Tight printable enclosures for additive manufacturing - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Accéder directement au contenu
Rapport (Rapport De Recherche) Année : 2015

Tight printable enclosures for additive manufacturing

Enceintes ajustées pour la fabrication additive

Samuel Hornus
Jérémie Dumas
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 881438
Frédéric Claux

Résumé

Additive manufacturing is a process by which a three dimensional object is created layer after layer, through selective deposition of material. It often requires the automated generation of auxiliary shapes, to temporarily support the object, to protect its surface, or to carve inner cavities and reduce material usage. In this context, we define a ``printable enclosure'' as a minimal volume enclosing a given shape and whose boundary can be printed at the smallest possible thickness while ensuring proper bonding between layers. Such an enclosure is well suited to serve as auxiliary structure for additive manufacturing: it is easy to print and require little material. In this paper, we demonstrate its use on three different applications: enclosing a print within protective walls that are close to the surface; generating large inner cavities whose walls are printable, and finally modeling support structures that provide a dense support to the downward facing surfaces while vanishing as quickly as possible below the supported object. We obtain the shape of an enclosure by considering constraints on its set of slices along horizontal planes. In practice, the set of slices is discrete and the constraints afford for an efficient sweep-like construction algorithm using morphological operations on the slices. We discuss the printability and optimality of the enclosures and their boundary walls.
La fabrication additive produit des objets en déposant un matériau en couches successives. Cela requiert souvent la synthèse ou l'impression de formes additionnelles pour support l'objet en cours de fabrication, protéger sa surface ou bien y creuser des cavités afin de limiter la quantité de matériel utilisé. Dans ce contexte, nous définissons une "enceinte ajustée" comme le plus petit volume contenant une forme donnée et dont le bord peut être fabriqué à la plus petit épaisseur possible tout en garatissant le bon maintient des couches de matière successives. Ces enceintes ajustées sont utiles pour la fabrication additive. Elles sont rapide à fabriquer et nécessitent peu de matériau. Cet article montre leur utilité dans trois applications~: la génération d'une paroi protectrice restant proche de l'objet à fabriquer, la génération de cavités aussi grandes que possible à l'intérieur d'un objet et dont les parois restent fabriquables; enfin, la modélisation de structures de support denses dans le voisinage immédiat des parties basses de l'objets et diminuant le plus rapidement possible en dessous. Ces enceintes sont modélisées en considérant les contraintes s'opérant sur leurs coupes transversales, par un plan horizontal. Nous décrivons un algorithme par balayage permettant de modéliser rapidement ces enceintes à l'aide d'opérations morphologiques sur les coupes.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

hal-01141706 , version 1 (13-04-2015)
hal-01141706 , version 2 (04-05-2015)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01141706 , version 2

Citer

Samuel Hornus, Sylvain Lefebvre, Jérémie Dumas, Frédéric Claux. Tight printable enclosures for additive manufacturing. [Research Report] RR-8712, Inria. 2015, pp.22. ⟨hal-01141706v2⟩
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