基于STL文件的阶梯剖分算法研究

发布时间：2020-11-09 04:11

　　 快速成形技术发展至今,无论在工艺、材料和制件质量方面都已取得令人瞩目的成就。作为该领域关键技术之一的数据前处理工作,除了直接关系到产品加工的质量好坏,对加工的效率和适应性也有着重大的影响。本文针对这一方面的问题展开研究,在Visaul C++ 6.0环境下开发了一个集STL模型显示、阶梯剖分、编辑、拼合等多种功能于一身的数据处理软件。 为了提高程序处理的速度,减少数据冗余带来的问题,读入STL模型后,重新建立了所有三角面片间的拓扑关系。利用OpenGL开放式图形处理工具完成了对STL模型的真实感显示和多角度查看,所有功能均具有良好的人机界面,能方便的实现交互式操作。 针对制件规模受快速成形设备工作空间限制及后处理时粘接精度难以保证的实际问题,系统地提出了基于STL文件的任意形状阶梯剖分算法。介绍了阶梯剖分原理,详细阐述了分割、封闭、三角化等具体实现步骤和算法,对可能出现的极限情况进行了分类讨论,提出了有效的处理方案,保证了剖分的顺利进行和结果的正确完整。利用该算法,可以在保证粘接精度的前提下使快速成形系统能够对大型实体进行分割制造,扩大了该技术的适应性,提高了生产效率。 为了节省加工时间和成形材料,最大限度的发挥快速成形技术的优势,加工前需要对一个或多个STL模型进行单位、比例、摆放方向或者相对位置的变换。本文分析了STL模型拼合对加工效率的影响,讲述了编辑、拼合的基本原理,讨论了具体实现方法。 最后给出了剖分、拼合等多种功能综合应用的实例,并对相关技术的未来发展进行了展望。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TH16
【部分图文】：

而对于小尺寸零件，则应该在加工之前进行组合操作，从而达到一次成形多个零件的效果，从而提高了材料的利用率和加工效率（如图 1-3）。特别要指出的是，目前常用的分割方法是用单一平面去剖分模型，虽然可以将零件分成几块加工出来，但是在后处理时就很难保证模型拼接精度，故而较理想的办法是用“之”字型的阶梯面组去剖分模型（如图 1-4），这样可以利用两个或者三个方向的定位来保证拼接的精度。图 1-2 薄壁零件的分割图 1-3 小尺寸零件的组合

则应该将薄壁部分单独划分出来，把壁厚方向作为加工高度方向制造，然后再粘接到其他部分上，从而避免翘曲（如图 1-2）；而对于小尺寸零件，则应该在加工之前进行组合操作，从而达到一次成形多个的效果，从而提高了材料的利用率和加工效率（如图 1-3）。图 1-2 薄壁零件的分割图 1-1 大尺寸零件的分割

则应该将薄壁部分单独划分出来，把壁厚方向作为加工高度方向制造，然后再粘接到其他部分上，从而避免翘曲（如图 1-2）；而对于小尺寸零件，则应该在加工之前进行组合操作，从而达到一次成形多个的效果，从而提高了材料的利用率和加工效率（如图 1-3）。图 1-2 薄壁零件的分割图 1-1 大尺寸零件的分割
【引证文献】

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本文编号：2875866