快速成型技術的數(shù)據(jù)處理課件

快速成型技術的數(shù)據(jù)處理怎樣思想，就有怎樣的生活第四章快速成型技術的數(shù)據(jù)處理本章目標◆掌握快速成型技術的數(shù)據(jù)處理流程◆熟悉快速成型技術的數(shù)據(jù)接口形式◆了解快速成型技術的數(shù)據(jù)處理軟件◆掌握數(shù)據(jù)處理軟件分層處理的原理快速成型產(chǎn)品的制作需要有三維模型支持,但來源于CAD軟件或逆向工程的三維模型數(shù)據(jù)必須保存為快速成型系統(tǒng)所能接受的數(shù)據(jù)格式,并在快速成型前進行疊層方向上的分層處理,可見,大量的數(shù)據(jù)準備與處理工作對快速成型來說是必不可少且十分重要的。4.1數(shù)據(jù)處理流程快速成型數(shù)據(jù)處理是以三維CAD模型或其他數(shù)據(jù)模型為基礎,使用分層處理軟件將模型離散成截面數(shù)據(jù),然后輸送到快速成型系統(tǒng)的過程,其基本流程:CAD軟件系統(tǒng)逆向工程快速成型技術的一般數(shù)據(jù)處理流STL,CFLIGES,STEP,DXF,SLC,CLI程為:將通過CAD系統(tǒng)或逆向工程獲得的三維模型以快速成型分層軟件能接受的數(shù)據(jù)格式保存,然后使用快速成型軟件接口分層軟件對模型進行:ST文件的處理、工藝處理、分層處理等操作ST文件處理]□1分層處理生成模型的各層面掃描信息,最后定向、排樣及以快速成型設備能接受的數(shù)據(jù)格式分割拼和成掃措輸出到相應的快速成型機設備中添加支撐矢量泥合數(shù)據(jù)結構(文件,數(shù)據(jù)庫)各種快速成型設備4.,2待處理數(shù)據(jù)來源、三維模型直接構建對于直接構建的三維模型,最常用的數(shù)據(jù)處理方法就是將構建的CAD實體模型先轉換為三角網(wǎng)格模型(STL文件),然后再進行分層,從而獲得加工路徑。當前主流的快速成型系統(tǒng)是基于STL文件進行加工,因此商用℃AD軟件一般都自帶輸出STL文件的功能模塊2逆向工程建模是對已有的實物數(shù)字化,即使用逆向工程測量設備采集實物表面信息,形成物體表面的點云數(shù)據(jù),并且在這些數(shù)據(jù)的基礎上,構建實物的三維模型。對于逆向工程建模的數(shù)據(jù)處理方法主要有兩種:種是對數(shù)據(jù)點進行三角化,生成S幾文件,然后進行分層處理;另一種是對數(shù)據(jù)點進行直接分層處理。4.3數(shù)據(jù)接口格式快速成型系統(tǒng)本身并不具備三維建模功能,為得到物體的三維數(shù)據(jù),快速成型系統(tǒng)一般都會借助于商用CAD軟件,但是,不同的CAD軟件用來描述幾何模型的數(shù)據(jù)格式并不相同,快速成型系統(tǒng)無法一一適應,導致數(shù)據(jù)交換和信息共享出現(xiàn)障礙。因此,必須要有種中間數(shù)據(jù)格式,作為CAD軟件與快速成型系統(tǒng)之間的標準接口,該格式應該既能被快速成型系統(tǒng)接受和處理,也能由市面上的大多數(shù)CAD軟件生成。目前,快速成型業(yè)界最常用的三種數(shù)據(jù)接口格式為:三維面片模型格式,CAD三維數(shù)據(jù)格式,二維層片數(shù)據(jù)格式。4.3.1三維面片模型格式三維面片模型格式的原理是使用大量的小三角面片近似表示自由曲面。常用的三維面片模型格式主要有兩種:STL格式和CFL格式,其中,由美國3DSystems公司開發(fā)的STL文件格式是專為快速成型技術而開發(fā)的數(shù)據(jù)格式,被大多數(shù)快速成型系統(tǒng)所接受,是快速成型業(yè)內(nèi)應用最多的數(shù)據(jù)格式,亦被公認為目前快速成型的標準數(shù)據(jù)接口形式。STL格式的文件是對三維CAD模型進行表面三角形網(wǎng)格化而得到的:普通三維模型STL三維面片模型1STL文件的構成STL是一種用許多小三角形平面來近似表示源CAD模型曲面的數(shù)據(jù)模型,此種文件格式將CAD模型表面離散化為若千個三角形面片,不同精度時有不同的三角形網(wǎng)格劃分方式STL文件是多個三角形面片的集合,數(shù)據(jù)結構非常簡單,而且與CAD系統(tǒng)無關。STL文件中的每個三角形面片都是由三角形的頂點坐標和三角形面片的外法線矢量來表示2STL文件的格式sTL文件有文本(ASC)和二進制(BINARY)兩種格式(1)文本(AsC)格式該格式使用四個數(shù)據(jù)項表示一個三角形面片信息單元facet,即三角形三個頂點坐標,以及三角形面片指向實體外部的法向量坐標。改格式的特點是易于人工識別及修改,但因該格式的文件占用空間太大,目前僅用來調(diào)試程序ASC格式的語法如下solidname_of_object整個STL文件的首行,給出了文件路徑及文件名)facetnormalxyz(facetnormal是三角面片指向實體外部的法矢量坐標)outerloop(outerloop說明隨后的3行數(shù)據(jù)分別是三角面片的3個頂點坐標)texxy2(3個頂點沿指向實體外部的法矢量方向逆時針排列)vertexxyzvertexxyZendloopendfacet(在一個STL文件中,每一個facet由以上7行數(shù)據(jù)組成)facetnormalxyoutervertexzvertexxyzvertexxyzendloopendsolidnameofobject(2)二進制(BINARY)格式NARY格式用固定的字節(jié)數(shù)記錄三角面片的幾何信息,文件起始的84個字節(jié)是頭文件,用于記錄文件名;后面逐個記錄每個三角面片的幾何信息,每個三角形面片占用固定的50字節(jié)BINARY格式的語法如下所示:ytesdescripti有關文件、作者姓名和注釋信息小三角形平面的數(shù)目44444tacet1floatnormalxfloatnormalyfloatnormalZ(以上3個4字節(jié)的浮點數(shù)表示角面片法矢量)floatvertexxfloatvertexyfloatvertex1z(以上3個4字節(jié)浮點數(shù)表示頂點1的坐標)floatvertexxfloatvertexy444442oatvertex?2(以上3個4字節(jié)浮點數(shù)表示頂點2的坐標)floatvertexxfloatvertexyfloatvertex3?(以上3個4字節(jié)浮點數(shù)表示頂點3的坐標)未用(構成50個字節(jié),用來描述三角面片的屬性信息)STL文件格式比較簡單,只能描述物體的幾何信息,而不能描述顏色材質等信息三維模型進行表面三角形網(wǎng)格化之后會呈現(xiàn)多面體狀,因此需要合理設置輸出STL格式時的參數(shù)值,以改善成型的質量般而言,從CAD軟件輸出STL文件時,建議將弦高(chordheight)、誤差(deviation)、角度公差(angletolerance)等參數(shù)的值設置為001或是002。3TL文件的規(guī)范為保證三角形面片所表示的模型實體的唯一性,STL文件必須遵循一定的規(guī)范,否則這個STL文件就是錯誤的,具體規(guī)范如下1)取向原則STL文件中的每個三角形面片都是由三條邊組成的,且具有方向性:三條邊按逆時針順序由右手定則可以確定面的法向量,且該法向量應指向所描述實體表面的外側,相鄰的三角形的取向不應出現(xiàn)矛盾。正確錯誤謝謝46、我們?nèi)粢呀邮茏顗牡?，就再沒有