快速成形是一种基于离散和堆积原理的制造技术,它将零件的CAD模型按一定方式离散成为可加工的离散面、离散线和离散点,而后采用物理或化学手段,将这些离散的面、线段和点堆积而形成零件整体形状,这些都离不开三维模型软件的处理系统。
快速成形制造中的前期数据处理步骤包括:表面或立体模型生成、STL文件格式、构建支撑和模型切片处理及拓扑处理。
1.CAD软件系统
快速成形制造需要三维CAD数据的STL格式作为输入,然后才能进行切片处理,因此,必须使用三维建模方法,要求用于构造模型的CAD软件系统有较强的实体造型和表面造型功能,其中表面造型功能对构造复杂的自由曲面有着重要作用。目前,快速成形行业中常用的CAD软件系统见表4.5-3。
表4.5-3 快速成形常用的CAD系统
(续)
注:还有国外Intergraph公司开发的Intergraph软件,国内北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司开发的Aurora软件等。
2.快速成形技术中常用的文件格式和文件规则
(1)常用的文件格式 在快速成形技术中在CAD系统中完成三维造型后,需要把数学模型转化为快速成形系统能够识别的文件格式。常用的文件格式有:面片模型文件格式(如STL、CFL等),层片模型文件格式(如HP-GL、CLI等),见表4.5-4。CAD软件输出STL文件格式方法见表4.5-5。
表4.5-4 快速成形常用的文件格式
(续)
注:还有RPI(Rensselaer Polytechnic Institute)、CFL(Capital′s Facet List)等格式。
表4.5-5 CAD造型软件输出STL文件方法
(续)(www.xing528.com)
(2)STL文件格式的规则STL文件格式的规则见表4.5-6。
表4.5-6 STL文件格式的规则
(3)STL文件格式的缺陷 目前大部分CAD软件系统提供输出STL数据的功能模块,用户只需调用该模块就能生成STL文件格式,并在屏幕上显示出转换后的STL格式模型(即由一系列小三角形平面组成的三维模型)。但由于CAD软件和STL文件格式本身以及转换过程造成的问题,所产生的STL文件格式存在少量缺陷,多数开发商提供对STL文件格式进行正确性检验和修正的软件,有的是自动修补,有的是手工修补,但很难保证所有问题都被处理掉,所以正确地选择CAD软件、正确地进行CAD设计可减少或杜绝STL发生错误。其转换过程常见缺陷见表4.5-7。
表4.5-7 STL文件格式的常见缺陷
3.STL文件的切片处理和拓扑处理
对STL文件的切片处理和拓扑处理方法,见表4.5-8。
表4.5-8 STL文件的切片处理和拓扑处理
4.5.3.2 快速成形设备
快速成形制造技术是目前发展最快的先进制造技术之一,目前国内外已有数百家机构从事快速成形制造设备、工艺和相关材料的研究工作。表4.5-9列出了部分国内各类RPM设备和工艺的产业化情况,表4.5-10列出了部分国外各类RPM设备和工艺的产业化情况。
表4.5-9 国内主要快速成形设备和工艺情况
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表4.5-10 国外主要快速成形设备和工艺情况
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