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分层表达与切片计算

/layered structure and slicing/
条目作者刘利刚

刘利刚

最后更新 2023-11-08
浏览 103
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3D打印过程的核心环节。3D打印的分层表达是将3D模型分成多个薄层的过程,这些薄层构成了打印物体的每一层。切片计算是生成分层信息的技术。

英文名称
layered structure and slicing
所属学科
计算机科学技术

常用的3D打印软件Slic3r和Cura的切片计算都采用相等的分层厚度。这就形成了切片厚度与打印时间之间的矛盾:切片厚度小,打印精度高,打印时间长;反之,打印时间短,打印精度低。另外,这种等厚度的切片方式容易导致所打印的物体出现阶梯效应(staircase effect)。

为了有效减弱阶梯效应现象,同时缩短模型的打印时间,切片计算需要根据模型表面的几何特征的变化情况,自适应地进行切片计算。若按目标对象来分,切片计算方法可分为网格切片计算和直接切片计算两类。由于STL格式是3D打印领域所用的标准文件类型,因此网格切片计算对象主要以STL格式的网格类型模型为主。但由于原始3D模型在转化为STL格式模型数据时,会产生转换误差,因此直接在原始的3D模型数据上执行切片计算也是一类方法。这两类方法主要在于进行切片求交时的目标对象有所区别。

除去对目标模型进行单一方向的切片,将模型分拆成多个部分,并进行多方向的切片也是一种方法。这种方法的目标是通过选择最优的角度使每个子部分所用支撑最小、精度最高。

  • 吴怀宇.3D打印:三维智能数字化创造.北京:电子工业出版社,2014.
  • PANDEY P,REDDY N,DHANDE S G.Slicing procedures in layered manufacturing: a review.Rapid prototyping journal,2003,9(5):274-288.

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