使用3D打印機的用戶都清楚在打印前需要準備好STL格式的模型文件，然而在導(dǎo)出STL格式的過程中總會遇到一些小問題，所以我們需要事先掌握STL文件格式的一些規(guī)則及常遇到的一些問題。

一、STL格式的模型文件應(yīng)該遵守的一些規(guī)則 ：

• 共頂點規(guī)則：每相鄰的兩個三角形平面必須且只能共享兩個頂點。也就是說，一個三角形平面的頂點不能落在相鄰的任何一個小三角形平面的邊上。
• 取向規(guī)則：對于每一個小三角形平面,其法向量必須向外，3個頂點連成的矢量方向按照逆時針方向的順序確定(右手法則)，而且，對于相鄰的小三角形平面,不能出現(xiàn)取向矛盾。
• 取值規(guī)則：每個小三角形平面的頂點坐標值必須是正值，零和負值是錯誤的。
• 充滿規(guī)則：在三維模型的所有表面上，必須布滿小三角形面片，不得有任何遺漏。
• STL文件中頂點數(shù)V、邊數(shù)E、面片數(shù)F之間必須符合歐拉公式。
  

二、在用CAD、PROE等軟件到STL格式的轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的缺陷有：

1、存在縫隙，即三角形面片的丟失。

      對于大曲率的曲面相交部分,三角化時就會產(chǎn)生這種錯誤。在顯示的STL格式模型上，會有錯誤的裂縫或孔洞(其中無三角形)，違反了充滿規(guī)則。此時，應(yīng)在這些裂縫或孔沿處增補若干小三角形面片，從而消除這種錯誤。

2、畸變，即三角形面片的所有邊都共線。

      這種缺陷通常發(fā)生在從三維實體到STL文件的轉(zhuǎn)換算法上。由于采用在其相交線處向不同實體產(chǎn)生三角形面片，就會導(dǎo)致相交線處的三角形面片的畸變。

3、三角形面片的重疊。

      面片的重疊主要是由于在三角化面片時數(shù)值的圓整誤差所產(chǎn)生的。由于三角形的頂點在3D空間中是以浮點數(shù)表示的,而不是整數(shù)。如果圓整誤差范圍較大,就會導(dǎo)致面片的重疊。

4、歧義的拓樸關(guān)系。

      按照共頂點規(guī)則，在任一邊上，僅存在兩個三角形共邊。若存在兩個以上的三角形共此邊，就產(chǎn)生了歧義的拓樸關(guān)系。這些問題可能發(fā)生在三角化具有尖角的平面、不同實體的相交部分或生成STL文件時控制參數(shù)出現(xiàn)誤差。

      由于STL文件的這種缺陷，必須事先對STL文件的模型數(shù)據(jù)的有效性進行檢查，以保證用于快速成形系統(tǒng)的STL文件的有效性。否則,具有缺陷的STL文件就會導(dǎo)致快速成形系統(tǒng)加工時的許多問題,如原型的幾何失真等，嚴重時會導(dǎo)致死機。

三、解決方法

      由于STL文件存在以上的缺陷與不足，就需要有一個軟件來修改STL文件，比如國內(nèi)的AFS公司和美國的3DSystem公司就有此類軟件。但要想找出STL文件中的問題并加以修改并非輕而易舉的，也不是所有的缺陷都能修復(fù)的。傳統(tǒng)的解決方法是使用(或開發(fā))一個STL糾錯程序，將STL文件中的錯誤排除，生成新的STL文件,再進行切片(有些系統(tǒng)將糾錯、切片做在一個模塊里,其原理仍是一樣的)。但由于三維信息的復(fù)雜性，多數(shù)算法目前并不能將STL文件所描述的三維拓樸信息還原出一個整體、全局意義上的實體信息模型,無法像人一樣對三維實體有一個空間上的認識,因而糾錯只能停留在糾正簡單的錯誤上，而無法對復(fù)雜錯誤進行模型層錯位自動修復(fù)，只能標出錯誤點的位置，依賴人手工進行一個個三角形的添加、刪除工作，這通常需要一到數(shù)天的時間，不僅枯燥、麻煩,并且也失去了快速成形的意義。由于STL文件的缺陷會導(dǎo)致切片程序上的許多錯誤，有時會使切片過程很困難，于是許多學者針對STL文件的缺陷提出容錯的切片算法。這樣的切片算法：直接對STL文件切片,在其切片的二維層次上進行修復(fù)，即在二維輪廓信息層次上發(fā)現(xiàn)錯誤，并作相應(yīng)地去除多余輪廓線段、在輪廓斷點處進行插補等操作，但由于輪廓上錯誤的千變?nèi)f化，不是所有的錯誤都能得到修正。目前有一款非常不錯的模型修復(fù)軟件magics,Magics為處理平面數(shù)據(jù)的簡單易用性和高效性確立了標準。它提供先進的、高度自動化的STL操作。這使我們在強大的互動幫助工具幫助下，能夠在幾分鐘內(nèi)改正具有瑕疵三角的STL文件，除了模型的修復(fù)處理，尤其在SLA/SLS工業(yè)3d領(lǐng)域有不可代替的地位，很多工業(yè)機器都是用的magics加支撐切片，隨著新版本對sls的進一步支持，相信這個3d打印必備的軟件會受到越來越多人的追捧使用。

最新版本新加功能：

1、現(xiàn)代化的，直觀的界面
2、超強幾何修正功能
3、全面修復(fù)紋理及顏色
4、高精度標示工具
5、高效平臺構(gòu)建工具
6、以詳盡的測量數(shù)據(jù)及報告達到有效質(zhì)量控制

使用3D打印機的用戶都清楚在打印前需要準備好STL格式的模型文件，然而在導(dǎo)出STL格式的過程中總會遇到一些小問題，所以我們需要事先掌握STL文件格式的一些規(guī)則及常遇到的一些問題。

一、STL格式的模型文件應(yīng)該遵守的一些規(guī)則 ：

• 共頂點規(guī)則：每相鄰的兩個三角形平面必須且只能共享兩個頂點。也就是說，一個三角形平面的頂點不能落在相鄰的任何一個小三角形平面的邊上。
• 取向規(guī)則：對于每一個小三角形平面,其法向量必須向外，3個頂點連成的矢量方向按照逆時針方向的順序確定(右手法則)，而且，對于相鄰的小三角形平面,不能出現(xiàn)取向矛盾。
• 取值規(guī)則：每個小三角形平面的頂點坐標值必須是正值，零和負值是錯誤的。
• 充滿規(guī)則：在三維模型的所有表面上，必須布滿小三角形面片，不得有任何遺漏。
• STL文件中頂點數(shù)V、邊數(shù)E、面片數(shù)F之間必須符合歐拉公式。
  

二、在用CAD、PROE等軟件到STL格式的轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的缺陷有：

1、存在縫隙，即三角形面片的丟失。

      對于大曲率的曲面相交部分,三角化時就會產(chǎn)生這種錯誤。在顯示的STL格式模型上，會有錯誤的裂縫或孔洞(其中無三角形)，違反了充滿規(guī)則。此時，應(yīng)在這些裂縫或孔沿處增補若干小三角形面片，從而消除這種錯誤。

2、畸變，即三角形面片的所有邊都共線。

      這種缺陷通常發(fā)生在從三維實體到STL文件的轉(zhuǎn)換算法上。由于采用在其相交線處向不同實體產(chǎn)生三角形面片，就會導(dǎo)致相交線處的三角形面片的畸變。

3、三角形面片的重疊。

      面片的重疊主要是由于在三角化面片時數(shù)值的圓整誤差所產(chǎn)生的。由于三角形的頂點在3D空間中是以浮點數(shù)表示的,而不是整數(shù)。如果圓整誤差范圍較大,就會導(dǎo)致面片的重疊。

4、歧義的拓樸關(guān)系。

      按照共頂點規(guī)則，在任一邊上，僅存在兩個三角形共邊。若存在兩個以上的三角形共此邊，就產(chǎn)生了歧義的拓樸關(guān)系。這些問題可能發(fā)生在三角化具有尖角的平面、不同實體的相交部分或生成STL文件時控制參數(shù)出現(xiàn)誤差。

      由于STL文件的這種缺陷，必須事先對STL文件的模型數(shù)據(jù)的有效性進行檢查，以保證用于快速成形系統(tǒng)的STL文件的有效性。否則,具有缺陷的STL文件就會導(dǎo)致快速成形系統(tǒng)加工時的許多問題,如原型的幾何失真等，嚴重時會導(dǎo)致死機。

三、解決方法

      由于STL文件存在以上的缺陷與不足，就需要有一個軟件來修改STL文件，比如國內(nèi)的AFS公司和美國的3DSystem公司就有此類軟件。但要想找出STL文件中的問題并加以修改并非輕而易舉的，也不是所有的缺陷都能修復(fù)的。傳統(tǒng)的解決方法是使用(或開發(fā))一個STL糾錯程序，將STL文件中的錯誤排除，生成新的STL文件,再進行切片(有些系統(tǒng)將糾錯、切片做在一個模塊里,其原理仍是一樣的)。但由于三維信息的復(fù)雜性，多數(shù)算法目前并不能將STL文件所描述的三維拓樸信息還原出一個整體、全局意義上的實體信息模型,無法像人一樣對三維實體有一個空間上的認識,因而糾錯只能停留在糾正簡單的錯誤上，而無法對復(fù)雜錯誤進行模型層錯位自動修復(fù)，只能標出錯誤點的位置，依賴人手工進行一個個三角形的添加、刪除工作，這通常需要一到數(shù)天的時間，不僅枯燥、麻煩,并且也失去了快速成形的意義。由于STL文件的缺陷會導(dǎo)致切片程序上的許多錯誤，有時會使切片過程很困難，于是許多學者針對STL文件的缺陷提出容錯的切片算法。這樣的切片算法：直接對STL文件切片,在其切片的二維層次上進行修復(fù)，即在二維輪廓信息層次上發(fā)現(xiàn)錯誤，并作相應(yīng)地去除多余輪廓線段、在輪廓斷點處進行插補等操作，但由于輪廓上錯誤的千變?nèi)f化，不是所有的錯誤都能得到修正。目前有一款非常不錯的模型修復(fù)軟件magics,Magics為處理平面數(shù)據(jù)的簡單易用性和高效性確立了標準。它提供先進的、高度自動化的STL操作。這使我們在強大的互動幫助工具幫助下，能夠在幾分鐘內(nèi)改正具有瑕疵三角的STL文件，除了模型的修復(fù)處理，尤其在SLA/SLS工業(yè)3d領(lǐng)域有不可代替的地位，很多工業(yè)機器都是用的magics加支撐切片，隨著新版本對sls的進一步支持，相信這個3d打印必備的軟件會受到越來越多人的追捧使用。

最新版本新加功能：

1、現(xiàn)代化的，直觀的界面
2、超強幾何修正功能
3、全面修復(fù)紋理及顏色
4、高精度標示工具
5、高效平臺構(gòu)建工具
6、以詳盡的測量數(shù)據(jù)及報告達到有效質(zhì)量控制

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