增材制造与3D打印技术及应用课件第2章-增材制造的前处理.ppt

二、三维模型的STL格式化1.接触式测量方法（1）触发式接触测量法（2）层析法2.非接触式测量方法（1）基于光学三角型原理的反求工程扫描法（2）基于相位偏移测量原理的莫尔条纹法（3）基于工业CT断层扫描图像反求工程法（4）立体视觉测量方法二、三维模型的STL格式化常用的扫描机有传统的坐标测量机（简称CMM）、激光扫描仪（LaserScanner），零件断层扫描机（CrossSectionScanner），以及CT（ComputerTomography，计算机X线断层照相术）和MRI（MagneticResonanceImaging，磁共振成像）。下面介绍几种现代激光扫描仪、零件断层扫描机、CT扫描及其数据的转化。二、三维模型的STL格式化图2-3激光扫描仪二、三维模型的STL格式化图2-4激光扫描原理图2-5扫描头二、三维模型的STL格式化图2-6零件断层扫描机二、三维模型的STL格式化2-7螺旋式CT扫描原理二、三维模型的STL格式化2.2三维模型的STL格式化STL格式文件最初出现于1988年美国3DSystems公司生产的SLA快速成形机中，它是目前增材制造系统中最常见的一种文件格式，用于将三维模型近似成小三角形平面的组合。二、三维模型的STL格式化2.2.1STL格式文件的规则1.共顶点规则2.取向规则3.取值规则4.合法实体规则二、三维模型的STL格式化2.2.2STL格式文件的错误和纠错软件由于CAD软件和STL文件格式本身的问题，以及转换过程造成的错误，所产生的STL格式文件难免有少量的缺陷，其中最常见的有以下几种：出现违反共顶点规则的三角形出现违反取向规则的三角形出现错误的裂缝或孔洞三角形过多或过少微小特征遗漏或出错二、三维模型的切片处理2.3.1.成形方向的选择不同的成形方向会对工件品质（尺寸精度、表面粗糙度、强度等）、材料成本和制作时间产生很大的影响。1.成形方向对工件品质的影响2.成形方向对材料成本的影响3.成形方向对制作时间的影响二、三维模型的切片处理2.3.2增材制造中的主要切片方式1.STL切片2.容错切片3.适应性切片4.直接适应性切片5.直接切片思考与练习1、增材制造工艺在加工前需要对数据处理，数据处理主要包括哪些步骤？2、简述利用反求工程构造三维模型的过程。3、构造三维模型的方法有哪些？4、简述由CT扫描数据构造CAD表面模型的主要步骤。5、STL格式的数字模型的缺陷主要有哪些？本章完第2章增材制造的前处理本章重点与难点本章重点：1.熟悉用计算机辅助设计软件构造三维模型的方法；2.熟悉三维模型的STL格式化；3.了解三维模型的切片处理。本章难点：1.利用反求工程构造三维模型；2.三维模型的切片处理。增材制造的前处理一、三维模型构造的方法二、三维模型的STL格式化三、三维模型的切片处理由于快速成形机只能接受计算机构造的工件三维模型（即立体图，如图2-1所示），然后才能进行分层切片处理，因此，首先必须建立三维模型，目前构造三维模型主要有以下办法：应用计算机三维设计软件，根据产品的要求设计三维模型；应用计算机三维设计软件，将已有产品的二维三视图转换为三维模型；仿制产品时，应用反求设备和反求软件，得到产品的三维模型。利用Internet网络，将用户设计好的三维模型直接传输到增材制造工作站。一、三维模型构造的方法图2-1利用CAD软件设计的管道零件三维模型一、三维模型构造的方法产品的要求产品的2D三视图3DCAD软件反求工程Internet网络三维CAD模型图2-2构造三维模型的方法二、三维模型的STL格式化2.1.1用计算机辅助设计软件构造三维模型随着计算机辅助设计技术的发展，出现了许多三维模型的形体表达方法，其中常见的有以下几种：1.构造实体几何法（ConstructiveSolidGeometry，简称CSG法）2.边界表达法（BoundaryRepresentation，简称B—Rep法）3.参数表达法（ParametricRepresentation）4.单元表达法（CellRepresentation）模型文件输出格式有多种，常见的有IPGL、HPGL、STEP、DXF和STL等，