平面多边形Voronoi图算法在快速成形中的高效应用

"基于平面多边形Voronoi图的算法与快速成形应用 (2008年)" 是一篇由钱波、张李超和黄诗画在华中科技大学材料科学与工程学院发表的科研论文，主要研究了如何利用Voronoi图理论优化快速成形技术中的等距线扫描工艺。 Voronoi图，又称Dirichlet区域或瓦尔登堡图，是一种几何分割方法，它将平面分割成多个区域，使得每个区域内任意点到特定对象（如多边形顶点）的距离小于到其他对象的距离。在本文中，作者深入探讨了平面多边形的Voronoi图的特性，并针对这一领域提出了一种新的算法。该算法的核心在于对每个Voronoi图对象独立处理，分别计算它们的分治区，随后整合这些区域形成一个完整的拓扑结构的Voronoi图。相较于传统的二分法等算法，这种方法显著提高了计算Voronoi图的成功率。 在VC++编程环境下，这一新算法被成功实现并应用于快速成形技术。快速成形，也称为快速原型，是一种通过逐层堆积材料来制造三维实体模型的技术，常用于产品设计和制造过程中的原型制作。在这一过程中，等距线扫描工艺是非常关键的一环，它决定了每一层的构建路径。作者的算法能快速解决平面切片轮廓的Voronoi图，并高效生成等距线，从而实现对实时生成切片轮廓所有等距线的支持。 实验结果表明，采用此算法能有效减少快速成形制件，特别是大平面制件的翘曲和变形，从而提升制件的整体质量。这在制造精度和效率上都有显著的改进，对于减少后续加工步骤和提高产品质量具有重要意义。该论文的关键词包括Voronoi图、平面多边形、算法、快速成型和等距线，反映了研究的主要内容和焦点。 这篇论文为快速成形技术提供了一个创新的解决方案，利用改进的Voronoi图算法优化了等距线生成过程，减少了制件的形变，对于提高快速成形工艺的精度和可靠性有着积极的推动作用。