基于STL格式数据的网面体碰撞检测方法

在剖析STL网面体模型的数据结构的基础上,用矢量方法对三维空间的STL三角形网面体的相互碰撞检测问题进行了较深入的分析,给出相应的碰撞检测算法,并提出一些基于实践应用经验的改进和优化方法。     

基于STL模型支撑生成算法的研究

针对快速成型制造中须对零件加支撑的需求,提出一种新的支撑生成方法。它首先提取零件待支撑区域的关键特征(如悬吊点、下棱线、待支撑下表面的轮廓线等),同时指出各种支撑的基本构件实质就是单边对应的多边形支撑面,并采用了局部斜板支撑的方案实现其生成算法,在此基础上生成零件的特征支撑;然后采用对生成的特征支撑STL模型分层后分区扫描填充加强支撑线来实现对待支撑下表面内部区域的有效支撑。应用表明：该方法实现了对成型零件关键特征的准确支撑和对待支撑面域的有效支撑,生成支撑效果良好。     

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。     

基于STL模型垂直切片的支撑自动生成算法研究

针对光固化等快速成形工艺中须对零件加支撑的需求，本文提出一种新的支撑自动生成算法。该算法基于STL模型提取零件的悬吊点、下棱线、待支撑下表面的轮廓线等待支撑区域的关键特征，根据它们在形平面的投影特征来优化布置分层基准线并进行垂直切片，应用所提出的基于垂直截面轮廓内待支撑边生成支撑多边形的算法，生成相应的变厚度薄壁形支撑。实际应用表明，该算法能够对成形零件的待支撑区域自动添加准确有效的支撑。     

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。     

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.     

Fast parallel algorithm for slicing STL based on pipeline

In Additive Manufacturing field, the current researches of data processing mainly focus on a slicing process of large STL files or complicated CAD models. To improve the efficiency and reduce the slicing time, a parallel algorithm has great advantages. However, traditional algorithms can’t make full use of multi-core CPU hardware resources. In the paper, a fast parallel algorithm is presented to speed up data processing. A pipeline mode is adopted to design the parallel algorithm. And the complexity of the pipeline algorithm is analyzed theoretically. To evaluate the performance of the new algorithm, effects of threads number and layers number are investigated by a serial of experiments. The experimental results show that the threads number and layers number are two remarkable factors to the speedup ratio. The tendency of speedup versus threads number reveals a positive relationship which greatly agrees with the Amdahl’s law, and the tendency of speedup versus layers number also keeps a positive relationship agreeing with Gustafson’s law. The new algorithm uses topological information to compute contours with a parallel method of speedup. Another parallel algorithm based on data parallel is used in experiments to show that pipeline parallel mode is more efficient. A case study at last shows a suspending performance of the new parallel algorithm. Compared with the serial slicing algorithm, the new pipeline parallel algorithm can make full use of the multi-core CPU hardware, accelerate the slicing process, and compared with the data parallel slicing algorithm, the new slicing algorithm in this paper adopts a pipeline parallel model, and a much higher speedup ratio and efficiency is achieved.     

采用顶点删除的STL模型分簇简化方法

STL模型的简化技术对改进STL模型的精度质量有很重要的作用。对STL模型简化方法进行了研究,提出了一种改进的简化方法———STL模型分簇简化方法,并对SolidWorks软件进行二次开发,在此软件中实现算法功能,结合实例进行了验证。STL模型分簇简化方法提高了简化速率,在简化质量和简化速率方面取得了较好的平衡。     

面向快速成形技术的彩色模型计算机描述方法研究

介绍了适合于快速成形的彩色模型的定义,分析了彩色模型色彩分布的两种不同形式,并以STL文件为基础给出了相应的计算机描述方法。     

基于布尔运算的轻量化模型建立技术研究

为了解决基于三维模型的机加工艺设计中工序模型的建立问题,提出了基于布尔运算的轻量化模型建立方法。通过对轻量化模型格式的分析,建立了轻量化模型的数据结构,在此基础上对轻量化模型的建立方法进行了深入地研究,给出了模型建立的实现过程并对其中涉及的相交测试及交点计算、点及面的重组算法进行了详细的讨论。最后,通过建模实例对该算法进行了验证。     

基于MFC的STL格式数据文件接口问题研讨

在开发与快速成形相关的软件时,对STL格式的数据文件的读取是必不可少的。对STL文件的两种格式(二进制格式和ASCII码格式)作详细分析,并给出用MFC对这两种格式数据读取的具体算法。     

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.为此,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STL文件尺寸、减少数据计算量.     

反求工程与快速原型制造的集成技术

随着计算机和网络技术的发展以及信息高速公路的建设,反求工程技术(RE)与快速原型制造技术(RPM)的结合也日趋紧密.反求工程可对快速原型制造的产品进行快速、准确的测量,找到设计的不足,而快速原型制造又为反求工程提供成品,以验证设计,这样二者集成后即形成一个快速的闭环设计制造系统,实现了产品的快速开发.对二者集成的关键技术(数据接口问题)进行研究分析,考虑到现接口文件STL格式的存在的种种弊端,提出一种由点云数据直接自适应分层的处理方法.不但可以避免表面网格化所带来的误差,而且无需借助中介的文件转换格式,也就提高了RPM的效率和精度.     

STL模型的融合拼接研究

提出了基于STL模型文件的二次设计的融合、拼接理论算法，可以便捷的将不同设计的优良部分结合，亦可以保留优良部分形成模板化的系列设计，充分利用了STL文件格式作为通用数据接口格式的优势。模型重构后的二次设计改形是基于逆向工程技术的产品创新设计的有效手段，能够给企业带来极为显著的经济效益。     

基于STL文件的激光切割切口自动识别算法研究

随着板材多轴激光切割技术的广泛应用,快速、准确地识别板材上的切口形状将有效提高板材激光切割的工作效率。因此,根据板材五轴激光切割技术的特点,鉴于STL文件的诸多良好特性,提出了基于STL文件的凸型板材模型切口形状的自动识别算法,并利用Visual C＋＋6.0平台、C＋＋语言和OpenGL进行了可行性验证。算法实例表明,该算法简单有效。     

虚拟样机工程师对零部件实体模型的检验

提出了虚拟样机工程师对零部件实体模型检验的必要性,阐述了一些检验方法和技巧。     

STL模型切片轮廓数据的生成算法研究

对基于STL模型的切片处理技术进行了深入分析,并在吸收现有算法优点的基础上,提出了分组排序、对边求交的分层算法。该算法先根据三角面片中顶点在分层方向的最大坐标值和最小坐标值对各面片进行排序并形成分层关系矩阵,然后对每层的三角面片采用对边依次追踪求交的方法生成切片轮廓数据。实际应用表明,该算法具有高效、稳定和可靠等优点。     

面向STL的数控加工方法研究与应用

提出了一种面向STL的数控加工方法,分析了三角面片对数控加工的影响,给出了面向STL数控加工的特点和优缺点,阐述了该方法在数控加工领域中的重要价值.实例证明了该方案的可行性.     

基于CAD和快速成形技术的义耳设计和制造

利用计算机辅助设计(CAD)技术对缺失耳朵进行修复设计、运用快速成形技术进行赝复体制作,为义耳手术探索 出一种全新的设计、制造方案,解决了耳缺失赝复体修复过程中义耳设计的对称、美观等问题,降低了传统方法制作义耳 的难度,提高修复手术的满意率。     

AutoCAD环境下直接适应性切片方法及实现

数据分层处理是快速成型技术的核心.适应性分层可以有效解决快速成型中成形精度和速度之间的矛盾.利用AutoCAD二次开发技术,通过比较相邻层片截面的面积确定切片厚度,提出了一种基于CAD模型的直接适应性切片方法,并对该方法进行了实现,同时与定层厚切片方法进行了比较,最后给出了分层实例并对结果进行了分析.