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中国测试2025年第04期:基于复合域特征的3D打印网格结构差异测量

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨国政;吴泱序;陈平;

单位:中北大学信息与通信工程学院;动态测试技术国家重点实验室;

摘要:金属3D打印技术在制造复杂几何结构中展现出极高的自由度和设计灵活性,广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。打印过程中容易出现缺陷和尺寸误差,影响结构性能和完整性,为解决此问题提出一种基于三维点云配准和自动提取重复结构遍历对比的模型差异检测方法。首先通过CT扫描获取三维数据,结合体素直方图和阈值分割提取模型;其次提出复合域特征分析法,结合标准差表征空间域特征变化,并引入傅立叶变换进行频域特征分析,实现模型基本单元的自动提取;最后改进传统点云配准算法,使用FPFH特征和ICP算法进行全局和精细配准,计算模型误差,进行差异分析与可视化。实验结果表明,该方法能高效准确地检测出模型差异和缺陷,显著提升三维网格结构的检测精度和效率。

关键词:金属3D打印;镂空网格;模型差异检测;复合域特征;点云配准;三维可视化

基金资助:国家重点研发计划(2023YFE0205800); 澳门科学技术发展基金(0092/2024/AFJ,0075/2023/AMJ,0003/2023/RIB1,001/2024/SKL); 国家自然科学基金(U23A20285,62471442,62301508,62301507,62201520); 山西省重点研发计划(202302150401011); 山西省基础研究计划(202303021211149); 中央引导地方科技发展基金项目(YDZJSX2024D037)