STL文件修补算法研究

:STL文件在计算机辅助设计领域中得到广泛的应用 ,如快速原型制造系统与CAD系统之间的数据交换接口。但是 ,STL文件本身及其创建过程均存在许多问题 ,如裂缝、孔洞、覆盖等。这些缺陷会给后续处理带来许多不便。针对这个问题 ,本文提出了一种 STL文件的修补算法。该算法首先建立三角片之间的拓扑关系 ,然后检查三角片模型是否存在上述缺陷 ,如果存在 ,则对其进行修补。该算法已在“超人CAD/CAM”系统中实现 ,算法稳定可靠 ,且对上述缺陷 ,基本能正确有效地进行检测与修补     

STL模型切片数据的优化技术研究

快速成型技术是一种基于离散/堆积成型原理的制造方法,它是在计算机的控制与管理下,根据零件的CAD模型,采用材料精确堆积的方法制造原型或零件的.目前在快速成型技术中,由于成型机的数据接口问题,通常在切片之前需要将CAD模型转换成STL模型,而STL模型的某些区域存在冗余的三角形,这些三角形的存在增加了切片时候的求交运算量.通过剔除部分狭长的钝角三角形,实现了对STL模型的合理优化,节省了文件存储空间和后续数据处理时间,具有一定的工程意义.     

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的股骨快速原型制造

讨论了由CT数据生成人体骨骼快速原型模型STL文件的技术路线 ,构造了人体股骨的实体模型 ,通过与快速成型制造系统之间的数据交换 ,制造了具有完整解剖特征的人体股骨模型。     

快速成形中STL模型的自动修复方法与软件研究

STL数据模型是当今商用RP系统广泛采用的CAD到RP的数据接口，已成为RP工业界的事实标准。由于STL数据格式本身的缺陷、CAD造型过程中的人为错误以及CAD模型表面三角化方法所存在的问题，致使得到的STL文件所表示的面化数据模型常出现错误，导致RP后续的切片、加工过程不能正常进行。在分析STL模型常见错误的基础上，提出了相应的自动诊断和修复的方法，基于VisualC++6.0研制开发了STL模型自动修复的软件系统。     

基于STL的股骨快速原型制造

讨论了由CT数据生成人体骨骼快速原型模型STL文件的技术路线，构造了人体股骨的实体模型，通过与快速成型制造系统之间的数据交换，制造了具有完整解剖持征的人体股骨模型。     

三角Bézier曲面建模的RE系统与RP系统集成

为解决复合三角Bezier曲面与快速原型系统接口,以便实现两者集成,提出了按给定精度从复合三角Bezier曲面模型产生STL文件数据的方法,并在原型系统上得到验证,将推动反求工程与快速原型技术的进一步应用。     

Parasolid数据的STL变换研究

为满足CAD软件与快速成形领域的数据交换需要,提出了一种Parasolid数据的STL变换方法。利用Parasolid建模核心的PK-TOPOL-facet()函数将Parasolid模型按STL文件规则进行三角网格化,通过返回的拓扑信息构建三角面片与它的顶点和法向量的拓扑关系,并由此生成了STL文件。应用实例和Solidworks软件诊断表明,采用该方法可以将Parasolid文件变换为STL文件,生成的STL模型中无错误面和缝隙存在。     

三维实体零件分层处理软件的研究与开发

STL作为CAD与RP系统之间数据接口的事实标准，所有的RP系统都支持该数据接口。分层处理是目前快速成形制造的首要环节。该分层软件采用STL模型整体拓扑信息的分层处理思想，分层处理效率高。分析了分层处理软件的总体结构和各模块的功能，给出其流程图，最后，为三维实体零件在计算机坐标系和在快速制模设备坐标系中的坐标转换问题，提出新的解决方案。     

叠层制造领域中的STL模型平滑处理技术

由于STL格式容易生成且不需复杂的CAD系统支持,已发展为叠层制造领域的数据交换标准,但STL模型的精度与其数据文件的尺寸之间存在严重矛盾。提出并实现了一种既可用更高的精度和平滑度对STL模型截面轮廓进行重构,又可显著减小切片文件数据量的最优双圆弧拟合技术。工艺试验证明:与传统的直线段(圆弧)拟合技术相比,采用了切片轮廓最优双圆弧重构技术的叠层制造系统可加工出具有更高成形精度、表面光滑度的成形件,且无需严格的STL模型毗邻误差。     

快速成型的切片数据优化

在目前的快速成型系统中，普遍采用STL格式文件来表达CAD模型，因而在切片后截面轮廓含有大量的数据冗余点，影响了插补加工的精度和效率。文章针对直接插补算法，在分析STL文件及切片数据的组成基础上，提出了一种数据冗余点过滤算法，在保证加工精度的条件下，有效地滤除了冗余点。该方法算法简单，运算时间短，有效地提高了后续插补过程的稳定性，在数据优化后仍采用直线插补，既保证了加工精度，又加快了插补速度。     

基于STL文件的实体分割算法研究

由于快速成型机加工尺寸的限制,难于制造尺寸较大的零件。针对这一问题本文提出一种基于STL文件格 式的实体分割算法,对STL文件分割过程中的关键问题进行了详细地论述,包括:截面轮廓的生成,截交三角面片的 处理和截面轮廓的三角化算法;通过对STL文件的分割处理,提高了快速成型系统对大尺寸零件的制造能力。     

Interface between CAD and Rapid Prototyping systems. Part 2: LMI — An improved interface

The STL (STereoLithography) file format, as developed by 3D Systems, has been widely used by most Rapid Prototyping (RP) systems and is supported by all major computer-aided design (CAD) systems. However, it is necessary to improve the STL format to meet the development needs of RP technologies. In Part 1, several existing and proposed formats have been discussed. This paper, Part 2, will present an improved interface between CAD and RP systems. The new interface is a file format that supports the STL format, removes redundant information in the STL format and adds topological information to balance storage and processing cost. In addition to supporting facet boundary models, the new interface supports precise models by using the edge-based boundary representation. This paper discusses the design considerations of the new interface and data structures for both facet models and precise models. Finally, a comparison of the new interface and the STL file format will be made.     

CS File – An Improved Interface Between CAD and Rapid Prototyping Systems

The STL file, which is de facto standard for the rapid prototyping industries, has too large a file size. This paper proposes an improved interface between CAD and rapid prototyping systems, i.e. a CS (compressed STL) file that has very low data storage redundancies and is completely compatible with the STL file. The CS file is about a quarter of the size of the original binary STL file, without any model information loss. This is very suitable for file transferring via the Internet. Removing coordinate data of duplicate vertices, bit-compression technology, and a comparison of the size and compressed performance of the STL and the CS are also discussed. ID="A1"Correspondance and offprint requests to: Dr Li-Chao Zhang, Rapid Prototyping Building, State Key Laboratory of Plastic Forming Simulation and Die and Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei, 430074, PR China. E-mail: elegantteac@yahoo.com     

一种新的STL数据压缩存储格式

针对STL文件冗余过多,不便于文件传输的缺陷,提出一种新的STL数据文件存储格式－－压缩STL数据格式。这种格式顶点按z、y、x方向进行排序,按顺序存储各点的坐标,接着按右手规则建立三角形面对点的索引,依次保存每个面的索引信息,完整地保留了STL文件的全部信息,同时尽可能地减少数据冗余,使压缩STL文件的尺寸大约为原二进制格式文件的1／3－1／2,非常有利于网络制造过程的文件伟输。此外由于数据已经排序,数据处理时间大大缩短。