面向擠壓式3D打印機(jī)的活動(dòng)模型生成研究.pdf

1、3D打印(3D printing)作為快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù),正成為一種迅猛發(fā)展的潮流。越來越多的事實(shí)證明,3D打印不再是設(shè)計(jì)師和科學(xué)家的專屬工作,它已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室和工廠逐漸走出來,走向普通消費(fèi)者。3D打印的對(duì)象是三維模型,而現(xiàn)在可以提供普通消費(fèi)者下載或者已經(jīng)存在的通用模型庫,所提供的模型都是閉合形式,其形態(tài)是無法改變的,對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活中很多物品,如可以活動(dòng)四肢的玩偶、可以轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)燈均無法呈現(xiàn),因此如何生成帶有可活動(dòng)關(guān)節(jié)的模型是一個(gè)值得

2、研究的問題。利用傳統(tǒng)的建模軟件增加關(guān)節(jié),需要專業(yè)人員為特定模型設(shè)計(jì)關(guān)節(jié),調(diào)整各種參數(shù),這種生成方式效率較低且不易于被普通人群接受;另一方面,由于擠壓式打印機(jī)打印精度較低、容錯(cuò)性較差等問題,如參數(shù)設(shè)置不當(dāng),最終打印出的帶有關(guān)節(jié)的三維模型不一定能夠活動(dòng)。因此,如何能面向普通人,在少量交互基礎(chǔ)之上,快速生成帶有合適關(guān)節(jié)的三維模型,并能夠在擠壓式打印機(jī)中成功打印活動(dòng)模型,是本文研究的重點(diǎn)。
　　本文借助交互式分割技術(shù),引入?yún)?shù)化設(shè)計(jì)思想,

3、利用實(shí)體建模的方法,快速的生成帶有關(guān)節(jié)的模型,主要完成了以下幾個(gè)方面的工作。
　　(1)常用關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)與關(guān)節(jié)庫的建立。在對(duì)現(xiàn)實(shí)生活物品中經(jīng)常出現(xiàn)的關(guān)節(jié)類型進(jìn)行調(diào)研基礎(chǔ)上,使用實(shí)體建模方法,設(shè)計(jì)可以活動(dòng)的關(guān)節(jié)模型,并為其定義關(guān)聯(lián)參數(shù);根據(jù)模型活動(dòng)的自由度分類,構(gòu)建關(guān)節(jié)模型的參數(shù)化關(guān)節(jié)庫。
　　(2)自動(dòng)為模型添加關(guān)節(jié)。通過指定關(guān)節(jié)位置,對(duì)需要添加關(guān)節(jié)的模型進(jìn)行交互分割,系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇自由度與分割邊界選擇出適合的關(guān)節(jié)類型,自動(dòng)