3d打印技术STL模型文件如何设计与导出

3d打印技术自80年代后期诞生以来就受到广泛的重视,迅速地成为制造领域的研究热点。随着3d打印技术应用领域的不断扩大,它已经成为先进制造技术的重要组成部分。毫无疑问,3d打印技术的出现代表着生产工程的又一突破。用于快速成形系统的最一般的输入接口文件是工业上默认的表面三角化数据格式文件(STL文件)。几乎所有的快速成形系统的开发者都采纳这种数据格式。

实际上,各主要的CAD/CAM软件系统都有生成STL文件的模块。STL即为三维实体模型文件经过三角化处理后得到的模型文件。STL文件格式是美国3D System公司首先提出的一种文件格式,目前已成为CAD系统与RPM系统之
间的数据交换标准。这种文件格式是将CAD表面离散化为三角形面片。不同精度时有不同的三角形网格划分。STL文件中每个三角形面片有四个数据项表示,即三角形的三个顶点坐标和三角形面片的外法线矢量,STL文件即为多个三角形面片的集合。STL文件有ASCÒ格式和二进制格式两种。在数据处理中较常用的是ASCÒ格式,ASC
Ò码的文件格式如下:
Solid
Facet normal ni nj nk
outer loop
vertex vlxvlyvlz
vertex v2xv2yv2z
vertex v3xv3yv3z
endloop
ednfacet
endsolid

STL文件格式最初是在立体光造形(SLA)技术中得到应用的,由于STL与CAD系统无关,所以很快发展成为快速成形领域中CAD系统与快速成形机之间进行数据交换的不成文的数据交换标准。由于STL格式文件有其自身的缺陷,近几年来许多学者提出了新的数据格式,如IGES(International Graphics Exchanges Stan-dard)格式,STEP(Standard for The Exchangeof Product)格式,LEAF(Layer Exchane ASCÒFormat)格式,CLI(Common Layer Inter-face)格式,RPI(Rensselare Polytechnre Inst-itude)格式[等。这些文件格式都是处于实验室阶段的。其中,IGES文件以线段、圆、圆弧、B样条曲线来描述几何数据。在切片过程中,各体素的相交部分要进行相应的布尔运算,不能直观地反映几何数据,切片时较困难。并且不同的CAD供应商可能对IGES格式有自己不同的解释,从而使各自产生的IGES文件有所差异。STEP格式是一种正在逐步国际标准化的产品数据交换标准。研究工作者正试图借助STEP格式,不经过STL格式的转换,直接对三维CAD模型进行切片处理,但这些工作现在仍处于实验室阶段。目前工业上CAD与快速成形系统之间的数据交换标准仍是STL文件格式。这样,现有的快速成形系统的用户必须面对
STL文件格式存在的问题,并且对STL文件存在的缺陷与不足进行修复。