STL模型的分层轮廓数据优化算法

在快速成形系统中 ,由于STL模型在切片后的截面轮廓数据含有大量的数据冗余点 ,严重影响了插补加工的精度和效率。为此 ,作者提出了一种数据冗余点的联合剔除算法 ,在保证加工精度的条件下 ,以进一步提高加工效率与质量     

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。     

RE/RP集成系统中基于STL的精确分层方法

为克服STL网格化文件存在容易丢失精度等固有缺陷,提出基于STL的精确自适应分层系列算法,从提高分层截面的轮廓曲线精度出发,同时考虑到后续数控插补的适应性,采用曲率连续的适应性强的Clothoid曲线拟合算法,重构曲线轮廓并得到拟合加工点;同时在自适应分层中采用垂直轮廓参考曲线上点的切线角决定切片的厚度,有效提高了切片精度和效率,最后采用熔融沉积成形系统进行快速成形验证。结果表明,该方法有效减小了原有的STL格式文件的固有误差,提高了快速成形制件的加工表面质量和效率。     

基于分组的STL模型快速切片算法

通过分析现有的STL(stereolithography)模型切片算法的特点,提出了基于分组的STL模型分组切片算法。该算法根据每个三角面片在切片方向的投影值,将整个STL模型分为若干组,以减少在切片过程中对三角面片的遍历次数、排序次数以及求交计算量。同时提出了基于链表的拓扑重建算法,在建立拓扑结构的同时去除了冗余数据。组内建立拓扑结构简化了切片轮廓线的构造过程,从而有效地提高了切片算法的整体效率。通过实验仿真对比分析,证明了该算法的实用性和高效性。     

义齿加工模型STL文件的数据读取技术研究

STL文件是一种在快速成型加工中经常使用的文件格式。采用Oracle数据库技术读取STL文件中的数据,并对STL中的数据点进行了有效的冗余去除,减小了数据存储量,便于对有用的数据进行加工后处理,提高了处理效率。同时,Oracle技术的使用增强了编程的灵活性和效率。     

STL格式文件拓扑重建及快速切片算法研究

建立三角面片之间拓扑关系是提高分层切片效率的关键因素之一,提出基于标准模板库set容器的拓扑关系重建算法及快速切片算法,有效地去除了STL文件大量冗余数据,简化了数据的存储,该算法每一个三角面片在每一切平面内只求一次交点,切片完成后可直接得到封闭轮廓环,以减少在切片过程中对三角面片的遍历次数、排序次数及求交点计算量,简化了轮廓环的构造过程,从而有效地提高了算法的效率.     

STL切片数据的双弧曲线拟合算法

为提高制品加工速度和精度,在快速成型加工过程中,必须对切片数据进行重新拟合处理。同时为简化后续的插补处理,不宜采用过多的标准圆锥曲线及不规则参数曲线等多种类型组合曲线拟合。因此,提出了用双弧曲线和线段组合曲线拟合STL文件切片数据,在插补运算速度和曲面光滑度方面均得到很好的效果。     

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。     

基于冗余信息的STL模型快速切片算法北大核心

目前3D打印技术广泛采用基于STL模型的切片算法,而拓扑关系的重建与有序交点的获取则是切片效率的主要影响因素。在分析STL文件信息存储特点的基础上,提出了一种基于冗余信息的快速切片算法。首先建立与当前切平面相交的三角形集合,求出集合中各三角形与切平面的交点信息并存入临时数组,将坐标值重复的交点视为冗余信息;然后根据冗余信息确定三角形间的拓扑关系,并据此确定各交点的次序,同时将已知次序的交点信息从临时数组中删除,若数组中已不存在某交点的信息冗余,则判定有序点列已形成一个封闭的截面轮廓;再采用上述方法,得到当前切层内可能存在的其余封闭轮廓,直到临时数组为空。通过实例验证,证明该算法的可行性与稳定性。     

基于邻域关系的STL文件拓扑重建技术

针对以STL文件描述的网格模型,详细分析了STL文件模型的几何数据结构特性;提出了采用顶点一环邻域的拓扑结构对STL模型进行快速重建;对基于Hash和红黑树的冗余点合并算法进行了分析,分别设计了适应于两者存储节点的数据结构。实例分析表明本文算法在冗余顶点合并和邻域拓扑重建在效率上有着良好的体现。     

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     

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。     

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。     

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。     

快速原型制造中实体信息描述与容错切片

从数学上说明了用 STL文件数据格式可以保证快速成形技术的通用性 ,以及如何重建和显化物体表面的拓扑信息 ;引进容错技术 ,对有错的STL文件直接切片。     

A finishing cutter selection algorithm for additive/subtractive rapid pattern manufacturing

The additive/subtractive rapid pattern manufacturing (RPM) process sequentially deposits thick material slabs and then machines them into desired geometries in a layer-by-layer manner. Although most rapid manufacturing systems mainly intend to increase flexibility in manufacturing rather than to reduce processing speed, it is still practical to choose the optimized sets of cutters and machining parameters specifically for each layer to improve both the machining quality and efficiency. This paper presents an algorithm to automatically select finishing cutter geometry, diameter, and calculate machining parameters for the RPM process. Inputs to this algorithm are StereoLithography file from a computer-aided design model and a cutter library. Finishing cutter selection is based on geometry accessibility and machining process efficiency analysis. The algorithm has been implemented in RPM automatic process planning software and the experimental result on a sample part is presented to show the efficacy of this algorithm.     

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。     

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.     

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。     

基于STL模型的RP数据前置处理ASP工具集研究及应用

提出一种基于STL模型的RP数据前置处理ASP解决方法，建立了ASP工具集的功能模型和体系结构；以STL文件的缺陷检查与模块修补为例，阐述了ASP工具集的具体开发过程，开发的ASP工具集已集成到RPM网络化服务集成系统中。应用结果表明，基于STL模型的RP数据前置处理ASP工具集提供了一个有效的使能工具，在为协同制造企业和RP用户提供统一的前置数据处理和工艺选择服务的同时，可提供数据前置处理软件的维护、管理和升级服务，能有效地支持RPM网络化制造的实施。