STL文件的格式:STL文件的主要特點有如下4點,分別是:
①表達簡單清晰:文件中只包含相互銜接的三角形片面節(jié)點坐標及其外法矢,屬于“中性”文件。②STL數(shù)據(jù)格式的實質是用許多細小的空間三角形面來逼近還原CAD實體模型,這類似于實體數(shù)據(jù)模型的表面有限無網格劃分。③STL模型的數(shù)據(jù)通過給出三角形法向量的三個分量及三角形的三上頂點坐標來實現(xiàn)的。STL文件記載了組成STL實體模型的所有三角形面。④STL文件兩種形式:二進制(BINARY)形式和文本文件(ASCII)形式;二進制(BINARY)形式更為常用,采用IEEE類型整數(shù)和浮動型小數(shù)表達。而ASCII文件格式的特點能被人工識別并修改,但是由于該格式的文件占用空間太大(一般6倍于BINARY形式存儲的STL文件),因此主要用來調試程序。
STL文件的精度:STL文件的數(shù)據(jù)格式是采用小三角形來近似逼近三維實體模型的外表面,小三角形數(shù)量的多少直接影響著近似逼近的精度。顯然,精度要求,越高選取的三角形應越多。但是,就本身面向3D打印直接制造所要求的CAD模型的STL文件,過高的精度要求也不必要的,因為:①過高的精度要求可能會超出3D打印直接制造系統(tǒng)所達到的精度指標。②三角形數(shù)量的增多會引起計算機存儲容量的加大,同時帶來切片處理時間的顯著增加。③有時截面的輪廓會產生許多小線段,不利于激光頭的掃描運動,導致低的生產效率和表面不光潔。
所以,從CAD/CAM軟件輸出STL文件時,選取的精度指標和控制參數(shù)應該根據(jù)CAD模型的復雜程度以及3D打印直接制造精度要求的高低進行綜合考慮。不同的CAD/CAM系統(tǒng)輸出STL格式文件的精度控制參數(shù)是不一致的,但最終反映STL文件逼近CAD模型的精度指標表面上是小三角形的數(shù)量,實質上是三角形平面逼近曲面時的弦差(近似三角形的輪廓邊與曲面之間的徑向距離)的大小。
從本質上看,用有限的小三角面的組合來逼近CAD模型表面,是原始模型的一階近似,它不包含鄰接關系信息,不可能完全表達原始設計的意圖,離真正的表面有一定的距離,而在邊界上有凸凹現(xiàn)象,所以無法避免誤差。下圖為球面STL輸出時三角形劃分,從圖中可以看出弦差的大小直接影響輸出的表面質量。隨著三角形數(shù)目的增多,同一模型采用STL格式逼近的精度會顯著地提高;而不同形狀特征的CAD模型,在相同的精度要求的條件下,最終生成的三角形數(shù)目的差異很大。
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