Path Planning of a Type of Porous Structures for Additive Manufacturing

沃罗诺图 导线 路径(计算) 算法 计算机科学 凸壳 数学优化 旅行商问题 分拆(数论) 正多边形 数学 拓扑(电路) 几何学 大地测量学 组合数学 程序设计语言 地理
作者
Xiaoya Zhai,Falai Chen
出处
期刊:Computer Aided Design [Elsevier]
卷期号:115: 218-230 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.cad.2019.06.002
摘要

Porous structures are widely used in our daily life due to their special properties such as higher rigidity and lightweight. With the popularity of additive manufacturing (AM), producing porous structures by AM shows great advantages over traditional manufacturing technologies. In this paper, we first introduce a framework to model a type of porous structures which contain lots of small holes. Then we propose an efficient path planning algorithm for this type of porous structures. The algorithm consists of the following steps: for each slice of a porous structure, we first subdivide the domain of the slice into subdomains by generalized Voronoi diagram such that each subdomain contains exactly one hole, and then we carry out dual operation to obtain a partition of the domain into a set of subregions. A route is then found to traverse every subregion by solving a traveling salesman problem (TSP) using genetic algorithm (GA), and along the route subregions are merged into larger ones to improve printing efficiency. Finally we fill each merged subregion with a single Fermat spiral curve and further optimize smoothness and uniformity of the filling path. We demonstrated a variety of testing examples and the experimental results showed the superiority and effectiveness of our method in terms of material cost, printing time and structure stability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
SciGPT应助长京采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
Hjing完成签到,获得积分20
3秒前
CodeCraft应助三达不溜采纳,获得10
3秒前
yx完成签到,获得积分10
3秒前
美美桑内发布了新的文献求助10
3秒前
zwh发布了新的文献求助10
4秒前
youyuanDeng发布了新的文献求助10
4秒前
踏实的紫安完成签到 ,获得积分10
5秒前
王小美发布了新的文献求助10
5秒前
安静无招发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Hjing发布了新的文献求助30
7秒前
等待烨华完成签到 ,获得积分20
8秒前
ssss完成签到,获得积分10
8秒前
Orange应助HMS采纳,获得10
8秒前
9秒前
10秒前
mengdewen发布了新的文献求助10
10秒前
王小美完成签到,获得积分10
12秒前
吴丹完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
14秒前
14秒前
Akim应助youyuanDeng采纳,获得10
14秒前
疯子发布了新的文献求助10
15秒前
虎牙完成签到 ,获得积分10
15秒前
小绿孩不高兴完成签到 ,获得积分10
15秒前
WEAWEA发布了新的文献求助10
16秒前
刘雅文发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
牛油果完成签到,获得积分10
17秒前
Lu发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5694418
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5097111
关于积分的说明 15213683
捐赠科研通 4851008
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2602068
邀请新用户注册赠送积分活动 1553908
关于科研通互助平台的介绍 1511859