随着“中国制造2025”国家政策措施对快速成形技术的鼓励和扶持,使得国内许多研究机构在快速成形技术中投入了大量人力和资金。快速成型技术也依靠自身优势条件在汽车制造、航空航天、食品加工、纳米制造、工业设备、医疗以及军事等领域取得了重大的研究成果,并产生了翻天覆地的改变。中国传统制造业的转型离不开快速成形技术这一战略技术,但是中国在快速成型技术上相比国外先进水平还有一定差距,进口的快速成型机价格比较高,并且有很多限制使用条件,如何制造出自己的高尖端的快速成型设备是我们急需解决的问题。如何有效的对模型相关数据进行处理,以及在保证打印模型的精度和强度的条件下,提高成型效率是需要解决的重要问题。本课题的内容是关于熔融沉积成型区域填充路径优化研究,其优化的目标是在满足模型表面轮廓精度的条件下缩短填充时间,提高熔融沉积成型填充效率。本文是采用轮廓偏置法与实体内部Zigzag填充相结合的复合方式,对截面轮廓内部划分成多个子区域后,在得到各个子区域内选取最优角度方法进行填充。首先依据熔融沉积成型过程影响成型精度的因素的综合分析研究,并针对其影响因素运用NURBS拟合的方法减少填充过程中的轮廓误差。其方法是对模型STL文件进行分析、整理得到所需要的点、线、面等相关信息,从而提取截面多边形轮廓。对所得到的多边形轮廓中的曲线部分,采用NURBS曲线对其进行拟合,从而得到逼近原模型轮廓曲线。接下来,对截面轮廓内部的路径填充,首先运用区域分割算法把存在孔、洞的轮廓分成二个或者多个单独的区域,再采用凹变形凸分解算法把每个单独区域分成多个子区域,该算法目的是减少喷头跨越内孔以及非成型区域的次数,这样喷头空行程仅存在从一个子区域到另一个子区域的过程中。在运动学模型下,通过对熔融沉积成型技术填充过程中填充角度的分析研究,发现不同区域存在着最优的填充角度。在每个子区域采用不同填充角度的方法可以有效地减少填充时间,并且减少填充过程中内应力的产生。最后通过实例验证该优化方法的有效性和正确性,对保证模型精度、提高成型效率有很高的研究意义。