生长型制造分形扫描规划及适应性切片的研究

摘要

该学位论文以生长型制造(Material Increase Manufacturing,MIM)技术及选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)工艺为研究对象,针对SLS中影响成型质量的扫描路径、基于三维CAD模型的直接切片、适应性切片及医用断层图像向MIM技术的转换等方面展开研究.分析论证了FASS(space-filling,self-avoiding,simple and self-similar)分形曲线作为一种新型激光扫描路径的优越性,根据FASS分形曲线只能填充正方形区域的限制及递归特性,提出任意边界与FASS曲线的求交与控制算法,建立了FASS曲线裁剪的优化规则及轮廓边界的精度评估标准.为了对比线扫描和分形扫描路径对烧结零件性能的影响,采用这两种路径进行试件烧结,实验结果显示:分形扫描路径较传统的线扫描路径在提高烧结薄层组织的均匀性以及烧结成型体的抗压性能方面有明显的效果.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题概述

1.2生长型制造技术概况

1.3生长型制造技术的现状、面临的问题及挑战

1.4本论文的研究内容

1.5本章小结

2任意边界薄层FASS分形扫描路径的裁剪

2.1选择性激光烧结分形扫描路径的提出

2.2分形简介

2.3分形曲线的计算机生成规则及算法

2.4分形扫描路径对SLS过程影响的数值分析

2.5任意边界薄层FASS分形曲线的裁剪

2.6薄层边界几何精度评估

2.7本章小结

3 MSlice(Multi-Slice)文件格式及三维模型直接切片

3.1 CAD系统与快速原型(RP)系统之间的接口标准

3.2多切片文件模型及直接切片策略的研究

3.3基于ObjectARX三维模型切片软件的开发

3.4本章小结

4基于材料热态性能的适应性切片

4.1基于几何的适应性切片方法

4.2基于区域的适应性切片方法(RAS)

4.3基于材料热态性能适应性切片的提出

4.4基于材料热态性能适应性切片实现框架

4.5基于材料热态性能适应性切片实现方法

4.6本章小结

5影像分割及向RP切片格式矢量化

5.1医用断层成像技术与RP系统

5.2医用断层图像的数据表示

5.3医用断层图像分割

5.4多值图像

5.5微分算子边缘检测

5.6医用断层图像向MSlice文件的转换

5.7本章小结

6选择性激光烧结试验研究

6.1选择性激光烧结试验设备的研制

6.2选择性激光烧结控制系统硬件系统

6.3选择性激光烧结软件系统

6.4选择性激光烧结试验

6.5本章小结

7全文总结

7.1主要结论

7.2研究展望

致谢

参考文献

附录1(攻读博士学位期间发表论文目录)

附录2

附录3