基于LCD光固化3D打印控制软件系统设计与实现

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随着科学技术的不断发展,一种新兴的快速成型3D打印技术,它借着科技创新与制造技术变革的东风,开始步入快速发展期。3D打印技术其实质是增材制造技术,它具有提高产品研发效率、DIY定制设计、高效生产和降低成本等优势,被诸多行业广泛的应用。但是3D打印技术始终需要专业的技术人员才能操作使用,对于普通用户确难以操作,其最主要原因受限于3D打印控制软件的智能化。因此3D打印控制软件将成为3D打印技术推向民用化需要突破的关键技术。本文设计的软件系统是基于LCD光固化3D打印技术的一款控制软件系统,它可以达到高效化、智能化同时也大大降低3D打印成本。基于LCD技术的3D打印机控制软件系统是选择Qt Creator为开发环境,使用了QT中的应用程序的框架,C++编程语言,然后结合Open GL技术开发完成模型3D显示与模型几何变换等操作,最后使用控制软件生成的CWS文件,上传至3D打印机进行打印,对软件的运行结果进行试验验证。本文控制软件实现步骤,(1)软件先读取由3D建模软件导出的3D基础SLT文件格式,然后通过对3D模型的可视化显示,并完成对3D模型进行一些交互等操作。(2)设置参数等交互操作完成后,对3D模型进行拓扑信息重构与切片处理得到二维的数据,最后导出切片完成的CWS格式文件。(3)通过软件系统与3D打印机硬件系统的通信,将软件系统生成的G代码文件与下位机进行配合,完成3D模型的逐层打印。由于在3D打印技术中支撑是不可避免的,但是加过多的支撑又会浪费树脂且不利于后期清除支撑,而且过少的支撑也会导致打印模型不完全甚至直接打印失败。所以对于整个软件系统,3D模型添加支撑是重难点,本文控制软件中设计了支撑之间自动添加连接杆的算法,此算法可以有效地提高支撑的稳定性同时又节省耗材。该控制软件系统满足了功能性需求,具有操作方便、实用性强、易维护性、运行可靠和良好的人机交互体验。
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