基于SolidWorks的CAD模型直接切层研究.pdf

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1、西安工程大学学报JournalofXi’anPolytechnicUniversity第24卷第4期(总104期)2010年8月Vo1．24，No．4(Sum．No．104)文章编号：1674-649X(2010)04-0525-05基于SolidWorks的CAD模型直接切层研究张建平，胥光申，金京，罗声(西安工程大学机电工程学院，陕西西安710048)摘要：针对面曝光快速成形系统的需要，提出了基于SolidWorks的CAD模型直接切层方法．利用SolidWorks在工程图环境下的剖切功能，实现对CAD模型的直接切层．解决了对复杂CAD模型切层时出现的截面错

2、位问题．论述了用于多种曝光模式的截面填充样式的实现方法．以该切层方法得到的CAD模型的截面图形作动态掩膜，利用面曝光快速成形系统成功制作出了三维实体原一，型，表明该直接切层方法适用于面曝光快速成形系统．关键词：面曝光；快速成形；切层；CAD模型中图分类号：TP391文献标识码：A0引言光固化快速成形技术是以光敏树脂为原料，选用对光敏树脂敏感的光源，照射零件模型的分层截面部分，使得该区域液态光敏树脂产生光聚反应而固化，形成零件的一个薄层截面实体，再移动升降台，逐层累加形成整个实体零件¨．光固化快速成形按照对树脂曝光方式不同可分为扫描式光固化快速成形和面曝光快速成形

3、．扫描式光固化快速成形以激光器作光源，激光束按照零件模型的分层轮廓扫描截面部分，形成零件的一个薄层截面实体；面曝光快速成形利用视图发生器生成模型截面的整层轮廓图形的掩膜，利用该掩膜照射光敏树脂形成零件的一个薄层截面实体．面曝光快速成形与扫描式光固化快速成形相比，减少了规划激光束扫描路径环节，简化了快速成形系统的结构；缩短了单层固化时间，提高了零件制作效率．面曝光快速成形技术已经成了光固化快速成形技术的一个重要发展方向．无论是面曝光快速成形还是扫描式快速成形，均需对模型进行分层处理．目前，用于光固化快速成形的模型切层方法按照使用的数据格式分有两种：分别是基于STL

4、模型的切层方法和CAD模型的直接切层方法．基于STL模型的切层方法要求将CAD模型文件转换成STL模型文件，再将其导人切层软件中进行切层处理；STL格式文件利用许多小三角面片近似逼近模型外表面，在切层时会产生截面轮廓误差；为了提高切层精度，最有效的办法是减小三角形面片的弦高，这时面片数量较多，模型逼近程度较高；但是过多的面片使STL文件过大，分层处理时间显著增加；传统的STL模型文件切层方法在计算每一层轮廓时，需要遍历所有三角面片，致使查找效率低，运算量大]．CAD模型直接切层方法直接利用模型的几何拓扑信息进行切层处理，避免了模型三角化带来的误差，提高了切层精度

5、，减少了预处理时间，它在数据收稿日期：2010-05．18基金项目：国家自然科学基金资助项目(50745017；50875194)．通讯作者：胥光申(1964-)，男，陕西省西安市人，西安工程大学教授．E-mail：xugs988@126．锄526西安工程大学学报第24卷存储量和计算精度方面都有较大改善．直接切层有两种途径：一种途径是对CAD模型中的中性数据文件如STEP、DXF等进行数据读取和求交处理；另一种是在CAD软件系统中利用CAD软件的剖切功能求模型与切平面的交线．大部分CAD软件中具有剖切功能，例如AutoCAD中的solsect命令，及论文中提出的

6、SolidWorks软件中的模型实体和工程图环境下的剖切功能等．采用这种软件自带的剖切功能可以避免研究人员进行复杂的求交运算．虽然利用STL文件格式切层软件也可应用于面曝光快速成形，但是不能体现出面曝光快速成形从切层到模型制作整个过程的快速性优势．因此，由于CAD模型直接切层方法具有高精度的切层信息和方便的切层处理等特点，本文提出一种利用SolidWorks对CAD模型进行直接切层的切层方法．1切层功能实现SolidWorks软件是基于Windows开发的三维设计软件，提供了供用户进行SolidWorks二次开发的接口．利用对SolidWorks二次开发来实现C

7、AD模型的直接切层，将CAD模型载入SolidWorks工程图中，按照一定的层厚在y向进行剖切，得到模型切层截面信息，以备面曝光快速成形系统制作模型时调用．Solid—Works软件在工程图环境下有可用的剖切功能，利用该功能，设计人员可以对工程图中零件任一位置进行剖切，并显示截面信息．为了方便用户对SolidWorks二次开发，SolidWorks软件提供给用户很多API函数，在这些API函数中有显示剖面的函数DrawingDoc---+CreateSectionViewAt4．该函数实现了在工程图环境下，根据选定的水平剖切线与二维零件图相交位置生成模型y向截面

8、图，并将截面图放置在某一