(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111553487.2 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 南京前知智能科技有限公司 地址 211111 江苏省南京市江宁区秣周东 路12号 (72)发明人 孙玉春　庞恩林　唐宝　金亚鸣　 (74)专利代理 机构 南京智造力知识产权代理有 限公司 32382 专利代理师 张明明　汪丽红 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06T 19/20(2011.01) (54)发明名称 一种面向增材制造的零部件三维设计方法 (57)摘要 本发明提供一种面向增材制造的零部件三 维设计方法， 对设计的整个零部件三维模型拆 分， 形成通用结构和微结构， 并定义为微结构母 体， 提取微结构母体部分的三维模型， 确定整个 零部件的三维模型增材制造的摆放姿态和加工 层厚， 对微结构母体的三维模型切片， 生成微结 构母体切片连通域集； 选定微结构， 调整微结构 的参数和姿态， 形成加工所需微结构核； 对微结 构核切片， 生成微结构核切片连通域集； 逐层对 微结构母体切片连通域集和微结构核切片连通 域集， 执行二维布尔运算， 生 成微结构连通域， 所 有微结构连通域形成连通域集； 将所有微结构的 连通域集合并， 形成增材制造的零部件三维设计 模型数据。 本发明能节约计算机资源， 提升增材 制造加工效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114491932 A 2022.05.13 CN 114491932 A 1.一种面向增材制造的零部件三维设计方法， 其特 征在于： 设计整个零部件的三维模型， 对所述三维模型进行拆分， 形成通用结构和微结构， 并定 义为微结构母体， 并提取 所述微结构母体部分的三维模型； 确定整个零部件的三维模型的增材制造摆放姿态和 加工层厚； 基于摆放姿态和加工层厚， 对微结构母体的三维模型进行切片操作， 生成微结构母体 切片连通 域集； 选定微结构， 调整微结构的参数和姿态， 形成加工所需微结构核； 对微结构核执 行切片操作， 生成微结构核切片连通 域集； 逐层对所述微结构母体切片连通域集和微结构核切片连通域集， 执行二维布尔运算， 生成微结构连通 域， 所有微结构连通 域形成连通 域集； 将所有微结构的连通 域集合并， 形成增材制造的零部件三维设计模型 数据。 2.根据权利要求1所述的面向增材制造的零部件三维设计方法， 其特征在于， 所述设计 整个零部件的三维模型为网格结构或隐式函数集。 3.根据权利要求1所述的面向增材制造的零部件三维设计方法， 其特征在于， 所述拆分 包括抽壳或切割或截取或取核或加壳。 4.根据权利要求1所述的面向增材制造的零部件三维设计方法， 其特征在于， 调 整微结 构的参数和姿态是根据增材制造加工的摆放姿态和加工层厚以及微结构母体的起始点进 行的。 5.根据权利要求1所述的面向增材制造的零部件三维设计方法， 其特征在于， 所述微结 构核为网格化 三维模型或隐式函数集。 6.根据权利要求1所述的面向增材制造的零部件三维设计方法， 其特征在于， 所述二维 布尔运算包括取子集、 取交集、 取并集和取补集。 7.根据权利要求1所述的面向增材制造的零部件三维设计方法， 其特征在于， 所述连通 域包括点、 线和单 连通域和复连通 域。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114491932 A 2一种面向增材制造的零部件三维设计方 法 技术领域 [0001]本发明属于零部件三维模型的设计技术领域， 具体涉及 一种面向增材制造的零部 件三维设计方法。 背景技术 [0002]三维模型表示， 通常采用网格化和隐式函数方法； 相对而言， 网格化方法具有更好 的通用性， 其他形似的表达都可以转换为网格化方式， 如需获取更高的精度， 提高网格分辨 率即可； 并且， 在渲染过程中网格(尤其是三角网格)比其他形状更易绘制和优化； 因此， 计 算机图形 学领域一直致力于网格化处 理。 [0003]传统的三维设计过程中， 随着网格数量增加， 对计算能力、 内存和显存的要求会极 速增加， 对计算机硬件配置要求越来越高， 甚至必须采用服 务器集群才能完成设计工作。 [0004]另一方面， 增材制造具有精确构造零部件内部结构和外部结构的能力。 其中， 三维 零部件可分若干微结构， 典型微结构例如网状、 蜂巢、 多孔和晶格等， 也包括增材制造工艺 参数需求信息。 对于微结构三维模型， 其细微结构众多， 需要大量的三维网格才能表达， 且 需要大量的计算资源和存储资源； 微结构的结构特征和摆放姿态需要符合增材制造加工特 点(尽可能少的悬垂 面)， 才能完美实现零部件的设计精度和性能指标。 传统三 维设计， 由于 未考虑增材设备 的加工能力， 也无法决定加工过程特点， 所设计的模型微结构与增材制 造 设备能力难以匹配， 造成零部件制造精度和性能指标损失， 并且浪费计算的算力、 内存和现 存资源。 发明内容 [0005]针对现有技术中存在不足， 本发明提供了一种面向增材制造的零部件三维设计方 法， 降低计算 量， 节约计算机资源， 提升增材制造加工效率。 [0006]本发明是通过以下技 术手段实现上述 技术目的的。 [0007]一种面向增材制造的零部件三维设计方法， 具体为： [0008]设计整个零部件的三维模型， 对所述三维模型进行拆分， 形成通用结构和微结构， 并定义为微结构母体， 并提取 所述微结构母体部分的三维模型； [0009]确定整个零部件的三维模型的增材制造摆放姿态和 加工层厚； [0010]基于摆放姿态和加工层厚， 对微结构母体 的三维模型进行切片操作， 生成微结构 母体切片连通 域集； [0011]选定微结构， 调整微结构的参数和姿态， 形成加工所需微结构核； [0012]对微结构核执 行切片操作， 生成微结构核切片连通 域集； [0013]逐层对所述微结构母体切片 连通域集和微结构核切片连通域集， 执行二维布尔运 算， 生成微结构连通 域， 所有微结构连通 域形成连通 域集； [0014]将所有微结构的连通 域集合并， 形成增材制造的零部件三维设计模型 数据。 [0015]上述技术方案中， 所述设计整个零部件的三维模型为网格结构或隐式函数集。说　明　书 1/4 页 3 CN 114491932 A 3