用中发现，PIC文件采用直线、圆锥曲线、三次Bezier曲线描述2维截面轮廓，在精度、文件大小、处理时间等方面都优于线性近似描述格式。     

A New Slicing Procedure for Rapid Prototyping Systems

The current slicing rule of most rapid prototyping (RP) systems cannot ensure unilateral tolerances on the whole prototype and often results in problems of overcut and undercut on the same part. This drawback leads to unsatisfactory precision of the part in post processing. In order to reduce the above problems, a new slicing method is proposed in this paper. Based on the geometry information in a stereolithography (STL) file, an algorithm is developed. The appropriate slicing rule is selected according to the inner product of the normal vector and working direction of the part, together with the function of the part to be manufactured. The STL file is cut into 2D sections and an accurate contour is calculated. After the slicing computation, an appropriate working path is produced. The rules proposed in this paper have been verified. This work contributes to the improvement of slicing rules in existing RP systems, especially in systems using uniform thickness slicing. It also improves manufacturing efficiency and working tolerances.