LatticeCore

Lokální aplikace pro generování povrchových a objemových 3D Voronoi lattice struktur. Projekt vzniká pro bakalářskou práci zaměřenou na 3D tisk strukturních materiálů a hodnocení jejich mechanické odezvy.

LatticeCore pracuje offline na jednom počítači. Webové rozhraní zajišťuje Three.js a Vite, geometrické výpočty běží v persistentním Python workeru nad NumPy, SciPy, PyVista a VTK.

• import uzavřených STL a OBJ modelů,
• parametrickou kostku a válec pro rychlé experimenty,
• skutečnou 3D Voronoi kostru oříznutou objemem vstupního modelu,
• povrchově konformní Voronoi síť kopírující tvar modelu,
• propojení povrchové a vnitřní sítě pomocí connectorů,
• odstranění krátkých prutů a sloučení blízkých uzlů,
• rychlý pracovní náhled z překrývajících se primitiv,
• finální watertight implicitní mesh pro 3D tisk,
• kontrolu manifoldnosti, hranic, komponent a objemu,
• řízení relativní hustoty a dávkové generování více hustot,
• cache mezivýsledků, frontu úloh, průběh přes SSE a zrušení výpočtu,
• export STL, JSON metadat, CSV průběhu a ZIP dávkových výsledků.

Požadavky:

• Node.js 20.19 nebo novější,
• Python 3.11 nebo novější,
• Windows PowerShell pro připravené pomocné skripty.

git clone https://github.com/akabrt00/LatticeCore.git
cd LatticeCore
npm install
python -m venv .venv
.\.venv\Scripts\python.exe -m pip install -r requirements.txt -r requirements-dev.txt
npm run dev

Aplikace se otevře na http://127.0.0.1:5173/.

Alternativně lze na Windows použít:

.\scripts\start-dev.ps1

1. Nahraj uzavřený STL nebo OBJ model.
2. U vícesložkového modelu ponech výchozí volbu Použít všechny uzavřené, případně vyber Ponechat největší.
3. Pro rychlé ladění nech Rychlý export – samostatné pruty.
4. Nastav počet seedů, průměr prutů a minimální délku prutu.
5. Pro tisk přepni na Finální watertight mesh a nejdřív použij pracovní kvalitu.
6. Zkontroluj panel validace a exportuj STL až po úspěšném dokončení úlohy.

STL ani OBJ spolehlivě neukládají jednotky. LatticeCore interpretuje souřadnice jako milimetry a nabízí explicitní měřítko importu.

Vzorkuje povrch vstupního meshe, vytvoří aproximovanou povrchovou Voronoi síť, vyhladí ji a umístí ji na povrch nebo s odsazením dovnitř. Výstup tvoří pruty a kulové uzly, nikoli plný plášť.

Vygeneruje seed body uvnitř objemu, vypočítá 3D Voronoi diagram, ořízne jeho hrany podle domény a spojí vnitřní kostru s povrchovou sítí. U konkávních modelů může jedna Voronoi hrana vytvořit více oddělených intervalů uvnitř tělesa.

• legacy-primitives: rychlý diagnostický výstup z válců a koulí; nemusí být manifold,
• implicit-union: kapsle a uzly jsou spojeny do jednoho pole vzdálenosti a oříznuty vstupní doménou; výsledný mesh musí projít watertight a edge-manifold validací.

Kompletní kontrola serveru, Python geometrie a produkčního buildu:

npm run test:all

Samostatné části:

npm run test:server
npm run test:python
npm run build
npm audit

Aktuální release checkpoint zahrnuje 123 Python testů, serverové testy fronty, zotavení workeru, retence výsledků a sanitizace veřejných výstupů. Podrobnosti jsou v docs/release-checkpoint-report.md.

• Architektura
• Vývojové prostředí
• Řešení problémů
• Persistentní worker
• Clean-room validace
• Bezpečnostní audit
• Poznámky k externím Voronoi projektům
• Roadmapa

• vstupní objem musí být uzavřený a edge-manifold,
• rychlý engine není určen jako finální tiskový mesh,
• VTK FlyingEdges nelze přerušit uprostřed nativního volání,
• finální výpočet složitých modelů může vyžadovat nižší voxelové rozlišení nebo více RAM,
• automatická kontrola tisknutelnosti je experimentální a nenahrazuje kontrolu ve sliceru.

Projekt je aktivní výzkumný prototyp. Před mechanickými zkouškami vždy ověř výsledný STL ve sliceru a zaznamenej použité parametry z JSON metadat.