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CAD模型分层是快速成形技术的最重要环节,而层片厚度计算是CAD模型分层的关键问题。在分析顶尖高度法和相邻截面面积变化率法两种典型的层片厚度计算方法原理的基础上,根据光滑曲线可由其上切线包络的原理,提出了一种基于定长切线的层片厚度计算方法,解决了顶尖高度法层厚计算公式太多,曲率半径P计算较困难,而相邻截面面积变化率法计算截面面积精度要求高,且难以找到最佳层厚的问题。根据定长切线层片厚度计算方法,给出了一种自适应分层的新方法,并通过两个实例对该自适应分层算法进行了验证,证明了算法的正确性和可行性。
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2
∞
9
年
3
月
第
28
卷第
3
期
机械科学与技术
March
2009
Vo
l.
28
No.3
Mechanical
Science
and
Technology
for
Aerospace
Engineering
快速成形中一种自适应分层的新方法
龙钢,周满元,王晓光
(桂林电子科技大学计算机与控制学院,桂林
541
∞
4)
龙钢
摘
要
:CAD
模型分层是快速成形技术的最重要环节,而层片厚度计算是
CAD
模型分层的关键问
题。在分析顶尖高度法和相邻截面面积变化率法两种典型的层片厚度计算方法原理的基础上,根
据光滑曲线可由其上切线包络的原理,提出了一种基于定长切线的层片厚度计算方法,解决了顶尖
高度法层厚计算公式太多,曲率半径
p
计算较困难,而相邻截面面积变化率法计算截面面积精度要
求高,且难以找到最佳层厚的问题。根据定长切线层片厚度计算方法,给出了一种自适应分层的新
方法,并通过两个实例对该自适应分层算法进行了验证,证明了算法的正确性和可行性。
关键词
:CAD
模型;层片厚度;定长切线;自适应分层
中图分类号
:T
P3
9
1.
7
文献标识码
:A
文章编号:
1003-8728
(2009
)03
-0
326
-0
4
A
New
Approacb to Adaptive Slicing
ßased
on Fixed-Iengtb Tangent
Lo
ng Gang , Zhou
Man
严
lan
,
Wàng Xiaoguang
(Depamnent
of
Computer
Science
,
Guilin
University
of
Electronic
Technology
,
Guilin
541004)
Abstract:
Slicing of a
CAD
model is one of the most
important
归
rt
of rapid prototyping process and the calculation of
layer thickness is
vital
for slicing. In rapid
prot
。可
ping
,
there are
two
typical approaches to the calculation
oflayer
thick-
ness:
cusp height and
v
,缸抖
ng
rate of the areas of adjacent
sections.
臼
1
the basis of analysing their advantages and draw-
backs
, a calculation algorithm of
fIXed-length
恼鸣
;ent
based on layered thickness is proposed, which
overcomesωme
de-
ficiencies of the
above
咽
entioned
two
typical approaches. It is
proved
出
at
出
is
algori
由
m
is more feasible and convenient
由
m
出
e
two
typical approaches and
it
reduces the complexity of computation.
Two
examples are also presented.
Key
words:
CAD model; layered
thickness;
fIXed-length tangent; adaptive slicing
快速成形
(rapid
prototyping)
又称分层制造
(lay
e
时
manufacturing)
,是
20
世纪
80
年代末期产生和发
展起来的一种新型制造技术
[1.2]
。快速成形设备根据
零件的定向分层
CAD
模型某一层片的二维轮廓信息
自动生成截面加工路径,然后沿加工路径选择性的固
化或切割具有一定层厚的成形材料,形成一层零件薄
片,并沿分层方向逐层制造,直到形成零件。
从快速成形设备的制造过程可知,
CAD
模型的
分层是其中最重要的环节,而层片轮廓生成和层片
厚度计算是
CAD
模型分层的两个关键问题,国内外
学者对此进行了广泛的研究[川
1]
。目前层片轮廓
收稿日期
:2
∞
8-06-10
作者简介:龙钢(1叨
7
斗,硕士研究生,研究方向为
CAM
、快速成形
软件,
lon
部
ang118713@
163.
com;
周满元(联系人)
,教授,
博士,
myzhou@guet.
edu.
cn
生成方法研究得比较充分,而层片厚度计算的方法
尚需进一步研究。
1995
年
Ron
J
和
Herbert
H[3]
提
出比较连续切片轮廓的边缘来确定层片厚度。
2004
年蔡道生
[4]
等提出基于切片轮廓信息来确定层片
厚度。这两种方法对切片轮廓计算精度要求高,一
般需多次计算切片轮廓,实际应用比较少。
1996
年
Kulkarni P , Dutta
D[S]
提出根据顶尖高度计算层片
厚度,
Mani
K[6]
、杨睿
[7]
、周满元
[8]
等均采用了这种
方法。
2000
年
Zhao
Zhiwen ,
La
perriere
LUC[9]
提出
根据相邻两截面面积变化率计算层片厚度,毕晓
亮
[10]
王素川等也采用了这种方法。本文在分析
顶尖高度法和相邻截面面积变化率法这两种典型方
法优缺点的基础上,提出了基于定长切线的层片厚
度计算方法,最后给出一种基于此层厚计算方法的
自适应分层新算法并通过两个实例进行了验证。
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