3D打印物体的稳定平衡优化

来源：计算机研究与发展杂志2017年第3期北京时间：

作者：吴芬芬,刘利刚,

摘要：3D打印日渐流行，赋予大众创造物体的能力.首先通过计算机中3D建模软件构造3D数字模型，再借助3D打印加以制造.虚拟环境中无物理规则的特点使得模型千姿百态，但是通过3D打印之后发现物体无法平衡站立.首次提出3D打印物体的稳定平衡优化问题，针对这一问题，研究不倒翁的原理，提出稳定平衡优化算法，使得物体达到稳定平衡.具体做法为先将物体体素化，迭代式从水平、垂直方向进行逐体素的挖空，选取最佳的挖空方式；对于个别极端例子，再通过对底部小范围内的修改来达到稳定平衡.逐体素的启发式挖空策略避免了挖空可能出现的悬浮、自相交等问题；底部局部小范围的修改也保证了物体的形状基本不变,该方法的可行性通过多个例子的成功优化得到证明.

关键词：稳定平衡, 优化, 3D打印, 体素化, 不倒翁,