内容提要
从上一章的论述得知,采用快速成型技术进行产品或模型的加工与制作,首先需要准备好三维CAD数据模型。目前几乎所有的快速成型的加工制造方法,都是借助三维CAD数据模型,经过恰当的切片处理后来直接驱动快速成型设备进行快速加工与制作的。三维CAD数据模型资料须处理成快速成型系统所能接受的、特点的数据格式,才能进入快速成型系统进行特定的切片处理工作。因此,在准备采用RP技术之前以及原型制件的制作过程中,都需要进行大量的数据准备及处理工作,并且数据的准备和处理工作直接决定着原型制件的成型效率、表面质量和精度。因此,在整个RP技术的实施过程中,三维CAD数据的处理是十分必要和相当重要的工作。
从上一章图4-1所示的RP工艺基本流程可以看出,快速成型系统要解决的主要问题是提出快速成型工艺方法并进行具体实施。RP系统本身不具备三维实体的造型功能,因此RP系统一般都是借助于三维CAD造型软件得到物体的三维数据。三维CAD数据处理的软件不同,所采用的数据格式也不同,即不同的CAD系统所采用的数据格式各不相同。同时,不同的快速成型系统也采用各自不同的数据格式与文件,这些都会给数据的交换、资源的共享造成一定的障碍。因此,要寻找一种中间的数据格式,即RP工艺系统能有效识别的中间数据格式。
目前,快速成型系统能接受以下几种中间数据格式:IGES、STEP、DXF、STL、SLC、CLI、RPI、LEAF等。其中,美国3D System公司开发的STL文件格式几乎被大多数快速成型系统所接受,因此被认为是快速成型数据的准标准。虽然STL文件格式用途广泛,但由于STL模型只是对CAD模型的几何近似,它在与三维CAD数据模型进行转换时存在一定的误差,文件的检测与错误修复工作复杂,并且存在拓扑信息不完整与近似逼近精度低等缺点。(https://www.daowen.com)
为了避免中间数据格式存在的误差与缺点,基于三维CAD数据模型的直接分层已成为PR技术的一个重要研究内容。直接将三维CAD数据模型进行切片,能较好地保持数据模型的几何及拓扑信息,提高快速成型的制件精度,同时减少数据转换过程造成的误差,文件的数据量也相应减少。
为了提高成型制件的成型精度及表面质量,缩短加工所需时间,快速成型技术所用数据应进行相应的技术处理。快速成型技术的数据处理主要包括前期读入数据的预处理、中期的数据处理(如成型方向的合理选择、零件的合理布局、工艺支撑的设定、层片文件的生成等)。