激光直接制造和再制造中的三维cad模型直接分层技术new

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1、万方数据第19卷第6期2007年6月计算机辅助设计与图形学学报JOURNALOFCOMPUTER—AIDEDDESIGN&COMPUTERGRAPHICSV01．19．NO．6June，2007激光直接制造和再制造中的三维CAD模型直接分层技术靳晓曙杨洗陈(天津工业大学机械电子学院激光技术研究所天津300160)(jxs0126@126．COITI)摘要在分析SolidWorks软件平台下CAD模型数据的内部表达方法以及拓扑信息和几何信息提取方法的基础上，研究三维CAD模型直接分层技术．对SolidWorks进行二次开发，调用SolidWor

2、ks应用程序接口函数中的曲面一曲面求交函数对CAD模型衄面与分层平面求交，得到的交线首尾相连形成轮廓轨迹；同时研究了光栅填充扫描算法及程序实现．为实现切片数据的通用化，设计了记录切片数据的文件格式，用直线、圆弧或圆描述分层轮廓．对上述的直接分层不仅进行了软件模拟，还用于直接制造．制作的试件与STL间接分层试件比较结果表明，采用直接分层的，试件的精度和表面质量优于STL间接分层．关键词激光技术；直接分层；三维CAD模型；直接制造；再制造中图法分类号TN249DirectSlicingof3DCADModelsforLaserDirectManu

3、facturingandRe-manufacturingJinXiaoshuYangXichen(InstituteofLaserTechnology，SchoolofMechanicalandElectronicEn∥neering，n口撕inPolytechnicUniversity，Tia撕in300160)AbstractAdirectslicingapproachfrom3DCADmodelsisproposedbystudyingthedatastructureofSolidWorkssolidmodelsandthemethod

4、ofobtaininggeometricandtopologicalinformationfromSotidWorksCADmodels．BasedonSolidWorksplatform，adirectslicingprogramhasbeendeveloped，inwhichsurface—surfaceintersectionfunctionofapplicationprogramminginterface(API)iscalledtogetthesectioncontours．Toolpathisgeneratedbysortingt

5、hesectioncontoursendtoend．Rasterfillingalgorithmisstudiedandimplementedtocomputethetoolpathforfilling．Theslicesdataaresavedinaspecialfileinwhichlines，arcsandcirclesareusedtodescribethesectioncontours．ThefileisindependentofSolidWorks．Thedirectslicingresultissimulated．Partfab

6、ricatedwithapplicationofthedirectslicingsoftwareiscomparedwiththatbasedonstereolithography(STL)format．ItisshownthattheaccuracyandsurfacefinishofthedirectslicingpartisbetterthanthatofSTLindirectslicing．Keywordslasertechnique；directslicing；3DCADmodel；directmanufacturing；re—ma

7、nufacturing激光直接制造和再制造技术是近几年兴起的先进制造技术u卫J，其实质是利用同轴送粉激光熔覆按照快速原型(rapidprototyping，RP)的理念进行添加式层叠直接制造和再制造的方法；其中对三维CAD模型的分层切片是其数据处理非常重要的一个环节．目前，大多数的快速原型制造系统将零件的CAD模型生成STL格式文件进行切片，STL文件由于其格式简单、实现方便，已成为RP领域的工业标准．但它还存在许多缺点，如数据冗长、文件庞大、缺乏拓扑信息、使用小三角形平面来近似三维曲面存在曲面误差，降低了成型零件的精度，而且对STL文件中诸

8、如间隙、裂缝、丢失三角形、冗余三角收稿日期：2006—10—30；修回日期：2007—01—09．基金项目：天津市科委重点攻关项目(033188011)．靳晓曙，女