基于顶点邻域双映射的增材制造几何误差预补偿方法

摘要

在构建三维零件的增材制造过程中，零件的成形几何精度受到多种因素的制约，导致实际成形零件的尺寸和形状与原始设计的边界表示(B-rep)模型存在偏差．在须依赖于模型分层处理的增材制造工艺中，分层误差和制造工艺误差对于零件几何尺寸的影响最为显著．为了减少几何误差，通常在预处理阶段对STL模型进行误差预补偿．本文提出了一种基于三角网格顶点邻域双映射的误差补偿方法，通过重建STL模型三角网格顶点的拓扑关系，消除冗余信息并优化顶点邻域的三角面片索引链表，并依据三角面片与顶点的法向量方向映射关系，以及几何误差模型预测值与顶点偏移量的距离映射关系，结合三角面片权重计算顶点的误差补偿量，最终生成经过补偿的STL模型．为验证所提出方法的有效性，本文以砂型黏结剂喷射(BJ)工艺为例，对于所设计的多特征砂型标准件进行几何误差补偿前后的实验对比，结果表明：经过补偿后的标准件，其相对误差降幅均在63.00%以上，打印零件的成形精度得到了大幅提升．

关键词

黏结剂喷射工艺 / 增材制造 / 几何误差 / 误差补偿