本技术涉及3d打印，具体而言，涉及一种基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法及系统。
背景技术：
1、目前3d打印过程成型策略单一，同一零件在打印过程中采用同一种策略，不能针对不同的区域特征进行打印策略划分，造成零件局部特征应力集中，变形较大，存在以下缺陷：同一种工艺参数不能兼顾各个特征的打印效果。
2、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法及系统，以解决上述技术问题。
2、本技术提供了一种基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法，包括：
3、对预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，并进行应力分布模拟；
4、根据所述预设结构特征集中的各个结构特征的区域划分结果以及应力分布模拟结果，对所述预设结构特征集中的各个结构特征进行打印策略模拟，以建立特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系；其中，所述打印策略包括3d打印路径；
5、获取待打印零件的结构特征；
6、根据所述待打印零件的结构特征，对所述待打印零件进行区域划分，得到所述待打印零件的区域划分结果；
7、对所述待打印零件应力仿真模拟，得到所述待打印零件的应力仿真结果；
8、根据所述待打印零件的区域划分结果和所述待打印零件的应力仿真结果，基于特征应力分布与打印策略之间的所述打印映射关系，自动调用目标打印策略对所述待打印零件进行打印。
9、进一步地，所述预设结构特征集包括以下结构特征：角、圆、平面、孔结构、晶格结构以及空心结构；所述对预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，并进行应力分布模拟，包括：
10、对所述预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，得到各个结构特征对应的子区域；
11、提取所述各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息。
12、进一步地，所述应力分布信息包括在第一应力方向上的第一分量、在第二应力方向上的第二分量以及在第三应力方向上的第三分量；所述打印策略还包括打印方向、层厚、填充密度和支撑结构；所述根据所述预设结构特征集中的各个结构特征的区域划分结果以及应力分布模拟结果，对所述预设结构特征集中的各个结构特征进行打印策略模拟，以建立特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系，包括：
13、对所述预设结构特征集中的各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息进行归一化；
14、根据经过归一化处理后的预设结构特征集中的各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息，构建并训练打印策略推荐模型；其中，所述打印策略推荐模型用于根据零件的结构特征推荐打印策略。
15、进一步地，所述根据经过归一化处理后的预设结构特征集中的各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息，构建并训练打印策略推荐模型，包括：
16、根据经过归一化处理后的预设结构特征集中的各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息，构建所述打印策略推荐模型；其中，
17、；
18、其中，为构建的所述打印策略推荐模型；为输入层节点的编号；为隐含层节点的编号；n表示输入层节点数；h表示隐含层节点数；k为小于输出节点数量的正整数；f()表示隐含层激励函数；表示输入数据，表示输入层和隐含层之间的连接权值；表示隐含层和输出层之间的连接权值；表示初始化隐含层阈值；
19、根据结构特征的分类，将经过归一化处理后的预设结构特征集中的各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息按照类别数量n划分到n个应力分布集合中；
20、将所述n个应力分布集合中的数据输入构建的所述打印策略推荐模型，根据损失函数对构建的所述打印策略推荐模型进行监督训练；其中，所述n个应力分布集合中的数据具有对应的权重系数；所述打印策略推荐模型包括的每层网络采用三维卷积核，邻域之间卷积核共享。
21、进一步地，
22、；
23、其中，表示第个应力分布集合中的数据具有的权重系数；为非线性函数；表示第个应力分布集合；表示第个应力分布集合的置信度；、均为调节因子；为n个应力分布集合的置信度的和；n为所述应力分布集合的数量。
24、进一步地，损失函数的表达式如下：
25、；
26、其中，n为所述应力分布集合的数量；表示在训练时，以预设频率丢弃第个应力分布集合中的数据的概率；为所述打印策略推荐模型的总训练次数；表示所述打印策略推荐模型的期望输出；表示经过次训练后所述打印策略推荐模型输出的权值矩阵；表示经过次训练后，所述打印策略推荐模型所推荐的打印策略的得分。
27、进一步地，接收预设对象发送的特征应力分布与打印策略之间的映射关系实例；
28、基于特征应力分布与打印策略之间的映射关系实例，对特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系进行更新。
29、本技术提供了一种基于结构应力仿真的3d打印路径规划系统，包括区域划分与应力模拟单元、打印映射关系建立单元、待打印零件区域划分结果确定单元、待打印零件应力仿真结果确定单元以及目标打印策略调用单元；其中，
30、所述区域划分与应力模拟单元，用于对预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，并进行应力分布模拟；
31、所述打印映射关系建立单元，用于根据所述预设结构特征集中的各个结构特征的区域划分结果以及应力分布模拟结果，对所述预设结构特征集中的各个结构特征进行打印策略模拟，以建立特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系；其中，所述打印策略包括3d打印路径；
32、所述待打印零件区域划分结果确定单元，用于获取待打印零件的结构特征；根据所述待打印零件的结构特征，对所述待打印零件进行区域划分，得到所述待打印零件的区域划分结果；
33、所述待打印零件应力仿真结果确定单元，用于对所述待打印零件应力仿真模拟，得到所述待打印零件的应力仿真结果；
34、所述目标打印策略调用单元，用于根据所述待打印零件的区域划分结果和所述待打印零件的应力仿真结果，基于特征应力分布与打印策略之间的所述打印映射关系，自动调用目标打印策略对所述待打印零件进行打印。
35、进一步地，所述预设结构特征集包括以下结构特征：角、圆、平面、孔结构、晶格结构以及空心结构；所述对预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，并进行应力分布模拟，包括：
36、对所述预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，得到各个结构特征对应的子区域；
37、提取所述各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息。
38、进一步地，所述应力分布信息包括在第一应力方向上的第一分量、在第二应力方向上的第二分量以及在第三应力方向上的第三分量；所述打印策略还包括打印方向、层厚、填充密度和支撑结构；所述根据所述预设结构特征集中的各个结构特征的区域划分结果以及应力分布模拟结果，对所述预设结构特征集中的各个结构特征进行打印策略模拟，以建立特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系，包括：
39、对所述预设结构特征集中的各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息进行归一化；
40、根据经过归一化处理后的预设结构特征集中的各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息，构建并训练打印策略推荐模型；其中，所述打印策略推荐模型用于根据零件的结构特征推荐策略。
41、基于本技术提供的实施例，对预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，并进行应力分布模拟；根据预设结构特征集中的各个结构特征的区域划分结果以及应力分布模拟结果，对预设结构特征集中的各个结构特征进行打印策略模拟，以建立特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系；其中，打印策略包括3d打印路径；获取待打印零件的结构特征；根据待打印零件的结构特征，对待打印零件进行区域划分，得到待打印零件的区域划分结果；对待打印零件应力仿真模拟，得到待打印零件的应力仿真结果；根据待打印零件的区域划分结果和待打印零件的应力仿真结果，基于特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系，自动调用目标打印策略对待打印零件进行打印。从而实现了进行3d打印时兼顾所述待打印零件的各个特征的打印效果。具体来讲，具有以下的有益效果：提高打印质量和效率：通过对预设结构特征进行区域划分和应力分布模拟，可以更精确地理解不同区域在打印过程中的力学行为，从而优化打印路径和参数，提高打印质量和效率；增强结构强度和耐用性：应力分布模拟有助于识别潜在的应力集中区域，通过调整打印策略，如改变填充模式或增加支撑结构，可以增强最终产品的结构强度和耐用性；实现定制化打印：建立特征应力分布与打印策略之间的映射关系，允许根据不同零件的具体特征自动调用最合适的打印策略，实现定制化打印；减少材料浪费：通过精确的区域划分和应力模拟，可以仅在需要的区域使用足够的材料，减少整体材料消耗，降低成本；提高设计到生产的转换速度：自动化的打印策略调用减少了从设计到打印的准备时间，加快了产品开发周期；优化打印路径：通过考虑零件的结构特征和应力分布，3d打印路径可以被优化，以减少打印时间并提高打印过程的稳定性；提升打印过程的可预测性：通过仿真模拟，可以在实际打印之前预测零件的打印效果和可能的问题，从而提前采取措施，减少打印失败的风险；支持复杂零件的打印：对于具有复杂内部结构或外部形状的零件，该方法可以确保所有特征都能得到适当的打印策略，实现复杂零件的成功打印。
1.一种基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法，其特征在于，所述预设结构特征集包括以下结构特征：角、圆、平面、孔结构、晶格结构以及空心结构；所述对预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，并进行应力分布模拟，包括：
3.根据权利要求2所述的基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法，其特征在于，所述应力分布信息包括在第一应力方向上的第一分量、在第二应力方向上的第二分量以及在第三应力方向上的第三分量；所述打印策略还包括打印方向、层厚、填充密度和支撑结构；所述根据所述预设结构特征集中的各个结构特征的区域划分结果以及应力分布模拟结果，对所述预设结构特征集中的各个结构特征进行打印策略模拟，以建立特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系，包括：
4.根据权利要求3所述的基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法，其特征在于，所述根据经过归一化处理后的预设结构特征集中的各个结构特征对应的子区域在三个应力方向上的应力分布信息，构建并训练打印策略推荐模型，包括：
5.根据权利要求4所述的基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的基于结构应力仿真的3d打印路径规划方法，其特征在于，
8.一种基于结构应力仿真的3d打印路径规划系统，其特征在于，包括区域划分与应力模拟单元、打印映射关系建立单元、待打印零件区域划分结果确定单元、待打印零件应力仿真结果确定单元以及目标打印策略调用单元；其中，
9.根据权利要求8所述的基于结构应力仿真的3d打印路径规划系统，其特征在于，所述预设结构特征集包括以下结构特征：角、圆、平面、孔结构、晶格结构以及空心结构；所述对预设结构特征集中的各个结构特征进行区域划分，并进行应力分布模拟，包括：
10.根据权利要求9所述的基于结构应力仿真的3d打印路径规划系统，其特征在于，所述应力分布信息包括在第一应力方向上的第一分量、在第二应力方向上的第二分量以及在第三应力方向上的第三分量；所述打印策略还包括打印方向、层厚、填充密度和支撑结构；所述根据所述预设结构特征集中的各个结构特征的区域划分结果以及应力分布模拟结果，对所述预设结构特征集中的各个结构特征进行打印策略模拟，以建立特征应力分布与打印策略之间的打印映射关系，包括：
