第三章 快速成形过程与三维模型的建立_精品.ppt

STL格式的缺陷 1.出现违反共顶点规则的三角形 解决方法：补线 2.出现错误的裂缝或孔洞 解决方法：补面 * STL格式的缺陷 3.三角形过多或者过少 过多：文件空间量太大，超出成形系统的范围，出现莫名其妙错误； 过少：精度不够，会因为无法表达细小的特征结构而出错 解决方法：调整 4.微小特征遗漏或者出错 对于CAD模型上的微小特征，往往不能布置足够的三角形 解决方法：用成形系统来自动修补或者是手动修补 * STL格式的输出方式 1.ASCII码，也称文本格式，所占空间大，但可以阅读并能直观检查； 2.二进制码，所占空间小； * 三维模型的切片处理 由于快速成型是按一层层截面轮廓来进行加工的，因此，加工前必须在三维模型上，用切片软件，沿成形的高度方向，每隔一定的间隔进行切片处理，以便提取截面的轮廓。 * 间隔的选定 间隔的大小根据被成形件的精度和生产率的要求来选定。间隔越小，精度越高，但成型时间越长；否则，间隔越大，精度越小，成型时间越短。 间隔的范围一般为0.05-0.5mm，常用的间隔在0.lmm左右，在此取值下，能得到相当光滑的成形曲面。 切片间隔选定之后，成形时每层叠加的材料厚度应与其相适应。 * 切片的定义及方法 切片是几何体与一系列平行平面求交的过程。 几何体指的是经过STL格式化的模型。 平面：垂直于成形方向的一组相互平行的平面。 * 切片的过程 1.将三维模型转化成的STL格式文件输入到快速成型机 * 切片的过程 2.沿成形高度方向（一般为Z方向），自上而下，每间隔一定高度（如0.1mm ），逐一用与Z轴正方向垂直的平面与STL格式化的模型相交，求取它们的交点。 * 分层切片的过程 * 切片的过程 3.在获得交点后，可以根据一定的规则，选取有效顶点组成边界轮廓环。 4.获得边界轮廓后，按照外轮廓逆时针、内轮廓顺时针的方向标记，为后续扫描路径生成中的算法处理做准备。 * RP中的切片 在RP中，切片的整个过程一般由快速成型系统所附带的切片处理软件来完成，切片处理软件能按照设计的程序自动提取模型的截面轮廓，并对内外边界进行标定。 * RP中的文件的转化 利用快速成形机中的软件将切片后得到的二维截面信息转化成通用分层界面形式－CLI (Common Layer Interface)，即可将命令传给成形系统进行成形。 CLI试图用一种简单、高效和准确的格式将基于二维分层描述数据输入各种分层制造系统。 * * 一.快速成型原理 二.四种快速成型工艺 1.光固化成型 2.叠层实体制造工艺法 3.薄层材料选择性切割 4.粉末材料选择性烧结法 第三章 快速成形过程与三维模型的建立 * 快速成形过程 快速成形的全过程包括三个阶段： 前处理、自由成形和后处理 * 快速成形过程 前处理 构造 三维模型 近似处理 选择 成形方向 三维软件 扫描机 建立STL 格式文件 多沿着工件 高度方向 分层处理 由分层软件 完成 * 快速成形过程 自由成形 二维截面轮廓 的制作 二维截面 的叠和 * 快速成形过程 后处理 工件的 剥离、去除支撑 后固化 修补 打磨 抛光 表面强化处理 * 三维模型的构造 几何建模：即构造三维CAD模型，也就是将现实物体或假想物体的几何信息用某种数据方式在计算机中表示出来的过程。 * 三维模型的表达方法 1.构造实体几何法（Constructive Solid Geometry，简称CSG） 构造实体几何法又称积木块几何法，采用布尔运算法则（并、交、减），将一些简单的体素（如立方体、圆柱体、环、锥体）组合，变化，得到三维模型实体。 优点：数据结构简单，无冗余的几何信息，得到的实体真实有效，并能方便的修改。 缺点：产生和修改实体的算法有限，构成图形的计算量很大，比较费时。 * 三维模型的表达方法 2.边界表达法（Boundary Representation,简称B－rep） 根据顶点、边和面组成的表面来精确的描述三维实体。 优点：快速绘制立体或线框模型 缺点：数据以表格形式出现，因此空间占用量大；所得到的实体不一定真实有效，可能出现错误的孔洞或是颠倒现象。 * 三维模型的表达方法 3.参量表达法 （Parametric Representation） 采用参量化的线条、贝塞尔曲线和B样条，把每一个X、Y、Z坐标都采用参量化形式表达，用此方式来描述自由曲面。其中非均匀有理B样条（NURBS：Non-Uniform Rational B-Splines