用CAD、PROE等软件导出STL 3D打印格式存在哪些缺陷?

dy1993   2016-11-17 12:07:18

在用CAD、PROE等软件导出3D打印 STL格式过程中可能出现的缺陷有:

1、存在缝隙,即三角形面片的丢失。

对于大曲率的曲面相交部分,三角化时就会产生这种错误。在显示的STL格式模型上,会有错误的裂缝或孔洞(其中无三角形),违反了充满规则。此时,应在这些裂缝或孔沿处增补若干小三角形面片,从而消除这种错误。

2、畸变,即三角形面片的所有边都共线。

这种缺陷通常发生在从三维实体到STL文件的转换算法上。由于采用在其相交线处向不同实体产生三角形面片,就会导致相交线处的三角形面片的畸变。

3、三角形面片的重叠。

面片的重叠主要是由于在三角化面片时数值的圆整误差所产生的。由于三角形的顶点在3D空间中是以浮点数表示的,而不是整数。如果圆整误差范围较大,就会导致面片的重叠。

4、歧义的拓朴关系。

按照共顶点规则,在任一边上,仅存在两个三角形共边。若存在两个以上的三角形共此边,就产生了歧义的拓朴关系。这些问题可能发生在三角化具有尖角的平面、不同实体的相交部分或生成STL文件 时控制参数出现误差。

由于STL文件的这种缺陷,必须事先对STL文件的模型数据的有效性进行检查,以保证用于快速成形系统的STL文件的有效性。否则,具有缺陷的STL文件就会导致快速成形系统加工时的许多问题,如原型的几何失真等,严重时会导致死机。

由于三维信息的复杂性,多数算法目前并不能将STL文件所描述的三维拓朴信息还原出一个整、全局意义上的实体信息模型,无法像人一样对三维实体有一个空间上的认识,因而纠错只能停留在纠正简单的错误上,而无法对复杂错误进行自动修复,只能标出错误点的位置,依赖人手工进行一个个三角形的添加、删除工作,这通常需要一到数天的时间,不仅枯燥、麻烦,并且也失去了快速成形的意义。

由于STL文件的缺陷会导致切片程序上的许多错误,有时会使切片过程很困难,于是许多学者针对STL文件的缺陷提出容错的切片算法。

这样的切片算法直接对STL文件切片,在其切片的二维层次上进行修复,即在二维轮廓信息层次上发现错误,并作相应地去除多余轮廓线段、在轮廓断点处进行插补等操作,但由于轮廓上错误的千变万化,不是所有的错误都能得到修正。


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