快速成形中stl模型的镂空与随形技术的研究

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1、华中科技大学硕士学位论丈摘要在快速成型系统制造产品过程中，制造空腔模型而不是实心模型对于提高加工效率和节约原材料均具有很重要的意义。在制作LOM原型件时，采用随形技术的加工方法不但可以减少划分网格的时间，还可以在制作软模时节省硅橡胶。本文针对STL模型的镂空算法进行了研究，对LOM中的随形方式进行了探讨，并提出用交互式方法来实现随形技术。在分析了快速成形制造的基本过程之后，分别对STL文件的特点、各种三维物体的几何表示法和国内外在快速成型中实现镂空的方法及缺陷进行了研究，提出了基于体素表达法镂空STL模型的算法思想。该算法的主要思想是首先将STL模型

2、表示成体素模型，然后将STL模型中每一个三角形附近一定范围内的体素删除，最后将剩余的体素反向三角化后与原STL模型一起生成新的STL模型。这种算法的优点是生成的镂空模型的壁厚比较均匀，并且没有干涉现象。制作不规则模型的LOM原型件和用这种原型件翻制硅橡胶模时，划分网格的时涮较长，硅橡胶的使用量较大。本文提出用交互式CAD的方法在不规则STL模型中添加外框和孔内添加填充块，通过实验确定添加外框与填充块的规则，并给出了相应的解决方法。最后利用MFC的文档视图结构和OpenGL开放式的图形开发工具，研制出了一个能够添加外框，填充块的交互式的三维CAD软件，

3、从而实现了随形技术。关键词：快速成形镂空算法体素表达法STL模型随形技术华中科技大学硕士学位论文AbstraetOnrapidprototyping(Re)，buildingahollowedprototypeinsteadofasolidpartcouldreducethebuildingtimeandthematerialconsumption．WhenmanufacturetheLOMprototypingpart，usingshapefollowingtechnologyCannotonlyreducethetimeonmakinggrids

4、ofslices，butalsosaveonsiliconrubberinmanufacturingsiliconrubbermodules．ThispaperresearchesthealgorithmaboutthehollowingSTLmodel，discussesthemeansofshapefollow—upandimplementstheshapefollow-upininteractiveCAD．AfteranalysesthebaseprocessofRIP,researchcharactersofSTLfileanddescrip

5、tionmeansof3DgeometryandresearchmanypreviousmeansofbuildhollowingpartinRPandtheirshortcoming，finallypresentsasimplealgorithmforhollowingoutSTLmodel．Thealgorithmemploysvoxelrepresentationtodothehollowing．whichuseclosearraycube(voxel)todescribeSTLmodel．HollowingmodelCangetbydelet

6、ingexternalvoxelofSTLmodel．Thehollowingmodelcreatedbythealgorithmisconstantwallthicknessandnocollision．InmakingsiliconrubbermodulesofirregularpartbyusingLOMtechnology,alwaysgreatlotofsiliconrubberareconsumedandlotsoftimearespentONmakinggrid．nli8paperpresentshapefollow-uptechnol

7、ogythataddsoutlineborderinirregularSTLfileandfilledentitiesinholes．Analysesdisadvantagesthatoffset2DslicedcontoursofSTLmodelstoaddentity．T王lispaperoffersmeans，whichuseinteractiveCADtoaddentities．Makecertaintheruleofaddedentitythroughexperimentationandpresentcorrespondingresolut

8、ion．Finally,UsingthemousemessagemechanismofWindowssyst