STL模型局部精度补偿方法研究

STL格式文件是RP行业的事实标准，但是STL模型精度与STL文件尺寸之间的矛盾还没有得到有效解决。提出一种局部精度补偿方法，利用该方法重新生成的STL文件保证了模型各部分的精度，同时缩短了STL文件尺寸、减少了数据计算量。     

基于STL文件格式的线框模型算法的研究与实现

介绍了基于 STL文件格式的线框模型算法 ,该算法是通过寻找 STL文件每个平面的轮廓环设计的 ,同时给出了一个该算法在基于 STL文件格式的快速模具设计系统中的应用例子     

浮雕模具的逆向设计及加工

针对以浮雕为主体的模具,提出基于"激光扫描-建模-加工"的逆向设计技术.激光扫描数据生成三角面片模型,对其进行光顺并生成高质量STL.STL导入Artcam软件生成3D模型,利用其矢量设计功能对模型进行设计修改.基于设计的3D模型,提出浮雕模具的加工刀具路径设计方法.该方法可以设计优异的浮雕模具且效率很高.     

基于工业 CT 的零件内外曲面形位误差分析

针对具有复杂内腔结构零件的内部曲面形位误差分析困难的问题,提出了一种基于工业 CT 技术的零件复杂内腔的形 位误差分析方法。 首先,使用工业 CT 对零件进行扫描并重建为测量 STL 模型。 然后将设计 IGES 模型离散为 STL 模型与测量 STL 模型进行配准。 其次,利用设计 IGES 模型作为引导,判定测量 STL 模型中的点和 IGES 模型各曲面的归属,自动分割测量 STL 模型中的所有曲面。 最后,选取设计 IGES 模型的曲面并对曲面对应的点云簇进行形位误差分析。 选取百万级测量点云的 阀体模型进行实验,完整地分割点云模型所有曲面,选择任意曲面进行形位误差分析,测得选定内部曲面的圆柱度为 1. 11 mm、 平面度为 0. 61 mm、平行度为 1. 92 mm。 本文方法只需输入零件测量 STL 模型和零件设计 IGES 模型,再选取设计 IGES 模型待 测曲面就可以自动地完成零件内外曲面的形位误差分析。     

光固化快速成形中待支撑区域识别技术研究

从实现的角度出发，以支撑设计规则为分类原则，对待支撑区域进行了分类。在对零件的STL格式表示和其几何特征的相互关系研究的基础上，介绍了基于STL模型的三维待支撑区域特征识别的数据结构设计和实现技术，最后，给出三维待支撑区域特征识别的完整算法及其应用实例。     

基于STL模型的异地实时协同环境的研究与应用

3D打印广泛应用于模具制造、工业设计等领域。在3D打印应用服务过程中,需针对异地分布多用户需求对产品模型的需求、设计及制造环节进行沟通与交流,在互联网环境下提出基于STL模型的异地实时协同环境系统。介绍了国内外3D打印协同设计研究现状,并着重阐述了基于STL模型的异地实时协同环境系统的架构、基于Open VPN的SSL VPN组网方案以及网络环境下的STL模型实时互动控制等关键技术。实践表明,系统的应用能有效地节约3D打印应用服务的时间成本。     

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。     

面向协同装配设计的STL模型简化研究

针对协同装配设计中模型简化的技术要求:既要保证简化后的模型满足装配接口的精度要求又要能够使模型得到充分的处理,提出了基于装配特征的STL模型简化算法.该算法首先通过对CAD系统的二次开发,提取装配特征的紧扣包围盒信息;其次根据紧扣包围盒信息将STL模型读取为可简化和不可简化的部分;最后通过对Garhnd算法的一系列改进,对可简化部分模型进行简化处理.通过对该算法的实现应用表明:该算法能很好地满足协同装配设计中模型简化的技术要求.     

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。     

快速成型的STL模型切片轮廓优化新方法

目前的大多数快速成型系统在表达CAD模型时仍采用STL模型,因此在模型切片后截面轮廓含有大量的数据冗余点,严重影响了快速成型过程的效率和制造精度。基于此,提出了一种STL模型切片轮廓数据优化的新算法。实例表明该算法可以提高STL模型切片后截面轮廓数据处理的效率和精度,在保证加工精度的前提下,可以进一步提高成型件的加工效率与质量,进而改善其性能。     

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.     

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。     

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。     

CSDF:一种基于STL的无锯齿差分网格剖分算法

针对基于差分的铸造CAE系统生成体网格时图像显示呈锯齿状这一问题,提出了一种基于STL面片模型的无锯齿网格剖分算法。算法采用一种新的组件式有符号距离场(CSDF)模型来对多个STL实体进行剖分。该模型采用了一种稳健的容错方法,能够对不封闭、缺点、少面的STL实体进行正确的剖分;使用BSP树来加速计算每个网格中心点距离铸件、砂芯、铸型以及浇注系统等STL几何实体的最小距离,并规定位于内部的中心点的距离为负,外部为正,表面为零,使得每一个网格点有一个表示材质的数据,同时还有几个不同的距离值;材质数据用来表示物理属性,而距离值用来进行STL实体的布尔运算,以实现组件式的网格剖分和几何模型的重建,获得光滑的后处理图像。实例表明:算法可行,可实现组件式的几何实体无锯齿网格剖分,且剖分结果能进行数值计算。     

Generation of an STL File from 3D Measurement Data with User-Controlled Data Reduction

Reverse engineering is a methodology for constructing com-puter- aided design (CAD) models of physical parts by digitising an existing part, creating a computer model and then using it to manufacture the component. When a digitised part is to be manufactured by means of rapid prototyping machines such as stereolithography apparatus (SLA) and selective laser sintering equipment (SLS), etc., it is not necessary to construct the CAD model of a digitised part. This can be achieved by the proposed novel method which can construct an STL file (the de facto file format for rapid prototyping machines) directly from digitised part data. Furthermore, the STL file can be constructed with a significant data reduction at the users’ discretion.     

基于空间微四面体的异质材料零件建模方法

当前以均质材料为设计前提的大多数商用计算机辅助设计系统难以描述异质材料零件(Heterogeneous objects,HEO)的结构信息和材料信息,已有的HEO建模方法也基本上都缺少与通用的建模软件系统及快速成形设备的兼容性。基于此,以几何与材料信息基本映射关系为基础,提出一种基于常用数据格式——表面三角化数据(Stereo lithography,STL)以构建微四面体空间单元的HEO建模方法。通过建立实体、微四面体、STL面片、空间节点四者之间的对应关系,进行HEO实体模型的逐层分解,从而形成被离散化的微四面体空间单元网格节点,并赋予网格节点相应的材料信息,再根据单元网格节点的三维位置及材料值逐一计算各微四面体表面处的结构和材料分布,进而实现整个HEO边界曲面至内部的结构及材料设计,利用实例验证了该方法在复杂HEO设计方面的有效性。     

Rapid prototyping fabrication and finite element evaluation of the three-dimensional medical pelvic model

This paper presents a non-uniform, periodic closed B-spline approximation algorithm for the fabrication of a medical pelvic model, based on rapid prototyping, and also gives the finite element evaluation of the pelvic model. Rapid prototyping (RP), when used in fabricating medical prosthesis, has a strict requirement for closeness and impermeability of STL files. Incorrect data structure in STL files will cause the subsequent slicing process not to proceed. The non-uniform periodic closed B-spline curve approximation method was applied to processing CT data. The precision and size of STL files was improved to optimize the RP model of the pelvis. Finally, the model of the pelvis was evaluated with the finite element method. Results suggest that a high similarity has been achieved in terms of shape, size and biomechanical properties of the pelvic model and the normal one, which validates our argument that rapid prototyping with non-uniform, periodic closed B-spline algorithm is suitable for the fabrication of a pelvic model, which will prove to be significant in the design of pelvic prostheses .     

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。     

STL数据处理对激光烧结制件表面条纹影响的研究#br#

对光固化立体造型（STL）模型数据的尼龙选择性激光烧结（SLS）制件表面条纹进行研究,利用SLS成形技术原理、STL模型数据存储规则、激光扫描路径形成原理,设计STL模型数据的尼龙SLS实验,分析STL模型数据烧结制件表面条纹形成机理,并提出避免条纹形成的方法。实验分析结果表明：制件表面条纹的产生是由于系统软件读取数据时,数据平面有三角形缺失或冗余;制件表面条纹与STL模型数据在成形坐标系中的Z坐标值有关,且与实际烧结层厚的关系存在一定规律性;通过对STL模型数据三角形均匀化处理或使其Z坐标不在特定坐标,能够避免制件形成表面条纹。