Visualizing and Fabricating Complex Internal Structures
Visualisation et fabrication de structures internes complexes
Résumé
Additive manufacturing enables the fabrication of complex internal structures akin
to foams within shapes. These fine scale structures modify the large scale properties of the shape,
for instance making it lighter while preserving sufficient rigidity, or creating porosities enabling
fluids to traverse.
Triangle meshes are not well suited for modeling and visualizing such structures. Instead, several
approaches have been proposed to model them as implicit solids, described by an indicator function
returning 1 when a point lies within the solid and 0 outside. Such representations are very compact
in memory, however interactive visualization and efficient processing for fabrication can become
difficult. This stems from the fact that to visualize or fabricate the structure, the function must
be queried at a high sampling rate. This results in a slow and memory intensive process.
In this paper we discuss our approach for dealing with such complex structures in the context
of interactive modeling for additive manufacturing. We describe an algorithm for the progressive
rendering of the structures, as well as an efficient slicing procedure for preparing the geometries
for fabrication.
La fabrication additive permet d'intégrer aux objets des structures complexes, ressemblant à des mousses. Ces détails de petite échelle modifient les propriétés à grande échelle de l'objet, par exemple en l'allégeant ou en créant des porosités qui permettent à des fluides de circuler en son sein.
Les maillages triangulaires ne sont pas bien adaptés à la modélisation et à la visualisation de ce type de géométries. Des méthodes alternatives ont été proposées, notamment pour les modéliser sous forme de solides implicites, défini par une fonction indicatrice qui renvoie 1 lorsqu'un point est solide et 0 à l'extérieur. Ces représentations sont très compactes en mémoire, cependant leur visualisation
interactive et leur préparation efficace peut devenir coûteuse. Ceci vient du fait que pour visualiser et préparer la structure pour le processus de fabrication, il faut échantilloner la fonction indicatrice avec un pas de discrétisation très fin, ce qui induit de longs temps de calcul et requiert une grande quantité de mémoire. Dans cet article nous discutons d'une approche pour visualiser et modéliser
interactivement ce type de structures, dans le contexte de la fabrication additive.
Nous décrivons un algorithme pour l'affichage progressif de structures complexes, ainsi qu'un algorithme de tranchage efficace pour la fabrication additive.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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