摘 要

3D打印是具有代表性的基于加工制造原理的自由成型技术之一。它的出现冲击了传统的制造业。它将现实和虚拟连接在一起，计算机与实体连接在一起，对人类生产制造方式、生活消费方式、组织管理方式产生深刻影响。本文展开了对陶瓷光固化快速成型中支撑算法的研究。

本课题是对陶瓷SLA光固化成型切片支撑算法设计与仿真。本课题是的目的是在现有3D打印成型切片算法的基础上，由于陶瓷脆性大的特点，结合陶瓷SLA光固化成型的特殊工艺要求，研究与实现陶瓷SLA光固化成型切片支撑算法。

关键字: 陶瓷 支撑算法

Design and Simulation of Ceramic SLA Curing Chip Supporting Algorithm

Abstract

3D printing is one of the representative free-molding technologies based on the principle of processing and manufacturing. Its appearance has brought revolutionary changes to the traditional manufacturing industry. It has bridged the gap between the virtual world and the physical world and put artificial intelligence from computers. Expanding into the real world, it has a profound impact on human production methods, lifestyles, and organizational management. This article develops a study of the support algorithm for ceramic photocuring rapid prototyping.

This topic is the design and simulation of ceramic SLA photocuring molding slice support algorithm. The purpose of this project is to study and implement ceramic SLA photocurable molding and slice support algorithm based on the existing 3D printing forming slicing algorithm, due to the characteristics of large ceramic brittleness and the special technological requirements of the ceramic SLA light curing molding.

Keywords: ceramic support algorithm

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 陶瓷光固化3D打印技术的现状 1

1.1.1 3D打印技术 1

1.1.2 陶瓷的简介 1

1.1.3 SLA光固化的简介 2

1.2陶瓷SLA光固化快速成型切片支撑算法设计与实现方法 4

1.3文章概述 4

第二章 3D打印切片软件支撑算法理论基础 6

2.1引言 6

2.2 3D打印切片软件支撑算法的基本理论（公式推导） 6

2.2.1 对3D打印切片软件切片步骤的简要介绍 6

2.2.2 对3D打印切片软件的理论基础 8

2.2.3 算法内容 10

2.3 添加支撑的考虑因素 11

2.3.1 支撑结构的可去除性 11

2.3.2 支撑结构的加工时间 11

2.3.3 支撑结构的强度和稳定性 11

第三章 陶瓷SLA支撑算法的优化 13

3.1现有算法用于陶瓷产生的弊端 13

3.2陶瓷SLA支撑算法优化的原理 14

3.2.1 等距面计算理论推导 14

3.2.2 传统的支撑相交算法的改进 18

3.3陶瓷SLA支撑算法优化算法的实现 19

3.3.1算法流程图 19

3.3.2算法程序 20

3.3.3 典型等距面 24

3.3.4 经济性分析 27

第四章 总结与展望 29

4.1 总结与展望 29

参考文献 30

致谢 32

第一章 绪论

1.1 陶瓷光固化3D打印技术的现状

1.1.1 3D打印技术

21世纪以来，随着社会的飞速发展和生产力的巨幅提高，人们对产品的需求已经从以前的简单化、标准化转变为多元化、个性化。传统的生产方式渐渐无法满足如今高要求、高精度的市场需求。随着计算机技术的发展，3D打印技术便出现了。其优势就是能快速将产品设计转换为产品，对众多行业有着独特而深远的影响。

3D打印技术的学名是“快速成型技术”，是一种增材制造技术，通过叠加多层材料来实现物体的制造加工。和以前的技术相比，它的优点是不仅节省材料成本，而且更加环保方便省事。

3D打印的前景很好，对传统工业和制造业即将造成颠覆性的冲击，甚至改变现有行业的布局，未来几年内其市场规模将会增至几百亿。3D打印在医疗、军事领域的现有应用和前景已经受到业界重视。

虽然3D打印已经发展了很久，但是仍然有着很多不足和缺陷影响着3D打印技术的产业化，比如质量不过关，精度不高，限制材料类型等等。

1.1.2 陶瓷的简介

陶瓷材料是一种无机非金属材料。它有着很多的优点，比如说陶瓷的硬度很高，它的熔点很高，可以耐高温，放在空气中不易氧化，不易腐蚀，是一种很好的材料。

通常人们口中的陶瓷就是指陶器和瓷器。初始的时候，由于技术不是特别高和人们的需求不高的原因，制成的精度不高的陶瓷称之为传统陶瓷。随着观念的转变和技术的提高，就形成了精度高，粒度小且均一，成型压强高的精细陶瓷。

之后，陶瓷的定义就更加广泛了，人们把能够形成比较强的三维网状结构的化学物质都称为陶瓷的材料。

图1-1 3D打印陶瓷作品

1.1.3 SLA光固化的简介

SLA全称是Stereo Lithography Apparatus，是通过激光的扫描曝光实现单层的固化。通过紫外激光束，按照设计好的原件层截面，聚焦到工作槽中的陶瓷光敏树脂混合液体，逐点固化，由点及线，由线到面。通过xy方向固化成面后，通过升降台在ｚ轴方向的移动，层层叠加完成陶瓷零件的三维打印。

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