一种基于五轴3D打印软件的路径输出方法

技术领域

本发明涉及一种基于五轴3D打印软件的路径输出方法，属于3D打印软件的应用及设计领域。

背景技术

基于熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，FDM)的3D打印技术是3D打印领域的传统打印技术之一，因其采用熔融状态的打印材料逐层堆积成型的原理简单而且易于实现而受到广大设备开发者和用户的欢迎，可以适用于打印各种复杂实物模型与工艺品。但是目前市场上的FDM打印机采用的是2.5轴成型工艺，即X轴和Y轴联动，竖直轴Z做阶段性进给。5轴3D打印作为更高级别的打印技术，吸引了国内外许多专家学者的研究。虽然也有部分高校在五轴3D打印领域有突破性进展，但是始终存在的缺陷便是在对模型进行预处理时，要求操作者做到一次性分割，连续性生成打印路径。由于必须是一次性分割和生成，对计算机的性能有较高要求，且要求操作过程必须准确无误。因此，合理的打印路径输出方式对于五轴3D打印技术的改善及推广有着重要的意义。

发明内容

针对现有五轴3D打印软件在输出打印路径时所存在的一次性分割，计算任务庞大的问题。本发明提供了一种新的打印路径输出方式，主要思路为每次只分割模型的一段，然后输出打印该段的路径。打印下一段时，只需要在该段的基础上接着切割和输出下一段的路径。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于五轴3D打印软件的路径输出方法，其特征在于，五轴3D打印软件每次只在新的位置生成一个分割面，将模型分成待输出打印路径部分和待继续分割部分，输出打印路径，针对待继续分割部分重复上述步骤。

进一步的，分割面及其下一个分割面之间的部分为待输出打印路径部分。

进一步的，每次分割时存储分割面的位置，用坐标点表示，并在下次分割时显示该分割面的位置，然后在该位置上生成分割面。

有益效果：1、现有五轴3D打印软件是一次性分割和生成，对计算机的性能有较高要求，且要求操作过程必须准确无误。在处理大型复杂模型时，这一缺陷则显得更加突出。本发明通过将模型路径分段输出的功能和分段切割的操作，很好地弥补了这一缺陷。

2、本发明设计了对模型分割面的存储功能。模型分割的关键在于在模型上生成分割面，通过分割面将模型分割成几段，然后输出对应的打印路径文件。基于新增存储分割面位置的功能，即将分割面位置存入软件中，待分割模型的下一段时，将存储的分割面位置区域显示出来，在该位置上生成一分割面，同时在该段模型的另一端再新生成一个分割面，通过这两个分割面截取出模型的部分。本发明大大提高了工作效率，操作灵活，通过逐段打印的方式降低了3D打印软件对计算机性能的要求。

附图说明

图1为不同分割方式示意图；

图2为示例模型；

图3为实施例第一段分割模型示意图；

图4为实施例第二段分割模型示意图；

图5为实施例第三段分割模型示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种新的基于五轴3D打印软件的路径输出方法。同其他普通3D打印一样，实现五轴3D打印的第一步便是通过3D打印软件对打印模型进行预处理，输出打印路径。一般的五轴3D打印软件在对模型进行预处理时，要求操作者做到一次性分割，连续性生成打印路径，如图1(a)所示。由于必须是一次性分割和生成，对计算机的性能有较高要求，且要求操作过程必须准确无误。在处理大型复杂模型时，这一缺陷则显得更加突出。本发明通过将模型路径分段输出的功能和分段切割的操作，很好地弥补了这一缺陷。每次只分割模型的一段，然后输出打印该段的路径。打印下一段时，只需要在该段的基础上接着切割和生成下一段的路径即可，如图1(b)。

本发明的另一个创新点是设计了对模型分割面的存储功能。模型分割的关键在于在模型上生成分割面，通过分割面将模型分割成几段，然后输出对应的打印路径文件。基于新增存储分割面位置的功能，即将分割面存入软件中，待分割模型的下一段时，将存储的分割面的位置显示出来，同时在模型分段的另一端新生成一个分割面，通过这两个分割面截取出模型的部分，如图1(c)。本发明大大提高了工作效率，操作灵活，通过逐段打印的方式降低了3D打印软件对计算机性能的要求。

以图2所示模型为例。

具体操作步骤如下：

1、在分割模型的合适位置生成分割面，分割模型的第一段，如图3(a)。然后输出第一段的打印路径，如图3(b)和图3(c)。

2、第一段模型的打印路径输出完成后，关闭软件再重新打开，重新读取模型，分割模型的第二段，然后输出第二段的打印路径；为了保证第二段的打印起点就是第一段的打印终点，即保证模型多段打印时的吻合性，分割面1的位置需要和上一步中的分割面位置一致。一般的做法是操作者需要记住上一步中的分割面位置，然后在操作本步骤时在模型的相同位置新生成同样的分割面。为此，本发明设计了分割面的存储功能，操作者在分割上一个部件时，只需要将分割面位置保存，待分割下一段时，再将保存的分割面位置读取出来，如图4(a-1)所示。在该位置上生成一个分割面，如图4(a-2)所示。分割模型后，此时只需要在该模型分段的另一端新建一个分割面，并且保存该分割面，如图4(b)，即完成对第二段的分割。然后输出第二段的打印路径，如图4(c)和图4(d)。

3、关闭软件再重新打开，重新读取模型，分割模型的第三段。首先读取上一分割面的位置，如图5(a-1)所示。在该位置上生成一个分割面，如图5(a-2)所示。分割模型后，此时只需要再新建另外一个分割面，并且保存该分割面，如图5(b)，即完成对第三段的分割。然后输出第三段的打印路径，如图5(c)和图5(d)所示。

下面针对保存割面位置、读取割面位置、分文件输出给出本发明部分代码实施例，用c++编写，运行环境是openGL。

1、保存割面位置

2、读取割面位置

3、模型逐段输出打印路径