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毕业论文-基于费马螺旋的3D打印路径生成算法研究，共26页。
摘要
本文研究的是 [10] 提出的利用一种新的空间填充曲线，连续费马螺旋 (ContinueFermatSpirals)，良好的性质用以作为分层制造的路径填充模式。不同于经 典的空间填充曲线，如：Peano曲线或Hilbert曲线通过缠绕与束缚保持局部填充性，连续费马螺旋主要由长的低曲率路径形成。急转弯只出现在口袋中心处以及 部分重新连接处。这种几何性质带来的更少的急转弯数目，以及连续性带来的不 需要开关打印喷嘴特性，会提高分层制造的质量和效率。 给定连通的 2D 区域，首先将其分解为一组子区域，每个子区域可以用单个 连续费马螺旋填充。可以证明，总是可以在填充区域的外边界上大致相同的位置 处开始和结束费马螺旋填充。这种特殊属性允许各个的费马螺旋按照被分解的 子区域的图遍历，达成系统地连接，得到全局连续曲线。 本文将对算法的实现效果进行进一步的研究，将连续费马螺旋填充与方向 平行填充、轮廓平行填充实现并 3D 打印出来。从不同的角度，如：打印时间、 急转弯个数、路径段数、视觉效果等，进行对比，得出结论：相比传统填充模式， 依照连续费马螺旋路径进行分层打印可以达到高效和高质量制造的效果。 当下最普及的商用FDM打印机对于方向平行路径而言在速度和质量上是合 格的，但商用 FDM 打印机并没有面对低曲率路径的加速打印模式或算法，低曲 率路径的打印效果也并没有足够好。即便如此，连续费马螺旋依然凭借其优秀的 几何性质以及连续性在时间和质量上优于其他路径填充模式。随着硬件的更新， 连续费马螺旋填充会在打印速度和打印效果上进一步地提高。
关键词：连续费马螺旋 空间填充曲线 分层制造 路径 连续填充模式

目 录 致谢 I 摘要 IV Abstract V
第 1 章 介绍
1 1.1 当前其它路径生成算法介绍 2
1.2 连续费马螺旋用于生成路径算法介绍 2
第 2 章 背景以及相关工作 4
2.1 路径连续性 4
2.2 路径几何性质 4
2.3 方向平行填充与轮廓平行填充 5
2.4 螺旋路径 5
2.5 空间填充曲线 6
2.6 域分解 6
2.7 可连续填充的形状 7
第 3 章 算法 8
3.1 轮廓平行路径作为等值线 8
3.2 螺旋和可螺旋 8
3.3 费马螺旋 9
3.4 连续费马螺旋填充 10
3.5 树的构建 10
3.6 重新连接 11
3.7 曲线优化 12
第 4 章 算法实验 14
4.1 3D 打印机和设置 14
4.2 路径生成 14
4.3 欠填充与过填充 15
4.4 视觉质量 16
4.5 制造时间 17
第 5 章 总结 19 II
参考文献 21