路径规划是影响3D打印精度和效率的关键因素。大多数工业金属零件存在尺寸精度要求高、边缘不整齐等特征,同时金属材料还存在热传导性、扩散性等特点,容易导致材料堆积、拉丝、形件变形或翘边等现象,最终导致形件尺寸、质量达不到标准。因此结合金属材料特征进行路径规划优化算法的研究具有实际意义。本文首先对当前存在的几种路径规划算法进行对比分析,选取了适用于金属材料打印的偏置轮廓路径规划算法。接着介绍3D打印的STL模型,研究STL模型的切片过程,得到了切片后的数据,即初始外轮廓数据。然后本文提出优化的路径规划算法,该算法实现首先分为三个主要流程:第一步利用特征点法或面积法确定轮廓的过渡层,过渡层路径采用当前存在的等距离偏置轮廓算法。第二步利用贝赛尔曲线对过渡层内轮廓进行顺滑处理,这可以极大的减少路径存在的拐点数量。并且检测光滑内轮廓层与过渡层之间的距离,在过大的空隙处生成打印新分区。其间用到了内外轮廓判断算法和碰撞检测检测算法等,来避免路径相交或重叠。第三步利用局部路径和全局路径优化处理,进一步顺滑路径,圆滑尖角,这样可以减少材料热量堆积和打印机停顿现象。本次实验设计了可视化系统来对比分析优化前后的效果。为了验证本文算法的实用性,测试模型包括简单的单连通模型和复杂的多联通模型,通过拐点优化前后细节对比图和路径拉直对比图显示优化效果,最后还计算了生成的路径里的拐点数量、路径分割数和填充率,通过统计数目进一步验证优化的有效性。