STL数据的Parasolid数据变换

为满足STL与Parasolid几何建模核心之间数据直接交换的需要,提出在对三角网格模型数据分割的基础上,利用角点对三角网格曲面边界进行分段,以各边界段的近似中点和递归细分算法提取边界段上的特征点,采用Dijkstra算法计算对应边界段上对应特征点之间的最短路径线以获得空间四角形的节点数据,通过Parasolid函数以插值的方式重构三角网格模型的自由曲面并进行曲面缝合,最终将STL数据转换成Parasolid数据。应用实例表明了所生成模型的稳定性与可靠性。     

基于红黑树的STL数据快速拓扑重建算法

STL文件是一种应用广泛的三角网格表示文件,其中拓扑结构的构建直接关系到后续应用的效果。本文提出的基于红黑树的STL文件快速拓扑重建算法以红黑树为基础数据结构,采用以三角片为单位的思想,将冗余点去除与拓扑结构的建立相融合,完成了对STL文件的半边拓扑结构的快速重建,同时还保证了良好的可扩展性。经实例测试,该算法可以高效、稳定的完成STL文件的拓扑重建工作。     

ACIS平台在STL网格模型拓扑重构中的应用

STL文件描述的是一种离散的实体表面三角面片模型,模型中的所有三角面片是无序的,也不存在拓扑信息。然而在许多应用系统,需要借助模型的拓扑关系进行分析,以快速、准确地操作模型数据。重点研究STL网格模型的拓扑重构问题,在读取STL文件几何信息基础上,分析ACIS模型的数据结构,确定重构模型的拓扑结构,通过ACIS平台提取所需的拓扑信息,实现STL网格模型到ACIS的拓扑模型的重构。最后,通过实例验证重构算法的正确性。     

快速成型制造中分层算法的改进

在现有STL模型切片算法的基础之上,提出了一种基于STL模型坐标分层算法,该算法在读入STL模型时,据各三角面片顶点的Z坐标对其分层,然后据三角面片内部边、顶点之间的拓扑关系在层内进行求交,生成CLI片层文件,输入快速成型机.该算法优化了数据结构,减少了切片时间,提高了切片效率.     

基于STL模型的逆向工程实体建模技术

针对以STL数据表示的零件模型，在分析结构件模型几何特点的基础上，提出了一种以几何体素分离与拓扑关系重建为基础的STL模型逆向工程实体建模技术。通过对三角面片的合并实现平面、柱面、锥面等基本几何体素的分离，并利用Parasolid系统完成体素重构，进一步提取几何体素之间的布尔关系，从而实现含拓扑关系的产品模型重构。利用这一方法，可以实现RE／RP系统与通用CAD系统之间的快速集成，实现产品数据在不同系统之间顺畅传递。     

带有装配定位系统的STL模型直接生成算法研究

提出了在分割STL模型上直接添加装配定位系统的方法。分析了分割后各子零件STL文件中三角面片的特点，建立了有效的带有装配定位系统的STL模型直接生成算法，保证了完整原型的尺寸和形状精度。     

STL可视化过程中的若干数据处理研究

STL文件格式采用一系列三角面来表达三维实体模型,是快速成型领域描述三维实体模型的标准文件格式。通过研究STL文件格式的特点,以Visual C++6.0作为开发平台,结合OpenGL图形编程技术,成功实现STL三维模型的可视化。针对STL文件存在大量冗余数据及无几何拓扑关系等缺点,给出了相应的去冗余数据存储方法以及建立几何拓扑关系的解决方案;节省了存储空间,并为后续进行STL直接切片提供了良好的数据结构。     

面向STL文件的截面轮廓线段连接方法研究

针对3D打印中模型数据的截面轮廓求取问题,分析STL文件的计算机数据格式特征,提出面向STL文件的截面轮廓线段连接算法.首先,通过STL文件的相交面片选取与求交计算,直接生成相交截面的轮廓线段;然后,通过轮廓线段的连接判断,快速生成模型数据的截面轮廓;最后,借助PythonOCC的开源三维模型显示平台,使用Python的计算机编程语言编程开发面向STL文件的截面轮廓生成模块,并通过多个模型的数据测试对所提算法的有效性给予验证.实验结果表明,所提算法可完全避免模型数据的拓扑数据操作,并通过STL文件的直接数据处理,直接实现3D打印中模型数据截面轮廓的快速生成.     

基于STL文件的变密度三维全六面体网格自动生成方法

针对STL文件在传递复杂几何实体模型信息方面具有精度较高的特点，提出了一种基于STL文件变密度三维全六面体网格自动生成方法，给出了STL文件的数据格式及其内容约定，详细阐述了基于STL文件空间CAE模型表面特征自动识别、拓扑关系的生成和变密度栅格法加密信息场的建立等关键技术。实现了在实体模型表面曲率较大和厚度较小的局部区域进行协调加密，可以获得与实体模型边界吻合良好的全六面体协调网格，适合于工程问题的有限元分析计算。若干复杂实体模型算例表明，该算法实用性强，效果良好。     

基于外存八叉树STL模型的拓扑重建方法

基于STereoLithography (STL)三维模型文件,使用八叉树数据结构对模型进行拓扑重建,根据STL模型三角面片法向量夹角不同,找到任意三角面片设定该法向量为基准法向量设定阈值角度将在阈值角度内的三角面片划分成同一部分,最终完整模型被划分成多个子区域,再将子区域投影到基准法向量垂直的平面上得到平面点集,然后使用八叉树讲这些点集进行存储,使用Delaunay三角形法将得到的点集进行平面网格划分,最终使用朴素反映射法将画好的平面网格投影到模型表面。     

STL文件缺陷分析及修补算法研究

STL(Stereolithography)文件是一种三维实体表述文件,广泛应用于快速成型以及其它领域。这里分析了STL文件的规范以及其缺陷特点,给出了不同类型缺陷的修补策略。特别是针对STL文件不含拓扑信息的特点,引进哈希表构造了一种用于表达STL拓扑信息的数据结构,提高了建立拓扑信息的速度以及识别和修补缺陷的效率。本文对最复杂形式的孔-连环孔进行了研究,彻底解决了孔隙的修补问题。实践证明该修补算法稳定可靠。     

An Effective Error-Tolerance Slicing Algorithm for STL Files

Although the STL (stereo lithography) file format is the de facto standard for the rapid prototyping industries, there are always some defects in STL files, many of which are difficult to correct. Instead of correcting the defects of bad STL files by a manual, interactive and complex approach with an STL file correction program, an error-tolerance slicing algorithm for STL files is proposed in this paper. With the detailed analysis of complex defects such as cracks and non-manifold facets, a complete topological structure for the facets model with defects is built and the layer is sliced effectively. The badly sliced contour is processed by crack-tracking and non-manifold facet travelling methods to obtain a correct contour in a relatively easy 2D way.     

NURBS曲线在快速原型制造系统中的应用

大多数快速原型制造系统采用 STL 文件作为与 CAD系统之间的数据交换接口。但是 ,STL 文件是通过用一系列的三角片逼近实际零件表面而产生的 ,STL 文件本身及其创建过程均存在许多问题。要提高模型的精度 ,就必须增加三角片的数量 ,同时减小三角片的尺寸。这必然造成 STL 文件庞大 ,后续处理时间较长 ,而且易产生缺陷 ,使后续处理不能进行。针对上述问题 ,本文分析了 STL文件的不足 ,提出一种 CAD系统与 RPM系统之间新的数据交换方法。该方法对 CAD系统中的真实模型直接切片 ,将切片后所得到的轮廓数据作为 CAD系统与快速原型制造系统之间的数据交换接口。该切片算法已在“超人 2 0 0 0 CAD/ CAM”系统中实现 ,算法表现稳定     

海量STL文件的快速读取与显示

STL文件作为一种通用的三维数据文件格式,广泛应用于快速成型及其他领域。如何快速读取海量数据的STL文件并显示,是模型后续操作的一个首要环节。本文针对海量数据的特点,采用内存映射手段、基于哈希表结构的冗余顶点删除和OpenGL中显示列表技术等,对海量STL文件的快速读取和显示进行了研究,并和国外先进软件进行了比较,实验数据表明本文方法较Surfacer软件和Rap idForm软件提高效率25%~40%左右。     

Development of a Stereolithography File Interface with ArtCAM™

This paper presents the technique used for converting a 3D ArtCAM™ relief file into the stereolithography (STL) format. This 3D file is obtained from a 2D picture using a 3D CNC engraving software called ArtCAM™. The problem is to convert the 3D relief files into an STL format without compromising the accuracy and details of therelief. This paper discusses the size of the files which have been converted, and steps taken to reduce the file size by reducing the number of triangles or facets in the STL file. The discussion involves the verification of the converted model by comparing it with the original relief. The problems associated with the reduction of triangles when the file has been converted to STL format are also discussed.     

ADAPTIVE LAYERED CARTESIAN CUT CELL METHOD FOR THE UNSTRUCTURED HEXAHEDRAL GRIDS GENERATION

Adaptive layered Cartesian cut cell method is presented to solve the difficulty of the unstructured hexahedral anisotropic Cartesian grids generation from the complex CAD model. Vertex merging algorithm based on relaxed AVL tree is investigated to construct topological structure for stereo lithography (STL) files,and a topology-based self-adaptive layered slicing algorithm with special features control strategy is brought forward. With the help of convex hull,a new points-in-polygon method is employed to improve the Cartesian cut cell method. By integrating the self-adaptive layered slicing algorithm and the improved Cartesian cut cell method,the adaptive layered Cartesian cut cell method gains the volume data of the complex CAD model in STL file and generates the unstructured hexahedral anisotropic Cartesian grids.     

基于VC和OpenGL的STL文件的分层和显示

STL文件是快速成型系统的标准文件类型,广泛应用于数控加工、逆向工程和有限元分析等.详细介绍了STL文件的读取和分层算法,并利用VC＋＋6.0平台结合OpenGL编程技术,实现了STL文件格式的读取、分层算法以及STL模型的三维显示、视角变换、缩放、平移和分层显示等功能.为进一步实现数控系统直接使用STL文件进行加工奠定了基础.     

基于散列的STL拓扑信息重建方法

STL 文件拓扑信息的重建 ,是 STL 文件正确性检验和修复等工作的前提 ,是在产品反求的基础上进行产品再设计的基础。针对现有方法计算复杂 ,计算量大等问题 ,本文首次将半边结构用于 STL 拓扑信息重建过程 ,提出了一种基于散列的 STL 拓扑信息重建新方法 ,该方法可以快速有效地实现 STL 拓扑信息重建