逆向工程与快速成型技术应用 教学课件 作者 陈雪芳 孙春华编 第5章 快速成型的数据处理.ppt

《逆向工程与快速成型技术应用 教学课件 作者 陈雪芳 孙春华编 第5章 快速成型的数据处理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章快速成型技术的数据处理5.1概述5.2快速成型的数据来源5.3快速成型的数据接口5.4快速成型软件的分层数据处理5.1概述快速成型是从零件的CAD模型或其它数据模型出发，分层处理软件将三维数据模型离散成截面数据，输送到快速成型系统成型的过程，其数据处理流程为RP的数据处理过程5.2.1RP技术中的数据来源1）三维CAD模型2）逆向工程数据3）数学几何数据4）医学/体素数据5）分层数据（2D-CAD数据）5.2快速成型的数据来源及数据接口格式1）三维面片模型格式（如STL、CFL格式）、2）CAD三维数据格式(如IGES、DXF、STEP格式)、3）二维层片数据格式（如CL

2、I、SLC格式）。5.2.2数据接口格式三维面片模型文件－STL是通过对CAD实体模型或曲面模型进行表面三角形离散化得到的，从几何上看，是由小三角形面片构成的三维多面体模型。STL文件STL文件是一种由小三角形面片的集合。从几何上看，每一个三角形面片用三个顶点表示。每个顶点由其坐标(X,Y,Z)表示。由于必须指明材料包含在面片的那一边，所以每个三角形面片还必须有一个法向，用(Xn,Yn,Zn)表示。STL文件格式的优点主要有：1)数据格式简单，分层处理方便，与具体的CAD系统无关。2)对原CAD模型的近似度高。原则上，只要三角形的数目足够多，STL文件就可以满足任意精度要求。3)

3、具有三维几何信息，而且是用面片表示，可直接作为有限元分析的网格。4)为几乎所有RP设备所接受，已成为大家默认的RP数据转换标准。STL文件格式的缺点主要有:1.模型精度的损失(近似描述、坐标精度损失)；2.不含CAD拓扑关系，材料等属性信息；3.文件数据量大，冗余量大；4.易产生重叠面、孔洞、法向量和交叉面等错误及缺陷。CAD三维数据格式IGES、DXF常用于不同CAD/CAM系统间数据的交换。该数据文件与STL相比，能精确表示CAD模型，为多数CAD系统支持，但却有如下的缺点：（1）定义的数据丢失，不能完全精确地转换数据；（2）不能把两个零件的信息放在同一个文件中；（3）产生的

4、数据量太大；（4）必须经过分层。分层处理不如STL简单方便。（5）难以对模型自动加支撑。支撑必须在CAD模型中添加，然后采用转换的方式才能生成到IGES文件中STEP是产品数据交换的国际标准，是产品数据交换的完全描述，几乎被所有的CAD系统接受，文件大小也比较适合，将STEP结合到RP工艺是将来发展的方向。目前还不多见，格式还不是很成熟。二维层片数据格式CLI、SLC均是二维层片数据格式。与STL文件相比，层片文件具有以下优点：1）大大降低了文件数据量。2）由于直接在CAD系统内分层，因而模型精度大大提高。3）省略了STL分层，降低了RP系统的前处理时间。4）由于层片文件是二维文

5、件，因此它的错误较少、错误类型单一，不需复杂的检验和修复程序。5）可从某些反求工程（如CT，MRI）中得到。但与STL文件相比，却具有以下缺点：1）不易添加支撑，因为文件只有单个层的信息，没有体的概念。2）零件无法重新定位、无法旋转。3）对设计者的要求更高。因为加支撑、选择最优的成型方向均可在分层之前在CAD系统内由设计者完成。4）分层厚度固定。这对某些RP系统不太合适。由于分层是所有RP系统所共有的过程，希望CAD系统提供统一的分层接口。目前，层片文件只是STL文件的补充，是一种中性文件，与RP设备和工艺无关，它的出现使三维模型与RP设备之间的联系方式更为丰富，对逆向工程与RP

6、技术的集成具有重要意义。它是三维模型分层处理后与RP设备间广泛采用的数据格式文件。5.2.3STL文件格式Solid[零件名]facetnormalnx,ny,nzouterloopvertexV1x,V1y,V1zvertexV2x,V2y,V2zvertexV3x,V3y,V3zendloopendfacet……Endsolid[零件名]STL文件有两种输出格式ASCII码和二进制码。ASCII码输出格式如下：facetnormal0.000000e+000.000000e+001.000000e+00outerloopvertex2.029000e+001.628000e+

7、009.109999e-0.1vertex2.229000e+001.628000e+009.109999e-0.1vertex2.229000e+001.672000e+009.109999e-0.1endloopendfacet二进制格式文件所占用的空间比ASCII码格式小得多，约1/6但是ASCII码格式可以阅读并能进行直观检查。STL文件的规范1）取向原则2）共顶点规则3）取值原则4）充满原则STL文件的精度STL文件是三维实体模型经过三角网格化处理之后得到的数据文件，它