图学学报 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (2): 263-270.DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2021020263
摘要: 为了获得 3D 打印模型节材效果和优化的物理力学性能,从晶格的形状多变性出发,提出了一 种基于晶格的 3D 打印轻量化结构生成方法,由此产生的轻量化结构用来替代给定模型的实体空间。首先,提 出了一种通用的晶格描述方法,进而对晶格的几何和拓扑特征进行个性化设计。其次,通过在模型包围盒内周 期性排列晶格单元,构造出了实体建模所依附的拓扑骨架结构。接着,采用了一种基于网格拼接的直接构建 STL 模型的几何建模方法,其无需布尔运算即能快速获得网格质量可控的晶格实体结构。通过实物打印验证了 适用于晶格结构的 3D 打印成型工艺。对 5 种典型晶格的几何和力学特性进行了对比分析,并作为晶格设计选 用的初步依据。结果证明,该方法在实现节材和提高模型强重比的同时,达到了保证轻量化模型的可打印性、 自平衡性以及力学性能可优化等目标。相较于以往的方法,具有多变性和效率优势,适合各种工程应用。
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