28、3D 复合材料预制件编织的计算方法

3D 复合材料预制件编织的计算方法

在建筑领域，硅管和纺织品的应用已经得到了探索。一些设计师尝试使用定制的针织管来构建复杂的建筑系统，还有人考虑将针织技术纺织品用作复杂混凝土外壳的轻质永久性模板。在本研究中，针织纺织品被用作纺织增强复合材料结构的净形预制件，它能减少材料浪费，还可局部定制材料密度、孔隙率和微观结构。然而，目前缺乏一种简单有效的工具，能将设计师的 3D 模型转化为机器的编织数据。当前纺织行业中，将任意 3D 形状或图案转化为编织信息的过程既费力又耗时，且高度依赖有经验的技术人员。因此，本研究旨在提供一种计算方法，实现设计师 3D 模型与机器编织信息之间的平滑转换。

现有技术

在从 3D 模型生成编织信息方面，已经提出了多种方法：
- Igarashi 等人 ：引入了一个为 3D 圆形动物模型生成手工编织图案的系统。
- Yuksel 等人 ：提出了一种用于针织服装的纱线级建模技术，Wu 等人进一步将其发展成一个能将任意 3D 网格转换为针织模型的全自动流程，但该流程不能保证结果可编织。
- Wu 等人 ：通过引入移位路径连接相邻编织行和短行来创建形状变化，引入了可编织的针迹网格，但此方法要求用户具备一定的编织知识，且目前输入的几何形状并非任意的。
- McCann 等人 ：展示了一个将形状基元自动转换为编织机低级指令的编译器，但该编译器不能直接将任意 3D 几何形状作为输入。
- Popescu 等人 ：描述了一种将不可展曲面转换为 2D 编织图案的