cad模型的直接切片技术及其在快速成型中的应用

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1、万方数据第14卷第12期计箅机辅助设计与图形学学报2002年12月JOURNAI。OFCOMPUTER—AIDEDDESIGN＆COMPUTERGRAPHICSV01．14．No．12Dec．，2002三维CAD模型直接切片技术及其在快速成型中的应用史玉升黄树槐陈绪兵周祖德(华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074)摘要利用PowerSHAPE造型软件进行直接切片研究，以直线、圆锥曲线和三次Bdzier曲线作为直接切片轮廓描述的基本元索，以PIC文件作为切片数据描述的接口标准．以AmoSection宏获取任意复杂CAD模型的

2、直接切片轮廓描述数据．以三次B6zier曲线为例，研究曲边平面环域的光栅填充算法及其实现．在此基础卜．开发了直接切片数据处理软件PDSlice，描述了该软件的主要输入／输出数据接口以发PIG模型重椅力‘法，并将其成功地应用在自主研制成功的HRPS—III型选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering．SLS)快速成型系统中，制作r一批直接切片塑料件，取得了良好的教果．文中的直接切片方法对微机械陕速成型制件的精度保证具有重要的意义．关键词直接切片，快速成型，选择性激光烧结(SLS)中图法分类号THl6DirectSlicingand

3、ItsApplicationtoRapidPrototypingShiYushengHuangShuhuaiChenXubingZhouZude(StateKeyLatx∥atorytlfPlasticFormingSimulationandDie＆MouldTechnologyHuazh舰gUniver．fftyojScienceandTechnology。Wuhan430074)AbstractByusingPowerSHAPEsculptingsoftware，aschemethatadoptsline，conicarcandcubicB6z

4、iercurvetodescribethebasicelementsofdirectslicingcontourispresented．AmoSectionmacroisappliedtocreatethedirectsLieir。gfilewithPICasthestandardimerfaceofslicir。gdatadeseriptiorl．AdirectslicingdataprocessittgsoftwarePDSlieeissuccessfullydevelopedandappliedtotheself—-madeHRPSIIIse

5、lectivelasersinteringrapidprototypingsystem．Thedirectslicingmethodsignificantlyimprovestheprecisionofmicromechanicalparts．Keywordsdirectslicing-rapidprototypiag，selectivelasersintering(SLS)1引言自快速成型(RapidPrototyping，RP)技术诞生以来，其三维CAD模型一直采用STL格式近似表示．然而。当用STI。文件表示设计模型的高次曲面时，往往会出现文

6、仲大、精度低的问题，直接影响最终模型的精度与RP系统的制件能力．随着制造技术的发展，1：业应用的曲面要求越来越高，STL文件带来了一系列的问题“]：大量的数据冗余，常常存在卒洞、裂缝、边重叠、悬边、悬面、法向量不正确等缺陷，降低了摸型精度，丧失了拓扑信息．直接切片方法抛开STL模型，直接从CAD设计模型中获取曲线截面轮廓边界．避免了三维模型的表面近似．具有更高的精确度，可减少快速成型的前处理时间．避免STI．格式文件的检查和修改过程，降低模型文件的数据量，能直接采用RP数控系统的曲线插补功能，从而可提高RP制件的精度和表面质量．以SLS快速成型加工

7、过程为例，可以利用【奎i1分析直接切片模型制件精度高的原因n]．在很多情况下，CAD系统精确地表示了设计模型，STL文件只作丁近似处理，而直接切片文件描述了精确的CAD截面轮廓．STL制件加工时．每个截面填充路径的起止点都在模型截面的多边形边界上，该边界本身是模型曲面的近似表示，在不同的STL生成算法作用下，截面填允路径的起止点既可能位于曲面内、曲面上，也原稿收到日期r2001—09—25{修改稿收到日期：2002一01一lo本课题得到国家“八六三”高技术研究发展计划(863511920010)、谰北省自然科学基金(2000J135)资助．史玉升，

8、男．1962年生-博上．教授．主要研究方向为快速成型／快速制模技术．黄树槐，男。1930年生．教授，博士生导师t主要研究方