FDM工艺中基于特征分区的扫描路径算法及优化.pdfVIP

第17卷第1期 广州航海高等专科学校学报 V。1．17N8。l 2009年3月 JOURNALOFGUANGZHOUMARITIMECOLLEGE Mar．2009 FDM工艺中基于特征分区的扫描路径算法及优化 何新英1，潘夕琪2 接耍：简述了FDM工艺的工作原理，在现有扫描方式的基础上提出了基于特征分区的扫描路强 算法，并对该算法进行了优锵，大大减少了扫描过程中的断送次数，提高了成受效率。 关键词：FDM；扫描路径；路径优化 中图分类号：TFl24。39文献标识码：A 运动，在跨越型强也就是扫描空行程时，喷头是要关 快速成型(RapidPrototyping，简称RP)技术是 兔十年代发展起来酶一顼赢新技术，它基予离散／堆 麓防获出丝的，如果撬翘煞搀攒路径空行程太多，不 积的原理，即将一个物理实体的制造由复杂的三维 但喷头要频繁开启影响成型质量，而且会大大地降 加_工离散成一系列简单的二维层片加工…．FDM低成裂效率．因此为了提高成型效率，就应该合理规 (Fused 翘摆攒路径，获褥减少扫撵过程中的空行程也就是 DepositionModeling，熔融沉积戚形)是快速 成型技术中的一种，其工作原理如图1所承．丝材在 “断丝”的次数．同时，为了符合快速成型的“快速” 喷头内以电加热的方式被加热刘熔融状态．工作时， 要求，生成路径的时间要短，这就要求路径的生成算 笼确定各层阍疆、路径宽度，由诗算撬对三维模登进 法要篱单、快逮． 行切片，生成路径，然后在计算机控制下，喷头按路 径移动出丝，喷出的丝黏结在工作台已有层面上，每 I现有扫描路径方式 l譬描加工完一层，工撵台瓣下降一截面层戆高度，喷 头再进行下一层截面的扫描喷丝，如此反复逐层沉 I)平行扫描路径．采用这种扫描方式加工零 积，直到最聪一层，这样熔丝黏结形成所要求的实体 件，实体部分按设定速度{誓搂，型腔部分喷头快速跨 模型． 越空行程，有单向摆攒翻双商扫描之分，如图28所 示．实线为实体扫描线，虚线为空行程，点划线为轮 送缎机构 廓环．这种扫描方式虽然其算法简单、快速，但对于 黧热童 有型腔结构的戒形件，由予要频繁地跨越内轮廓，空 撑材料喷嘴 行程太多，大大影响了成型效率． 支撑 2轮廓平纷扫描．这种扫接方式的扫描线沿平 行于边界轮廓线的方向进行扫描，即按照截瑟轮廓 的等躐线进行扫描。有由内到外和由外到内扫描之 图1 FDM系统的原理图 分，如鼹2b所示，实线势按接线，点划线为轮廓环． 这种扫描方式虽然空行程较少，但是它的扫描矢量 在FDM快速成形技术中，零件是靠喷头按路径 生成算法涉及多边形之间的多种操作，比较复杂，形 逐层扫描喷丝成形的，在由点到线、由线到蕊、由二 成路径所用的对阕太长，甚