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1、快速成形领域中的直接切片研究文章编号:1004-132X(2002)07-0605-03陈绪兵叶献方黄树槐摘耍:对比了直接切片文件与STL文件各自的优缺点,介绍了CLI、SLC等多种直接切片文件格式,提出采用英国Delcam公司的PIC文件作为直接切片数据描述格式的方案。实际制件应用中发现,PIC文件采用直线、圆锥曲线、三次Bezier曲线描述2维截面轮廓，在精度、文件大小、处理时间等方面都优于线性近似描述格式。关键词:快速成形;直接切片;PIC;曲线近似中图分类号:TG3文献标识码:A在快速成形应用中，虽然存在着各种各样的2维数据来源,但是切片仍然占据了绝
2、大部分应用领域。自从1988年3DSystems公司引入STL文件以来，由于它简单易行,后续切片算法简单、通用，受大多数快速成形系统支持,因而成为一种事实上的标准。但是，在实际应用中,STL文件也[1]存在如下问题：(1)数据冗余，文件庞大对于给定的精度参数，它所牛成的STL文件比原始CAD数据文件大许多倍，在数据描述上重复记点,平均每点被重复存储3次。(1)缺乏拓扑信息，容易产生错误’诊断与修复困难由于各种CAD系统的STL转换器不尽收稿日期:2000—01—18基金项冃:国家口然科学基金资助项冃(59875024)陈绪兵博士研究牛相同,在生成STL文件时
3、，容易产生丢失三角形、多余三角形、悬面、悬边等错误，且诊断规则复杂，修复困难，增加了快速成形加工的技术难度与制造成本。(2)使用小三角形平面来近似3维曲面，存在曲面误差由于各系统网格化算法不同，误差产生的原因与趋势也各不一样，要想减小误差只能通过增大STL文件精度等级的方法，这就会导致文件长度增加，结构更加庞大。(3)大STL文件的后续切片将占用大量的机时对于大型或超大型STL文件的处理,在系统时间和资源上都提出了非常高的要求，增加了软件开发的技术难度与成本。(4)有时需要重新造型当CAD模型不能转化成STL模型或者转化后存在复杂错误时，重新造型将使快速原型
4、的加工时间与制造成本增各种不同方法之间得到统一。相对于其它的可视化语言，包括实休■关系模型、BPR流图和状态驱动语言‘UML可以提供增进的表达能力和完幣性。尽管UML定义了一种精确的语言，但它并不阻碍建模概念将来的发展。UML将继续处理许多边界技术和更多的附加技术。许多新技术也可以利用UML作为基础。在目前的形势下”UML被期望用來作为许多工具的基础，包括可视化建模、仿真和开发环境,在企业建模和企业模型的研究领域有很多研究单位和企业应用了面向对象技术。随着开发工具进一步的发展，基于UML的实现标准将得到更为普遍的运用。随着基于00技术的软件越来越被重视,UM
5、L将得到进一步的发展。参考文献：[1]ArianJRZ,TheoAG.Managingre-engineeringwiththeCIMOSAarchitecturalframework.Com-putersinlndustry,1995（2刀:143〜153[2]DoumeingtsG,VallespirB,ChenD.MethodologiesfordesigningCIMsystems:Asurvey,Computersinlndustry,1995（25）:263~280（编辑马尧发）作者简介:李林，男,1969年生。上海交通大学（上海市200030）
6、计算机系计算机集成技术研究室博上研究生。主要研究方向为企业模型及其建模理论、企业信息系统的可重构性、敏捷供应链、本体及软件代理。发表论文3篇。王怀伯，男,1974年生。上海交通大学计算机系计算机集成技术研究室博士研究生。张申生，男,1946年生。上海交通大学计算机系计算机集成技术研究室教授、博士研究生导师。中国机械工程第13卷第7期2002年4月上半月加。相比较而言，直接切片抛开了STL文件,直接从CAD模型中产生2维轮廓环数据,避免了3维模型的表面近似，具有更高的精确度，同时也避免了STL文件尺寸庞大、存在错误等问题，减少了快速成形加工的前置处理时间,省去
7、了错误诊断与修复程序，成为当今快速成形技术中很热门的研究方向。维切片，避开曲面三角化过程。SLC文件也是CAD模型的一种2.5维轮廓描述，它由z向的一系列逐步上升的横截面组成，在这些截面中，实体由内外边界多线表达。它规定，线段表示连接2个平面点的直线,多线表示封闭的有序线段序列。它可以由CAD模型、表血模型、CT扫描数据转化生成,受3DSystems公司的新型机器所支持。SLC文件格式虽然克服了STL的某些缺陷，但也存在如下问题:截面轮廓仍然是对实体截面的线性近似，精度不高;计算较复杂，文件庞大，牛成费时。1.3PIC格式PlC(Picture)是英国Del
8、cam公司Power-SHAPE造型系统的一种数据交
