随着3D打印这一概念推广,关于3D打印的相关技术的研究成为一大热点。3D打印技术通过切片软件对CAD建模软件的数据模型处理后,使用3D打印机输出实物,精简了产品的生成过程,对很多行业的发展都产生了深远的影响。然而,在3D模型打印实践中,可能遇到打印过程中耗材过多、打印的模型逼近程度不高、模型放置方向不易确定等问题,这些问题都会影响3D打印的效率和成本。我们称这些问题为3D模型的打印性能。其中材料消耗与模型体积直接相关,而体积为估算材料消耗、预估打印时间和为节省材料而优化模型设计提供了依据。本文通过对现有理论和开源软件算法的分析,提出了基于课题组.mod表面模型文件的几个3D打印性能研究的相关算法,为3D打印一体化软件研制奠定了基础。(1)针对模型体积计算,提出了基于八叉树的体积算法,该算法采用八叉树的数据结构来逼近几何模型,在建立八叉树的过程中,采用相邻两层深度所对应模型的体积差作为结点是否需要继续分解的判据,最后计算结点体积和,即得到模型的体积。与传统的模型体积计算方法相比,该方法具有易于控制模型逼近程度、计算量小的优点。(2)为保证模型表面的逼近程度,提出了一种基于布尔交、并运算结果计算面积以判断相似度的自适应的分层切片算法。用两层切片求交和求并运算后的面积之比代表两层间的相似度。先用较小间距的等厚分层的方法对模型分层,然后依据相邻切片的相似度判断是否可以合并相邻层,将可以合并的切片两两合并,最后得到一个自适应的分层切片,达到减少切片层数,提高打印效率的目的。(3)为精确查找到模型的待支撑部位,找出合适的模型放置方向,本文改进了一种常用的3D打印待支撑点的查找算法,采用本文提出的自适应切片模型针对模型突变部位处支撑点进行补充查找;并建立了关于模型方向和模型待支撑面在打印平面的投影面积关系的数学模型,该数学模型对待支撑面的判断考虑了3D打印的45度原则,更加贴近实际过程,通过求解该模型,计算出使支撑较少的模型放置方向,为实际打印提供参考。本文通过C++编程实现了上述算法,通过实例验证了算法的可行性。