一种改进的STL文件快速分层算法

高效的STL模型切片算法是快速成型制造的前提和基础,在有向加权图切片算法的基础上提出了一种快速STL模型切片分层算法,去除了耗时的有向加权图建立,对切片后的数据进行后处理,除去数据中的冗余点,从而提供了一种快速的STL模型切片算法。大量实验及数据表明,新算法具有较高的效率。     

基于分层切片原理的三维雕刻算法

分析了多种基于STL模型的快速分层算法。在综合多种算法优点的基础上,首先提出了对三角面片的顶点按其切片方向进行从小到大排序,以快速滤除冗余顶点;并在此基础上建立三角面片的顶点链表及面向量,以实现STL模型的拓扑信息重构;最后基于所重构的拓扑信息,结合几何连续性分层算法实现高效的自适应分层算法。并通过C+〖KG-*3〗+实现了这一算法,证明了快速成型技术的分层制造思想可应用于三维雕刻的CAD/CAM,在技术上是可行的。     

基于压缩体素模型的快速成型直接切片算法*

基于STL文件模型的间接分层切片算法存在缺乏拓扑信息, 面误差诊断修复困难等问题,结合压缩表示形式的体素模型特点,提出了一种新的基于压缩体素模型直接切片分层优化算法.该算法利用Dexel模型记录的Dexel射线和物体交点所表达的物体表面点位置,通过设定分层平面厚度等参数获得截面轮廓数据,生成可直接适用于快速成型系统的共用层接口CLI文件.该算法在虚拟油泥造型系统中得到了应用,实验结果表明算法稳定、分层效果良好.     

STL模型的分层邻接排序快速切片算法

为提高STL模型切片效率,节省系统资源,提出STL模型分层邻接排序快速切片算法.采用邻接插入法建立三角形邻接关系,根据三角形各点坐标在切片方向上投影的最大值和最小值反求与此三角形相交的切片平面,并通过分析相邻2个三角形公共边与切片平面的位置关系,按邻接顺序建立交点链表.与已有的基于STL全模型拓扑信息提取的切片算法以及...     

STL数据检验和修复

STL数据文件是快速成型最常用的数据交换文件,STL数据的错误将影响快速成型预处理的进行.本文提出一种STL数据检验和修复算法,它通过对STL数据建立拓扑关系,依据棱与面的关联度快速捕获STL数据的错误.针对不同的STL数据错误采用相应的算法,对STL数据进行有效的修复.     

B样条法建立功能梯度义齿模型技术

为提高STL模型切片效率,节省系统资源,提出STL模型分层邻接排序快速切片算法.采用邻接插入法建立三角形邻接关系,根据三角形各点坐标在切片方向上投影的最大值和最小值反求与此三角形相交的切片平面,并通过分析相邻2个三角形公共边与切片平面的位置关系,按邻接顺序建立交点链表.与已有的基于STL全模型拓扑信息提取的切片算法以及分组矩阵切片算法相比,文中算法不进行整体拓扑信息的提取和三角形的分组排序,而是将三角形顺序关系融合于交点链表中,从而达到节省系统资源、提高切片效率的目的.最后通过对壳体实体切片实例的分析,验证了该算法的可行性和高效性.     

快速成型切片数据的优化算法研究

为了能够顺利地进行 STL模型切片轮廓数据的进一步处理 ,提出了对切片数据进行优化处理的算法 .对由于STL模型的缺陷造成切片之后的轮廓信息数据有大量的冗余数据 ,提出了一种冗余数据的滤除算法 ;针对切片轮廓的不封闭 ,给出了有效的修正算法 ;同时给出了对切片轮廓的内外边界进行自动识别的算法 .该算法高效简单 ,提高了后续的数据处理的效率和成型件的加工质量 ,改善了零件成型的加工性能     

STL模型切片轮廓数据的修正与优化

STL文件因其简单和通用性好,一直作为快速成型领域的准标准。但是由于其本身的缺陷,造成切片之后的轮廓信息数据有大量的冗余数据甚至错误。该文针对切片轮廓的不封闭,给出了有效的修正算法;通过对轮廓信息中冗余数据的分析,提出了一种冗余数据的滤除算法。该算法高效简单,提高了后续的数据处理的效率和成型件的加工质量,改善了零件成型的加工性能。     

快速成型系统中自适应的直接切片算法的研究

为了解决CAD模型转换成STL模型时出现误差、均匀切片时加工时间和表面质量难以协调的问题,提出了自适应的直接切片算法.该算法调用商用软件中切片函数对模型直接切片,切片厚度选择采用自适应切片方法.首先求出能够表示模型垂直方向轮廓变化情况的参考曲线,然后在切片时根据参考曲线上各点处切线确定在该处的切片厚度.使用该算法避免了用三角面片逼近CAD模型时的误差,而且根据参考曲线上点的切线决定切片的厚度,不需要试切,在保证模型表面精度的同时提高了成型效率.     

基于MC算法的CT序列图像快速成型文件生成方法

快速成型技术在医学领域有着广泛而重要的应用,为了从医学图像中得到快速成型文件,详细论述了MC(marchingcubes)算法生成STL文件的步骤及需要注意的问题,并将其与轮廓连接生成STL文件的方法进行比较,说明了所提方法优势及可行性。方法先对CT序列图像进行阈值分割、区域增长等图像预处理,然后用MC算法得到用三角片组成的几何模型,最后根据文件格式标准,生成STL文件,其中着重讨论了STL文件中三角面片顶点顺序如何确定这一问题。     

激光直接制造和再制造中的三维CAD模型直接分层技术

在分析SolidWorks软件平台下CAD模型数据的内部表达方法以及拓扑信息和几何信息提取方法的基础上,研究三维CAD模型直接分层技术.对SolidWorks进行二次开发,调用SolidWorks应用程序接口函数中的曲面一曲面求交函数对CAD模型曲面与分层平面求交,得到的交线首尾相连形成轮廓轨迹;同时研究了光栅填充扫描算法及程序实现.为实现切片数据的通用化,设计了记录切片数据的文件格式,用直线、圆弧或圆描述分层轮廓.对上述的直接分层不仅进行了软件模拟,还用于直接制造.制作的试件与STL间接分层试件比较结果表明,采用直接分层的试件的精度和表面质量优于STL间接分层.     

面向RP的工业CT切片数据格式转换软件开发

针对原始的工业CT切片数据,应用矢量化软件提取工件封闭轮廓点数据,并通过轮廓配准、数据精简、三角网格划分、端面处理对轮廓点数据进行处理,实现了面向RP的工业CT切片数据格式转换.为使构成STL文件的三角网格更加优化,文中提出了平均点距值法数据精简与Delaunay三角化的网格精简相结合的数据精简算法,实例验证了该方法的正确性.     

基于NURBS曲线的STL模型截面轮廓平滑处理技术研究

由于STL文件格式的容易生成且不需要复杂的CAD系统支持，已经发展成为快速成型制造领域数据交换的准标准；但是STL模型的精度与其数据文件的尺寸之间存在严重的矛盾，为了在较小的STL文件下得到较高的轮廓精度，本文提出了一种基于三次NURBS曲线STL模型截面轮廓的重构技术，通过设置直线阈值和转角阈值的方法，分段拟合STL截面轮廓数据，使其截面轮廓具有更好的平滑度和更高的精度。     

A new Steiner patch based file format for Additive Manufacturing processes

Additive Manufacturing (AM) processes adopt a layering approach for building parts in continuous slices and use the Standard Tessellation Language (STL) file format as an input to generate the slices during part manufacturing. However, the current STL format uses planar triangular facets to approximate the surfaces of the parts. This approximation introduces errors in the part representation which leads to additional errors downstream in the parts produced by AM processes. Recently, another file format called Additive Manufacturing File (AMF) was introduced by ASTM which seeks to use curved triangles based on second degree Hermite curves. However, while generating the slices for manufacturing the part, the curved triangles are recursively sub-divided back to planar triangles which may lead to the same approximation error present in the STL file. This paper introduces a new file format which uses curved Steiner patches instead of planar triangles for not only approximating the part surfaces but also for generating the slices. Steiner patches are bounded Roman surfaces and can be parametrically represented by rational Bezier equations. Since Steiner surfaces are of higher order, this new Steiner file format will have a better accuracy than the traditional STL and AMF formats and will lead to lower Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) errors in parts manufactured by AM processes. Since the intersection of a plane and the Steiner patch is a closed form mathematical solution, the slicing of the Steiner format can be accomplished with very little computational complexity. The Steiner representation has been used to approximate the surfaces of two test parts and the chordal errors in the surfaces are calculated. The chordal errors in the Steiner format are compared with the STL and AMF formats of the test surfaces and the results have been presented. Further, an error based adaptive tessellation algorithm is developed for generating the Steiner representation which reduces the number of curved facets while still improving the accuracy of the Steiner format. The test parts are virtually manufactured using the adaptive Steiner, STL and AMF format representations and the GD&T errors of the manufactured parts are calculated and compared. The results demonstrate that the modified Steiner format is able to significantly reduce the chordal and profile errors as compared to the STL and AMF formats.