Visualisation et fabrication de structures internes complexes

Abstract

Additive manufacturing enables the fabrication of complex internal structures akinto 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 enablingfluids to traverse.Triangle meshes are not well suited for modeling and visualizing such structures. Instead, severalapproaches have been proposed to model them as implicit solids, described by an indicator functionreturning 1 when a point lies within the solid and 0 outside. Such representations are very compactin memory, however interactive visualization and efficient processing for fabrication can becomedifficult. This stems from the fact that to visualize or fabricate the structure, the function mustbe 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 contextof interactive modeling for additive manufacturing. We describe an algorithm for the progressiverendering of the structures, as well as an efficient slicing procedure for preparing the geometriesfor 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 visualisationinteractive 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 modéliserinteractivement 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

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