基于STL模型的轮廓线自适应分层方法研究.pdf

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1、基于STL模型的轮廓线自适应分层方法研究周惠群。吴建军(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安710072)StudyontheMethodofAdaptiveSlicingContourLineBasedonSTLModelZHOUHuiqun。wUJianjun(TheKeyLaboratoryofContemporaryDesignandIntegratedManufacturingTechnology，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710049，China)摘要：目前，大多数快速成型系统在表达CAD的发展里

2、程中，国内外学者广泛地研究了层片厚度模型时仍采用STI模型。由于快速成型自身的特的计算方法[2-1o]。在分析STI模型的传统分层方点，对STI模型进行分层处理是其必由之路。在分法的基础上，提出了一种针对该模型的自适应分层析了传统的STL模型分层方法的基础上，提出了一方法，该方法通过对STI模型的3条轮廓外形线的种基于STL模型的轮廓外形线自适应分层的方法，分段值进行加权来计算层片厚度。然后通过实例对该自适应分层方法进行了验证，证1目前的分层方法明了该方法的可行性和正确性。关键词：快速成型；STL模型；轮廓外形线；自在快速成型系统中，目前的分层方法主要分为适应分层基于STL模型的分层方法

3、和基于CAD模型的直接中图分类号：TP391分层方法，但由于历史等原因，目前的大多数快速文献标识码：A成型系统仍采用基于STI模型的分层方法。针对文章编号：1001—2257(2015)08—0014—04三维模型的分层问题，参考文献[2]提出了基于三Abstract：Atpresent，mostrapidprototyping角面片位置信息的分层算法，参考文献[3—4]提出systemsstilluseSTLmodelswhenexpressing了基于拓扑信息的切片算法，参考文献[5]等提出CADmodels．Duetothecharacteristicsofrapid基于切片轮廓信

4、息来确定层片厚度，这种方法对切prototyping，layeringonSTLmodelsistheonly片轮廓计算精度要求高，一般需多次计算切片轮way．Thispaperanalyzesthetraditionalslicing廓，实际应用比较少。参考文献[6～7]提出根据顶methodsofSTLmodels，andproposesamethodof尖高度计算层片厚度，其后有多种文献采用了这种contourlinesofadaptiveslicingbasedontheSTL方法。参考文献E8]提出根据相邻两截面面积变化mode1．Theexampleoftheadaptive

5、slicingmethod率计算层片厚度，参考文献I-9-]等也采用了这种方hasbeenverified，therebyprovingthefeasibility法。该方法是通过比较相邻两层的面积差值来推andaccuracyofthemethod．测零件的表面几何特征的。与曲率算法相比，面积计算法的计算过程比较简单，但由于基准面积在不Keywords：rapidprototyping；STLmodel；con—tourline：adaptiveslicing断变化，精度难以控制；另外，如果条件不满足，则会存在重复计算。参考文献[10]提出了基于三角形面片法向矢量的自适应分层算法，该算

6、法需要计0引言算三角形面片法向矢量，计算量大。而采用曲率计算法，该算法的关键在于取得各个给定点的曲率，计算层片厚度是CAD模型分层的最重要的过然而，要求出曲面上任意给定点处的曲率是比较困程之一。它直接影响加工零件的质量、精度、性能难的，而且在一次分层中，需要求出很多点的曲以及整个快速成型全过程的效率。在快速成型率，这就造成了这种算法实现上的困难。此外，顶收稿Et期：20l5—04—09尖高度法计算层厚公式形式太多，其中曲率半径的·14·《机械与电子》2O15(8)STL模型的轮廓线自计算比较困难。轮廓外形线中，不管哪一条中有一段是铅垂线段，则该线段部分按等层厚的分层方法处理。关键问2轮廓

7、外形线的分层方法题是轮廓外形线的斜线部分，依据2．1．1节求出的通过分析传统的STL模型分层方法的不足，提3条侧面轮廓外形线来计算切片厚度。在此过程出了一种基于STL模型加权轮廓外形线的分层方中，根据实际情况确定一个最大切片厚度Zm，一个法。该方法对切片厚度的选取采用自适应方法，切最小切片厚度Z⋯。因为STL模型的轮廓外形线片时针对STL模型先按照该模型的轮廓求出3条上各点是连续的，斜线和X轴正方向的夹角在不停均布的轮廓外形线，然后