饶勇建 付国强 陶 春 高宏力 邓小雷

1. 西南交通大学机械工程学院，成都，610031 2. 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，杭州，310027 3. 西南交通大学先进驱动节能技术教育部工程研究中心，成都，610031 4. 衢州学院浙江省空气动力装备技术重点实验室，衢州，324000

0 引言

3D打印中常用的熔融沉积成形(fused deposition molding，FDM)打印技术为三轴打印，打印过程中打印头相对于工件的姿态固定不变，从而导致许多不足之处，如打印曲面有阶梯效应、打印悬垂结构需要支撑、表面质量低、力学性能差、二次加工易干涉等。为了解决这些问题，许多研究者将五轴加工技术引入3D打印中，形成了五轴3D打印[1-2]。WU等[3]将五轴3D打印用于模型的线框打印，提出了一种避免打印干涉的算法，极大地提高了打印速度与质量。WU等[4]在五轴3D打印机上加入了视觉反馈模块以提高打印质量。ISA等[5]针对五轴3D打印提出了一种考虑工件表面轮廓的打印路径规划算法。

后置处理是将工件坐标系中打印头的位姿信息，根据运动学模型和一定的数控指令格式，转换为用于加工的数控代码，它连接了CAM系统和CNC系统，是数控加工中的关键技术。许多后置处理的研究在建立运动学模型时，采用基于多体系统的齐次变换矩阵或是D-H矩阵。这就需要为每个轴建立局部坐标系、位置变换矩阵、运动变换矩阵，建模过程较为冗长繁琐。而指数积理论不仅能清晰地表示旋转与平移运动，而且建模时只需要一个全局坐标系。FU等[6]应用指数积理论进行五轴机床的几何误差建模。……