面向材料反求的非均质体参数化模型构建

非均质产品具有非常广泛的运用,面向材料反求构建非均质产品模型,能更好地设计出材料符合实际分布的非均质产品。利用CT扫描提供的原始数据,经过提取得到具有灰度信息的点云数据,提供非均质产品几何和材料空间构造原始信息。通过体参数化方法实现模型几何空间构造,通过对灰度值的参数化实现材料空间构造;通过求解一个二次型优化问题,将材料空间内嵌于几何空间,实现几何空间和材料空间的耦合,从而最终完成体参数化非均质产品模型的构建。以股骨模型为例,实现其非均质体参数化模型的构建算法。结果表明,面向材料反求的非均质体参数化建模方法能够更为便捷和准确的表达材料实际分布信息,且为基于体参数化模型的性能分析和显示提供模型支撑。

非均质NURBS体参数化模型切片算法

非均质NURBS体参数化模型能连续表达整个实体内部的材料信息而受到重视,但直接对该模型进行切片用于快速成型目前并没有相关研究。提出一种非均质NURBS体参数化模型切片算法。通过在控制点上附加材料组分信息且通过不同基色表示不同的材料成分。通过等参数线划分网格,并找出与切片平面相交的网格单元,然后求出切片平面对各网格单元的截面,得到带有材料分布信息的切片截面。切片结果表明,非均质NURBS体参数化模型切片算法能有效的获得非均质实体模型的包含材料组分信息的截面信息,为基于NURBS体模型的非均质产品的快速成型提供技术支撑。

非均质NURBS体参数化模型的AMF通用文件生成方法

针对非均质NURBS (Heterogeneous Non-Uniform Rational B-spline,简称HNURBS)体参数化模型的三维打印技术,给出了三维打印通用AMF(Additive Manufacturing File Format)文件生成方法。用灰度值代表材料信息,通过含有灰度信息的控制点构建HNURBS体参数化模型,实现材料信息连续可视化表达;根据NURBS体参数模型细分方法得到等参线网格单元,对等参线网格单元进行三角网格划分和材料插值计算,得到用于AMF文件生成所需的三角形网格单元。结果表明,输出的AMF格式文件可供三维打印软件AMFtools读取和显示。