随着增材制造技术在航空、航天、军工和汽车等领域深入应用,增材制造零件趋于大型化、复杂化。大尺寸复杂网格模型往往具有千万级三角面片数据规模,相应的网格文件可轻易达到GB（Giga Byte）大小,导致增材制造软件数据处理效率低、甚至无法处理,成为大尺寸增材制造发展瓶颈之一。针对上述问题,本文系统研究了基础数据结构模型、树形支撑生成方法、分割切片轮廓生成方法等内容,来提高大尺寸复杂模型的数据处理效率,涵盖了增材制造数据处理中的“模型预处理”、“支撑生成”、“模型切片”等环节,并通过构建面向服务架构的增材制造数据处理软件平台体系,对上述研究内容进行系统整合,本文的研究工作主要包括以下几个方面:提出并建立了用于提高大尺寸复杂网格模型数据处理效率的基础数据结构模型:面-体层级结构模型和点-面混合结构模型。基础数据结构模型基于体素模型和分治策略思想进行构建,能够在较低空间复杂度的前提下,实现对复杂模型中局部面片形貌信息与拓扑信息的快速检索,以及降低网格模型数据处理中待搜索三角面片规模,提高大尺寸复杂网格模型中特征三角形、特征点的搜索效率。提出了一种基于局部质心的树形支撑生成方法,提高了大尺寸复杂模型树形支撑生成效率以及减少支撑材料消耗。通过采用基于分治策略的层次化构建方法,确保树形支撑生成方法具有（9）log9))时间复杂度,优于传统基于暴力搜索的树形支撑生成方法的时间复杂度（9）~2)。通过分析树形支撑结构稳定性特征,提出了基于局部质心的新树节点生成方法,提高了构建的树形支撑结构的稳定性,并减少支撑材料消耗。针对树形支撑方法中的支撑结构与网格模型的干涉点搜索问题,提出了一种基于面-体层级结构模型的伞形特征交点计算方法,具有O（1）时间复杂度,避免了传统基于GPU（Graphics Processing Unit）深度缓存方法的复杂搜索过程。在大尺寸复杂工业螺旋桨模型测试中,所提出方法的执行效率是Meshmixer软件采用暴力搜索树形支撑生成方法效率的290倍,并验证了所生成的树形支撑结构在工业级大尺寸熔融沉积成型增材制造设备上的可行性。提出了一种基于区域的分割切片轮廓生成方法,提高了大尺寸复杂模型的分割切片轮廓生成效率,适合具有多激光器结构的大尺寸增材制造技术。通过利用分治策略思想,并以前述点-面混合数据结构模型作为实现基础,实现了复杂网格模型的分割切片轮廓快速生成,具有（9）log9))的时间复杂度。针对局部分割单元内的部分网格面片切片轮廓,提出了“裁剪-映射”处理方法,解决了位于方格边界的切片轮廓端点的有序配对问题,通过提出基于方格的开轮廓“封闭”方法,解决了裁剪轮廓端点在封闭过程中的歧义性问题。在大尺寸复杂网格模型的测试中,所提出方法的执行效率约为常规先切片后分割方法的7倍以上,并验证了所提出方法在工业级大尺寸激光选区烧结增材制造设备上的可行性。最后,通过设计并实现的面向服务架构的增材制造数据处理软件平台体系结构,将上述研究内容整合成基本完备的增材制造数据处理软件系统,应用于华科三维全系列增材制造装备和自主开发的大尺寸增材制造设备等硬件平台,支持熔融沉积成型、激光选区烧结、激光选区熔化等主流增材制造工艺。上述研究成果对提高大尺寸复杂模型的增材制造数据处理效率具有实际意义。