面向3D打印的物理建模与几何优化

基本信息
批准号:61572291
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:吕琳
学科分类:
依托单位:山东大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:潘荣江,赵海森,周佳然,王斌,徐未来,魏源,陈文拯,薄志涛,应建明
关键词:
几何优化物理建模3D打印
结项摘要

3D printing or additive manufacturing is a process of making three dimensional solid objects from a digital file, which is growing rapidly in recent years. Geometric modelling and optimization in or related to 3D printing has become one of the research hotspots in computer graphics and computer aided design. There are many physical issues or constraints to be considered in 3D printing, like mechanics, materials and different media. Such physical issues bring new problems for geometric modelling and render it into a new research area, in which the key is physical modelling and geometric optimization. Orienting this problem, we will do researches on the following aspects: 1) Optimization of the printable 3D shape for the optimal strength-to-weight ratio based on porous structure; 2) Design and optimization of the printable 3D shape for the optimal optical effect; 3) Design and optimization of the printable 3D shape for the optimal acoustic effect; 4) To develop a 3D printing oriented physics engine prototype system. The project aims to get research achievements from above research topics to provide theoretical and technical support for geometric modelling in 3D printing.

3D打印技术作为直接以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术,在近年来飞速发展。面向3D打印的几何模型设计与优化也成为计算机图形学、计算机辅助几何设计等领域的研究热点。本项目旨在充分考虑3D打印中的物理因素如受力情况、模型强度、材料属性、不同的通过介质等,针对面向3D打印的物理建模与几何优化这一关键问题,开展以下几个方面的内容研究:1)考虑受力与材料的三维可打印模型的内部结构设计与优化;2)基于光传播的三维可打印模型设计与优化;3)基于声音传播的三维可打印模型的内部结构设计与优化;4)面向3D打印的物理引擎原型系统开发。本项目旨在通过对上述内容的研究,扩展考虑材料、光学、声音等物理因素的面向3D打印的建模与优化算法,完成一个可扩展的面向3D打印的物理引擎,为面向3D打印的三维模型设计提供物理仿真与几何优化的方法与技术支持。

项目摘要

本项目研究目标是为面向3D打印的物理建模与优化中的关键问题和难点问题的解决提供新的理论和方法,为3D打印中的模型几何设计、模型物理仿真、模型结构优化提供一系列简单、实用、稳定有效的新技术。项目组围绕项目目标,聚焦面向3D打印的物体受力结构分析和结构加固,和面向3D打印的创新设计与几何优化开展研究。项目内容执行过程紧密围绕项目目标展开,取得了一系列创新性研究成果,在ACM TOG、IEEE TVCG、CAGD、GMP等计算机图形领域国内外顶级期刊及会议发表论文16篇,获授权发明专利12项,新申请发明专利10项,完成了预期研究目标。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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