3D打印支撑算法优化：减少多余支撑的策略

"这篇文档是关于3D打印支撑算法的本科毕业论文，主要讨论了如何改进算法以优化3D打印过程中的支撑结构。作者陈岩在导师刘利刚的指导下，针对3D打印中不必要的支撑进行了分析和改进，旨在提高打印效果并降低成本。" 在3D打印过程中，支撑结构是非常关键的一环，它用于在打印过程中为模型提供稳定性，防止因悬空部分在重力作用下变形。然而，过多或不必要的支撑会增加材料消耗，影响打印效率，并且在后期处理中可能损坏模型的表面质量。因此，算法的改进对于3D打印至关重要。 本文的第二章详细阐述了算法的设计与实现。首先，作者提出了算法的基本思路，接着介绍了算法的具体内容。在算法的改进部分，重点讨论了如何精简多余的支撑结构。通过设定最小支撑长度\(0l\)，当支撑的长度小于这个值时，该支撑将被删除，以减少无效支撑。此外，通过设定最短贴面距离\(d\)（或最小贴面角度\(\rho\)），当支撑与物体表面的距离小于\(d\)或夹角小于\(\rho\)时，也会被判定为无用并去除。这些优化措施旨在保留必要的支撑，同时避免对模型外观和结构造成负面影响。 在2.3.1节中，作者深入分析了多余的支撑分为的两种情形：一是支撑过短，这部分支撑对增加打印稳定性贡献较小，且在去除时可能损伤模型；二是完全位于物体内部的支撑，由于内部通常会填充材料，这部分支撑也是多余的。通过算法优化，这些多余的支撑得以有效剔除，从而实现了更好的打印效果和成本控制。 第三章展示了实验结果，对比了改进算法前后的支撑结构，以及与现有商业软件Cura的算法效果。这表明改进的算法在保持模型稳定性和节省材料方面有显著优势。 总结全文，作者在第四章中概述了研究的主要成果，并对未来可能的工作方向进行了展望，包括算法的进一步优化、提高打印精度和效率等。 这篇论文的贡献在于提出了一种针对3D打印支撑结构的改进算法，通过精细化的判断和处理，有效地减少了不必要的支撑，提升了3D打印的质量和经济性。这一研究成果对3D打印技术的发展具有积极的推动作用。