第二章 3D打印数据简介讲解.pptx

第二章3D打印数据简介3D打印数据处理技术

1.1三维模型数据的获取1.23D打印技术中的数据文件格式1.3新型的数据文件格式本章目录

1.1三维数据的获取三维数据模型的获取是3D打印技术的基础和关键技术之一，目前获取三维模型的方式主要有正向设计数据和逆向工程数据。正向设计数据正向设计是指通过三维设计软件进行的设计，这是最重要、应用最广泛的数据来源。3D打印使用的软件设计方法主要分为实体建模和曲面建模。实体建模一般适用于制造领域和工业设计，主要是对形状规则的物体进行建模，对于形状不规则的、精细的、复杂的设计有些不能很好的胜任，如设计复杂的动漫形象；而曲面建模正好相反。目前一般的设计软件都是综合这2种建模方法来得到最理想的设计效果。使用较多的三维设计软件主要有AutoCAD、Catia、Delcam、Pro/E、Solidedge、MDT、UG等。

1.1三维数据的获取逆向工程数据逆向工程（reverseengineering，RE）是将目标三维实体通过相关的数据采集转变为概念模型，并在此基础上进行后续创作，又称反向工程或反求工程。重构曲面处理数据三维建模采集数据逆向工程主要包括：采集数据三坐标测量仪法激光三角形法投影光栅法CT（computedtomography）扫描核磁共振法自动断层扫描法

1.23D打印技术中的数据文件格式数据文件格式CAD三维数据文件格式STL、STEP、IGES、LEAF、RPI等二维层片文件格式SLC、CLI、HPGL等其中STL是最早用于CAD与CAPP间数据交换的文件格式，并且得到了广泛应用。目前，3D打印系统大部分都是基于STL格式设计的。除此之外，为了更真实地描述3D打印模型，新型的数据文件格式AMF（additivemanufacturingfileformat）、3MF（3Dmanufacturingformat）、RP等也被提出。

1.23D打印技术中的数据文件格式1.2.1三维数据文件格式1）STL文件STL数据文件格式是一种三维面片型的数据文件格式,3DSystems公司研究开发了该数据文件格式，其基本原理是采用小三角形面片(如图所示)去逼近三维实体的自由曲面，即它是对三维模型进行三角形网格化，类似于有限元中的网格划分，通过给出三角形法矢量和三角形的3个顶点坐标来实现。三角形面片STL文件有2种格式来对数据进行存储:ASCII码格式二进制格式

1.23D打印技术中的数据文件格式STL文件作为目前3D打印中应用最广的数据接口格式，具有以下优点与缺点。输入文件广泛，三维数据模型几乎都可以通过三角形面片化生成STL文件；生成方法简单，大部分三维设计软件都具备将三维模型直接输出为STL文件格式的功能,且能初步控制三维模型的精度；简单的分层算法使得不能一次成型的模型，易于分割。数据量极大；在数据的转换过程中有时会出现错误；有冗余现象；由于是采用三角形面片的格式去逼近整个实体，因此存在逼近误差。优点缺点

1.23D打印技术中的数据文件格式2）STEP文件以PDES（productdatarepresentationandexchangesystems）为基础，国际标准化组织的TC/184SC/14工作研究开发了STEP格式文件。STEP格式文件有4种交换方式工作格式交换方式数据库交换方式基于知识库的交换方式文件交换方式

1.23D打印技术中的数据文件格式文件交换方式STEP文件格式作为一种中性文件格式，有专门的格式规定,采用ASCII码格式，通过处理器的转化来完成各系统间相应的数据交换。数据库交换方式在计算机/现代集成制造系统的环境下，各系统间需要进行传递较多的信息量并且结构复杂，同时由于并行工程发展的需要，使得数据库交换方式应运而生。基于知识库的交换方式该方式主要是通过人工智能的方式对数据进行约束检查和处理。它与上述的交换方式类似，不仅能够完成其所能完成的操作，而且还具备驱动规则和知识的能力。工作格式交换方式它是把需要处理的数据置于内存中，通过内存中的数据管理系统，对其进行集中处理，这种方式减轻了设计人员的工作负担，同时保证了运行速度。

1.23D打印技术中的数据文件格式3）IGES文件IGES文件作为标准图形交换格式己列入ISO标准，是CAD、CAM、CAPP中不可或缺的有力工具。目前商用CAD软件，如AutoCAD、UG、SolidWorks等都支持IGES文件格式。目前，三维模型的几何信息一般是以固定行长的IGES格式存放。由于IGES文件是针对实体模型而生成的图形数据文件，因而其最大的优点：是具有丰富的图形信息，如点、线、面的属性以及各几何元素之间的拓扑