本技術屬于增材制造，特別是涉及一種平面連續打印路徑生成方法、計算機設備和計算機可讀存儲介質。

背景技術：

1、熔融沉積成型技術（fused?deposition?modeling，fdm）憑借其獨特的制造特性在增材制造領域占據重要地位。該技術基于熱塑性材料逐層堆疊成型原理，通過精密控制送絲機構將聚合物線材輸送至加熱噴嘴，經熔融擠出后完成三維實體的構建。相較于其他增材制造方式，fdm技術具有設備購置成本低、便于運輸和安裝、耗材制備工藝成熟且成本優勢顯著等特點，使其在快速原型制造和個性化定制領域獲得廣泛應用。

2、然而fdm成型件的機械性能受制于多物理場耦合作用機制，具體表現為工藝參數組合與成型路徑的耦合作用對制品強度產生的顯著影響。為突破這一瓶頸，連續纖維增強打印技術應運而生，連續纖維增強打印技術通過定向排列纖維顯著提升構件縱向強度，但由于連續纖維的力學特性表現為正交各向異性：纖維沿擠出方向取向使縱向強度遠超橫向，卻在非軸向載荷下易界面分層；層間纖維存在弱結合區，致使層間剪切強度較低；同時，動態擠出過程中纖維受工藝參數波動影響，易出現取向偏移和邊緣富集現象，引發局部應力集中，造成增強效果的不穩定。針對上述問題，路徑沿應力方向控制的優化策略至關重要——通過精確匹配打印路徑與構件實際受力方向，可最大化纖維取向與主應力方向的一致性，從而顯著提升承載效率并抑制分層風險。?因此，亟需結合智能監測與實時調控技術，以應力場為導向動態修正打印路徑，實現對纖維取向及界面質量的精準調控。

3、前面的敘述在于提供一般的背景信息，并不一定構成現有技術。

技術實現思路

1、基于此，有必要針對上述問題，提出了一種平面連續打印路徑生成方法、計算機設備和計算機可讀存儲介質，能夠提高打印件的強度。

2、本技術解決其技術問題是采用以下的技術方案來實現的：

3、本技術提供了一種平面連續打印路徑生成方法，包括：根據預設層高對被打印對象的3d模型進行切片，得到多張2d切平面，以及2d切平面對應的四面體網格；通過動態幾何細分算法對2d切平面進行多邊形網格劃分以得到多個單元網格；將單元網格映射到四面體網格中，獲取單元網格對應的應力張量；根據單元網格與四面體網格的映射關系，及應力張量確定2d切平面的合主應力場；根據合主應力場生成預設樹結構；在單元網格內部生成閉合路徑；根據預設樹結構將閉合路徑逐次連接，以得到打印路徑。

4、在本技術一可選實施例中，將單元網格映射到四面體網格中，包括：確定位于2d切平面中心的單元網格，標記為中心節點；將中心節點的中心點映射到四面體網格中；根據單元網格與四面體網格的映射關系，及應力張量確定2d切平面的合主應力場，包括：獲取四面體網格各個節點單元網格的應力張量，標記為計算應力張量；以四面體網格的體積坐標作為計算應力張量插值的系數進行計算，以獲取中心節點的單元合主應力張量；將所有單元合主應力張量投影到2d切平面的網格中心節點上，以確定2d切平面的合主應力場。

5、在本技術一可選實施例中，以四面體網格的體積坐標作為計算應力張量插值的系數進行計算，包括：對計算應力張量進行插值處理，以得到單元合主應力張量；將所有單元合主應力張量投影到2d切平面的網格中心節點上，以確定2d切平面的合主應力場，包括：匯總所有單元合主應力張量得到參考主應力，參考主應力通過xyz坐標系表示；將參考主應力的z坐標刪除以得到合主應力場，合主應力場通過xoy坐標系表示。

6、在本技術一可選實施例中，根據合主應力場生成預設樹結構，包括：獲取合主應力場的參考方向；將單元網格的中心點按照參考方向所指向的方向進行連接，并遵循預設的生成原則對連接后的單元網格進行修飾，以得到最預設樹結構，預設樹結構采用最小生成樹的方式表示；生成原則，包括：單元網格的中心點間基于鄰接關系進行構建，當且僅當兩個鄰接的單元網格存在共享邊時建立連接；計算單元網格的共享邊的邊權重，根據邊權重的大小連接鄰接的單元網格連接兩個鄰接的單元網格時保證最小生成樹連接的方向與參考方向一致；當兩個鄰接的單元網格的共享邊為各自的最短邊時，不經過最短邊進行連接。

7、在本技術一可選實施例中，在單元網格內部生成閉合路徑，包括：連接單元網格的頂點與中心點，將單元網格分割為多個三角形；計算每個三角形的內心位置，將內心位置按照預定方向進行連接得到初始路徑；對初始路徑執行平滑處理后得到閉合路徑。

8、在本技術一可選實施例中，根據預設樹結構將閉合路徑逐次連接，包括：以預設樹結構的根節點為起點，執行深度優先搜索，確定單元網格之間的父子節點關系；判斷待連接的父節點對應的單元網格和子節點對應的單元網格之間是否存在公共邊；若不存在，則重新生成預設樹結構；若存在，則根據子節點和父節點關系，將各個子節點的閉合路徑，依次與對應的父節點的閉合路徑進行連接。

9、在本技術一可選實施例中，將各個子節點的閉合路徑，依次與對應的父節點的閉合路徑進行連接，包括將待連接的兩條閉合路徑中位于預設一側的閉合路徑標記為path1，另一條閉合路徑標記為path2；根據path1和path2和待連接的兩個單元網格的位置關系確定參考點，參考點包括中心點、連接點、中斷點中的至少一項；按照預設順序逐次連接參考點，以得到待連接的父子節點間的連接路徑；遍歷整個預設樹結構，匯總所有連接路徑，以得到打印路徑。

10、在本技術一可選實施例中，根據預設樹結構將閉合路徑逐次連接，以得到打印路徑，包括：將逐次連接后得到的路徑標記為待處理路徑，對待處理路徑執行優化處理；優化處理包括等距重采樣優化處理、降噪處理、尺度標準化處理、高斯平滑優化處理、特征保護處理和優化驗證處理中的至少一項；將執行完優化處理后的待處理路徑標記為打印路徑。

11、本技術還提供了一種計算機設備，包括處理器和存儲器：處理器用于執行存儲器中存儲的計算機程序以實現如前述的方法。

12、本技術還提供了一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，當計算機程序被處理器執行時實現如前述的方法。

13、采用本技術實施例，具有如下有益效果：

14、本技術將待打印件切片之后，針對每張2d切片以其主應力場的方向作為驅動，以預設樹結構，例如最小生成樹的父子節點關系遍歷整個切片，動態生成與主應力方向保持最佳匹配的沉積路徑，實現了一個面向增材制造的多目標優化填充系統，打印路徑與主應力方向協同優化，使連續纖維的各向異性強化特性精準適配承載需求，通過局部方向控制為打印結構提供更優的力學性能和材料利用效率，有效解決了傳統工藝中打印路徑與應力場失配導致的局部弱化問題，為復雜工況下的高性能連續纖維增強構件制造提供了兼具力學性能優越性和工藝經濟性的解決方案。

15、上述說明僅是本技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本技術的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明。應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術。