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3D打印技术加工灵活多样,擅长加工复杂形状的工件。工业CT利用X射线的穿透性在具有内腔结构的工件检测中存在着得天独厚的优势。为了实现对具有内腔结构工件的逆向制造,可以将工业CT和3D打印结合。工业CT检测得到的结果是一系列工业CT切片,而3D打印机需要G代码来直接驱动,如何将工业CT切片转化成3D打印G代码是两种技术结合的关键。目前从工业CT切片转换成3D打印G代码的方法有通过STL间接转化和通过CLI间接转换。通过STL间接转换方法不进行中间插值,得到的3D打印工件存在明显的“阶梯效应”问题,且转换效率不高,容易出现缺陷。而CLI等二维层片数据格式在当今的3D打印加工中几乎很少使用,不被主流的3D打印软件所支持,实用性不高。并且通过CLI间接转化也会生成中间格式,影响转换效率。针对于上述问题,本文提出了一种由工业CT切片图像直接生成3D打印G代码的方法,该方法不生成任何中间格式,从工业CT切片直接生成3D打印G代码,生成的G代码可直接传入3D打印机完成加工。主要研究内容如下:(1)对工业CT切片图像进行预处理,得到了工业CT切片轮廓图像。应用经典边缘检测算子对工业CT切片进行边缘检测,比较各算子的性能,并选用Canny算子完成边缘检测工作,得到有效的切片边缘信息;采用八邻域轮廓跟踪算法和断边连接得到完整的、封闭的边缘轮廓曲线;采用左右矢量法完成了对轮廓数据的简化,减小了后续问题处理计算量。(2)根据工业CT图像的特点把工业CT切片图像的几何元素分成工件实体、背景、外轮廓、内轮廓、片段、轮廓点、特征点等部分。采用射线法来判定内了外轮廓;再用内外轮廓的位置来判定实体和背景区域;求取轮廓点带符号曲率的值,再求取带符号曲率和点坐标构成函数的极值点,排除不符合条件的点从而提取了特征点。(3)向相邻的工业CT切片轮廓图像中插入新的轮廓图像使得工业CT切片的层间厚度减小到3D打印的层间厚度。对相邻层间轮廓进行轮廓匹配,当轮廓匹配出现分支时,先对轮廓合理地拆分和合并,使工业CT切片轮廓图像中的所有轮廓都能在相邻的工业CT切片轮廓图像中找到一一对应的轮廓;完成特征点和轮廓点匹配使每一个轮廓点能找到对应的轮廓点;在对应的轮廓点中间插入新的点,连接新点得到新的工业CT切片轮廓图像。(4)对每一层工业CT切片进行格式转换。把工业CT切片中的实体划分成外墙、内墙、上下表面、填充和支撑;应用往复平行扫描填充来填充各打印区域;把运动路径转化成G代码指令。对每一层工业CT切片进行格式转换。(5)将上述研究内容集合成一个应用程序,完成配套软件的设计实现。使用汽车轮毂、化油器的工业CT切片进行实验,得到了两个模型的3D打印G代码,用cura仿真软件读取并显示G代码,用3D打印机加工得到了实际的模型。将直接转换方法与使用STL和CLI间接转换方法比较,发现直接转换方法拥有更好的效率,打印的工件具有更好的打印质量,可以打印复杂的模型。从而验证了该转化方法的有效性与正确性。