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面向熔融沉积型打印机的DAP全局优化

更新时间: 2021-09-04 10:48:32  查看次数: 485    
目前为止,我们所讨论的DAP全局优化仅局限于面向粉末型打印机的应用场景。为了面向熔融沉积型打印机来进行DAP优化,我们需修改全局目标函数和局部优先级打分函数的定义。

对于熔融沉积型打印机来说,主要目标是最小化整个堆中总的悬空间隙或者说需要去填充的支撑结构(废料)的体积。其中,为输入模型的总的体素数,gfdm(p)为所有的悬空间隙,其计算方式不同于粉末型打印机,W为排列堆中的总块数,C为一个权衡可调参数。
其中,为将被排列块q排列进堆P中的操作所产生的新的堆,GFDM的定义如上所述,n是当前所有已排列和未排列块的数量总和,T是一个施加在间隙填充惩罚项上的可调权重。值得注意的是,对于两个不同的打印机类型,优先级打分函数的定义是相似的,都考虑到堆高度,和堆空余间隙等因素。
最后需要说明的是,与—样,的值随着模型的分解与排列不会递增。因此,前述的搜索树的深度剪枝策略也同样适用于熔融沉积型打印机。

印制造中的约束条件
如果分解待排列块的唯一标准是其产生的子块的对接测试结果,所产生的部件块对于实际物理制造和组装来说可能具有不好的特性,特别是当3D打印出来的部件需要被后期粘合或使用连接部件进行组装的时候。因此,已有的一些工作也都考虑了制造中的约束条件。
我们当前的全局优化框架也可通过简单的阈值设置,在选择CAP操作的阶段进行过滤,来整合不同的制造约束条件:
1.切割面面积。过小的切割面可能会在后期粘合或使用连接部件进行组装的时候带来一定的困难性和不稳定性。因此,我们增设一个阈值当CAP操作所产生的切割面的面积小于r,此操作将被禁止(其中,x,y,z之为输入模型的包围盒的以体素为单位的边长)。
2.块大小。制造的过程中还应避免产生过小的块。因此我们増设一个阈值,当一个CAP操作所产生的块的体积小于的时候,此操作将被禁止。如前文所述,为输入模型体素化表示的体素个数。

3.块厚度。为了避免产生细小的结构使得制造装配过程中出现损坏的现象,我们增设一个阈值r,当一个CAP操作所产生的子块的厚度小于的时候,此操作将被禁止。