3D打印切片软件支撑算法研究

一、为何需要自动支撑/h2>

3D打印与传统模具制造方式不同，3D打印是增材制造，将模型整体分割成n层，逐层打印的过程，每一层是基于上一层的基础之上的累加。目前根据设备机构主要分为以下几个大类：FDM，LCD，SLM，SLA，DLP。
其中：
FDM也称耗材3d打印，主要材料为pla，abs等，如创想三维、anycubic，目前消费级机型售价大概1500–3000之间，各种变种，如最新比较潜力的“发光字打印机”、以水泥为打印材料，多彩色打印（以磨合为辅助，切片时记录纹理信息）
LCD为两年前开始出现的机型，属于光固化系列，材料为光敏树脂，精度比FDM高很多，可以打印的很精细，市面低端1500–3000如anycubic，浙江锐辰等，高端的上万元或以上，如Preform，诺瓦智能，金达雷等，目前局限是打印尺寸小，以及分辨率大多数为2k，少部分企业正在尝试4k屏，如能顺利即可解决水波纹、大尺寸等问题，将是一个新的提升
SLM为金属粉末烧结技术，材料为金属，精度非常高，可打印航空材料，都是有钱的大公司才会研发这样的设备，如先临
SLA激光束在液态树脂表面勾画出物体形状，层层打印出模型，速度比较慢，但精度较高，成本也较大，大公司sla设备以极光尔沃、大族激光等为主
DLP和LCD类似，但比LCD精度更高，利用数字光投影技术，目前成本较大，感兴趣的可具体去了解
为何要支撑br> 3d打印，逐层累加，就无法避免层突变，即悬空打印，上一层无材料的情况下，突变当前层，无支撑时必然会“掉”到工作平台之上，导致打印失败。

1、解决悬空的情况。
2、防止特有的几何面被破坏，故意抬升添加支撑
3、保持横截面变化均匀，受力均匀，以免模型内应力导致模型变形

二、扫描待支撑的区域

目前待打印模型多数为stl、obj、3mf等数字化模型文件，都是以三角面片为载体记录模型信息，模型文件的可视化效果如下：

很多切片软件中对三角面片的边不显示，看起来就为一体，对于用户来讲是透明的，而对于研发人员，三角面片才是数据的重点。既然待打印模型都是三角面片的集合，应该如何寻找自动支撑的区域呢根据模型每个面片、每条边、给个顶点而言，具备局部的集合信息，需要对这些信息进行分析，分类，处理以达到支撑的效果。如典型的FDM，大多数都是基于curaengin为基础，很多人基于后面拓展。cura的支撑算法为，先分层切片，然后在当前层对比前面n层然后求差，得到当前层“超出”下方的部分，即为带支撑的部分，然后直接把支撑结构也进行切片，在打印过程中，一并打印。然而这种算法不适用于LCD类型设备，为何为LCD类型设备不可能打印这么多支撑，否则模型表面会全部磨坏，本身高精度的模型表面会稀巴烂。所以目前很多光固化设备的切片软件的自动支撑算法是：检测带支撑区域、然后对支撑区域进行采样支撑。 3D打印切片软件支撑算法研究