建模软件转换成STL格式时会遇到的一些问题

lecaiwd87

在用CAD、PROE等软件到STL格式的转换过程中可能出现的缺陷有：

　　1、存在缝隙，即三角形面片的丢失。

　　对于大曲率的曲面相交部分,三角化时就会产生这种错误。在显示的STL格式模型上，会有错误的裂缝或孔洞(其中无三角形)，违反了充满规则。此时，应在这些裂缝或孔沿处增补若干小三角形面片，从而消除这种错误。

　　2、畸变，即三角形面片的所有边都共线。

　　这种缺陷通常发生在从三维实体到STL文件的转换算法上。由于采用在其相交线处向不同实体产生三角形面片，就会导致相交线处的三角形面片的畸变。

　　3、三角形面片的重叠。

　　面片的重叠主要是由于在三角化面片时数值的圆整误差所产生的。由于三角形的顶点在3D空间中是以浮点数表示的,而不是整数。如果圆整误差范围较大,就会导致面片的重叠。

　　4、歧义的拓朴关系。

　　按照共顶点规则，在任一边上，仅存在两个三角形共边。若存在两个以上的三角形共此边，就产生了歧义的拓朴关系。这些问题可能发生在三角化具有尖角的平面、不同实体的相交部分或生成STL文件 时控制参数出现误差。

　　由于STL文件的这种缺陷，必须事先对STL文件的模型数据的有效性进行检查，以保证用于快速成形系统的STL文件的有效性。否则,具有缺陷的STL文件就会导致快速成形系统加工时的许多问题,如原型的几何失真等，严重时会导致死机。

　　解决方法:

　　由于STL文件存在以上的缺陷与不足，就需要有一个软件来修改STL文件，比如国内的AFS公司和美国的3D System公司就有此类软件。但要想找出STL文件中的问题并加以修改并非轻而易举的，也不是所有的缺陷都能修复的。传统的解决方法是使用(或开发)一个STL纠错程序，将STL文件中的错误排除，生成新的STL文件,再进行切片(有些系统将纠错、切片做在一个模块里,其原理仍是一样的)。但由于三维信息的复杂性，多数算法目前并不能将STL文件所描述的三维拓朴信息还原出一个整体、全局意义上的实体信息模型,无法像人一样对三维实体有一个空间上的认识,因而纠错只能停留在纠正简单的错误上，而无法对复杂错误进行自动修复，只能标出错误点的位置，依赖人手工进行一个个三角形的添加、删除工作，这通常需要一到数天的时间，不仅枯燥、麻烦,并且也失去了快速成形的意义。由于STL文件的缺陷会导致切片程序上的许多错误，有时会使切片过程很困难，于是许多学者针对STL文件的缺陷提出容错的切片算法。这样的切片算法：直接对STL文件切片,在其切片的二维层次上进行修复，即在二维轮廓信息层次上发现错误，并作相应地去除多余轮廓线段、在轮廓断点处进行插补等操作，但由于轮廓上错误的千变万化，不是所有的错误都能得到修正。
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