用CAD、PROE等軟件導出STL 3D打印格式存在哪些缺陷?

dy1993   2016-11-17 12:07:18

在用CAD、PROE等軟件導出3D打印 STL格式過程中可能出現(xiàn)的缺陷有:

1、存在縫隙,即三角形面片的丟失。

對于大曲率的曲面相交部分,三角化時就會產(chǎn)生這種錯誤。在顯示的STL格式模型上,會有錯誤的裂縫或孔洞(其中無三角形),違反了充滿規(guī)則。此時,應在這些裂縫或孔沿處增補若干小三角形面片,從而消除這種錯誤。

2、畸變,即三角形面片的所有邊都共線。

這種缺陷通常發(fā)生在從三維實體到STL文件的轉(zhuǎn)換算法上。由于采用在其相交線處向不同實體產(chǎn)生三角形面片,就會導致相交線處的三角形面片的畸變。

3、三角形面片的重疊。

面片的重疊主要是由于在三角化面片時數(shù)值的圓整誤差所產(chǎn)生的。由于三角形的頂點在3D空間中是以浮點數(shù)表示的,而不是整數(shù)。如果圓整誤差范圍較大,就會導致面片的重疊。

4、歧義的拓樸關系。

按照共頂點規(guī)則,在任一邊上,僅存在兩個三角形共邊。若存在兩個以上的三角形共此邊,就產(chǎn)生了歧義的拓樸關系。這些問題可能發(fā)生在三角化具有尖角的平面、不同實體的相交部分或生成STL文件 時控制參數(shù)出現(xiàn)誤差。

由于STL文件的這種缺陷,必須事先對STL文件的模型數(shù)據(jù)的有效性進行檢查,以保證用于快速成形系統(tǒng)的STL文件的有效性。否則,具有缺陷的STL文件就會導致快速成形系統(tǒng)加工時的許多問題,如原型的幾何失真等,嚴重時會導致死機。

由于三維信息的復雜性,多數(shù)算法目前并不能將STL文件所描述的三維拓樸信息還原出一個整、全局意義上的實體信息模型,無法像人一樣對三維實體有一個空間上的認識,因而糾錯只能停留在糾正簡單的錯誤上,而無法對復雜錯誤進行自動修復,只能標出錯誤點的位置,依賴人手工進行一個個三角形的添加、刪除工作,這通常需要一到數(shù)天的時間,不僅枯燥、麻煩,并且也失去了快速成形的意義。

由于STL文件的缺陷會導致切片程序上的許多錯誤,有時會使切片過程很困難,于是許多學者針對STL文件的缺陷提出容錯的切片算法。

這樣的切片算法直接對STL文件切片,在其切片的二維層次上進行修復,即在二維輪廓信息層次上發(fā)現(xiàn)錯誤,并作相應地去除多余輪廓線段、在輪廓斷點處進行插補等操作,但由于輪廓上錯誤的千變?nèi)f化,不是所有的錯誤都能得到修正。


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