快速成型技术是近些年制造业技术发展的重大成果,它摆脱了对机床和模具的依赖,采用层层堆叠的方式来进行零件的加工,极大的减少了零件制造工期,熔融沉积(FDM)是快速成型技术中发展最为成熟、应用最为广泛的技术之一。熔融沉积技术主要使用STL文件作为模型载体,数据存储紧凑且读写便利,但存在顶点数据重复存储和缺少相邻三角面拓扑关系的缺点,针对此提出了一种基于半边结构和哈希表的拓扑重构算法。在读取数据过程中,通过哈希表建立无重复位置信息的点表,并在其中维护一个未添加邻接面的半边集合,实现在读取数据的过程中快速建立面的拓扑关系。由于FDM成型技术的逐层加工的成型特点,模型的悬空部位依赖支撑结构辅助成型,通过对现有柱形支撑结构进行研究,提出以下改进方案:针对不同悬吊结构采用不同的判断采样方式,并将无序的待支撑三角面合并为待支撑区域,而后利用最低点扩散采样算法得到待支撑点集;通过支撑柱穿模检测算法,判断模型与支撑柱的位置关系,依据情况选用普通直立支撑、斜支撑以及模型表面支撑;对支撑结构进行优化调整,增加其稳定性的同时减少对模型表面的损伤。为进一步减少支撑结构的材料损耗,对树形支撑结构进行了研究优化,提升现有树形支撑的生成速度和支撑结构的稳定性,选取待支撑点集中最高点和与其水平距离最短的点,依据打印临界角对两点生成圆锥体后求得下层支撑点,循环递归完成整个支撑树的生成,最后实现柱形支撑结构和树形支撑的STL文件化,与模型文件合并后输出。通过实际打印实验,验证了本文的柱形支撑和树形支撑的可行性,两者均可对模型悬空部位起到支撑作用,相比于Cura软件生成的薄壁支撑,本文的树形支撑结构可有效减少材料的损耗和打印时间,降低支撑结构的剥离难度。