目前，FDM(熔融沉积成型)三维打印系统在医疗领域的应用日益广泛，为了满足医学领域中人工骨骼制造的多样性、准确性、快速性等多方面的需求，提出了一套骨骼成型优化的方案。针对模型在进行分段等层厚分层算法处理后表面光滑度较低的问题，（1）进行了应用于不同层厚分界处的光顺处理算法研究；（2）为了保证骨骼模型局部特征区域的成型质量，进行基于周长与法矢量的自适应层扫描速度算法研究，具体如下。

（1）不同层厚分界处的光顺处理算法研究

等层厚切片即整个模型按照同一层厚进行切片，采用等层切片时，对于特征区域外表面曲率大的模型，容易出现较明显的台阶效应。目前，主流的分层方法还是自适应分层，对于形状复杂、功能性要求不同的模型，自适应切片确定的层厚值也未必满足模型各部位的功能需要。

陈正鸣教授团队提出一种分段等层厚分层算法。根据模型的曲面特征判断出不同部位不同的精度要求，在模型的成型方向上自行将模型进行区域划分，输入高度边界值，每一区域根据各自的精度要求进行等层厚分层，这种方法既保留了模型的曲面特征，同时也降低了成型时间。

（2）基于周长与法矢量的自适应层扫描速度算法研究

为了提高模型的成型效率，有学者提出过基于周长变化率的自适应层扫描速度，其只考虑到每层轮廓周长的变化而没有考虑到模型的几何特征，对于轮廓周长大且曲率变化大的区域，若采用较大的打印速度进行打印时，跟无法保证模型的表面质量。

陈正鸣教授团队提出了基于法矢量与轮廓周长的自适应扫描速度，在保证成型质量的前提下也减少了骨骼打印时间。首先根据切片截面轮廓周长的变化控制层扫描速度，轮廓周长小层扫描速度相对较小。就每一层的打印情况而言，最优成型方向为与法向量垂直的切线方向。

选择了胫骨模型作为实验对象，结果表明提出的算法使得骨骼模型的成型质量得到了改善，对模型的成型效率也产生了较大提升，从而验证了算法的有效性。

相关研究成果有：1）童晶，许盺等，基于熔融沉积成型技术的骨骼成型优化方法，计算机应用研究，2016.6。 2）刘宏伟;张云坤;徐南伟;顾勇;童晶;王彩梅;翁益平;杨闻强.一种EBM金属3D打印个性化人体股骨假体袖套的方法 。发面专利（授权号CN201510232768.6），授权时间2017.3.15。