基于图像识别仿生木纹的三维打印路径规划方法

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2024年第2期北京时间：

作者：于颖，白捷仁，李帅帅，李思齐，王玉

单位：1.同济大学 机械与能源工程学院，上海 201804;2.同济大学 中德工程学院，上海 201804

摘要：针对传统三维打印采用的诸如网格、三角等均匀同构介观结构填充存在结构效率低、与承载零件应力场不协调等问题，受自然生长的木纹可提高木材整体性能的启发，提出基于图像识别仿生木纹的三维打印路径规划方法，旨在借鉴木材的纤维排布以改善零件的机械性能。通过木材铣削分层，依次提取各层图像木纹并生成对应打印路径，并逐层打印出仿生木纹试件。拉伸试验结果表明：相比同质量的网格填充、三角填充、直线填充三种传统均匀同构填充试件，基于仿生木纹的非均匀异构打印试件最大拉伸载荷分别提高了115.03 %、72.89 %、64.39 %，证明了基于仿生木纹的非均匀介观填充结构能够显著提高打印件拉伸强度。

关键词：仿生木纹,介观结构,图像识别,路径规划,三维打印

基金资助：国家自然基金资助项目（52175244、51675383）