没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
温馨提示
试读
38页
快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)技术20世纪80年代末起源于美国,很快发展到日本和西欧,是近20年来制造技术领域的一次重大突破。快速成型制造技术是CAD、数控技术、激光技术以及材料科学与工程的技术集成,它可以自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件,从而可以对产品设计进行快速评价、修改,以响应市场需求,提高企业的竞争能力。快速成型制造技术的出现,反映了现代制造技术本身的发展趋势以及激烈的市场竞争对制造技术发展的重大影响。 本文首先从快速成型技术的原理出发,探讨了这一高新技术的发展、方法和应用。从快速成型技术所涉及的软、硬件知识及加工工艺等方面论述了快速成型技术的应用及相关技术问题。重点针对快速成型预前处理软件系统进行了深入的探讨,用系统的方法和集成的观点分析了从图形显示渲染到切片、分区和工艺参数设定的各个步骤和主要算法,并编制了相应程序实现了对STL模型的预前处理,编制的软件已经应用到自行开发的快速成型设备上,运行效果良好。
资源推荐
资源详情
资源评论
激光快速成型切片与分层软件开发
摘要
快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)技术20世纪80年代末起源于美国,很
快发展到日本和西欧,是近20年来制造技术领域的一次重大突破。快速成型制造
技术是CAD、数控技术、激光技术以及材料科学与工程的技术集成,它可以自动
快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件,从而可
以对产品设计进行快速评价、修改,以响应市场需求,提高企业的竞争能力。快
速成型制造技术的出现,反映了现代制造技术本身的发展趋势以及激烈的市场竞
争对制造技术发展的重大影响。
本文首先从快速成型技术的原理出发,探讨了这一高新技术的发展、方法和应
用。从快速成型技术所涉及的软、硬件知识及加工工艺等方面论述了快速成型技
术的应用及相关技术问题。重点针对快速成型预前处理软件系统进行了深入的探
讨,用系统的方法和集成的观点分析了从图形显示渲染到切片、分区和工艺参数
设定的各个步骤和主要算法,并编制了相应程序实现了对STL模型的预前处理,
编制的软件已经应用到自行开发的快速成型设备上,运行效果良好。
关键词:激光快速成型 STL格式文件 三维CAD模型 切片分层算法
Visual C++6.0软件
I
Sliced and Layered Rapid Prototyping
Software Development
Abstract
Rapid Prototyping manufacturing came of USA,and then it run to Japan and west
Europe,It is a great breakthrough in manufacturing technology domain in late 20
years.RPM is an integration of CAD,numerical control,laser technology and material
science,It can automatically and rapidly make designing become a prototyping which
has some structure and function or directly fabricate parts,so it can rapidly evaluate
and amend on product designing in answer to market demanding.Consequently It
enhance enterprises’competing ability.The emergence of RPM reflects developing
current of manufacturing technique itself and great influence,which comes from
drastic,market competition.
This Paper introduces the development,method and application of rapid prototyping
technology according to the principle of the latter.The application of this technology
and other relative technologies are discussed in respect to concerned software and
hardware technology as well as manufacturing process.STL model pre-processing
software of rapid prototyping system is discussed with emphasis on.Systematical
method and integrative opinion are used to analyse each step and algorithm from
geometric render to slicing,splitting process.STL model pre-processing software is
programmed which is well used in our rapid prototyping machine.
Key words:Prototyping Manufacturing STL(Stereo Lithography) 3-D CAD model Slice
Slicing Algorithm Visual C++6.0
II
摘要.................................................................................................................................................I
Abstract..........................................................................................................................................II
1.绪论............................................................................................................................................1
1.1快速成型技术的产生背景................................................................................................2
1.2快速成型技术的基本原理与优势....................................................................................2
1.3快速成型技术分类...........................................................................................................3
1.4快速成型技术的应用概况................................................................................................3
2.SLS快速成型系统简介...............................................................................................................5
2.1HLP-350I点扫描快速成型系统.......................................................................................5
2.2硬件系统...........................................................................................................................6
2.3软件系统...........................................................................................................................7
2.3.1CAD软件系统........................................................................................................7
2.3.2预处理软件系统.....................................................................................................8
2.3.3加工驱动程序.........................................................................................................9
3.软件算法设计思路...................................................................................................................10
3.1STL拓扑信息提取..........................................................................................................10
3.1.1STL文件格式的结构............................................................................................10
3.1.2三角面片的矢量计算[22]....................................................................................11
3.1.3拓扑信息的建立...................................................................................................12
3.2拓扑信息正确性检验及错误修复[23~26].....................................................................15
3.2.1错误类型分析.......................................................................................................15
3.2.2错误修复及拓扑信息重建...................................................................................16
3.3STL模型三维真实感图形显示及场景渲染...................................................................17
3.3.1OpenGL图形库简介.............................................................................................18
3.3.2STL模型显示及场景渲染的OpenGL实现[28,29]..............................................18
3.4分层算法.........................................................................................................................20
3.4.1分层原因及方法...................................................................................................20
3.4.2分层种类..............................................................................................................22
3.5基于单调空间的区域划分算法......................................................................................23
3.5.1轮廓关系矩阵[30]................................................................................................24
3.5.2可连轮廓组..........................................................................................................25
3.5.3可连极点值..........................................................................................................26
3.5.4内部排序..............................................................................................................27
3.5.5可连轮廓分区.......................................................................................................28
3.5.6扫描路径生成.......................................................................................................29
4.总结与展望...............................................................................................................................30
致谢..............................................................................................................................................31
参考文献......................................................................................................................................32
1.绪论
快速原型制造(Rapid Prototyping,简称RP)技术,又称快速成型技术,
是20世纪80年代后期首先在美国产生并商品化,90年代在全球迅速发展起来的
制造新技术。快速成型技术与50年代的数控技术和最近20年发展起来的特种加
工技术一样是一种全新的制造技术,是制造领域的又一重大突破,是先进制造技
术群中的重要组成部分。它是一种基于离散堆积成型的数字化制造技术,集激光
技术、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造( CAM)、计算机数控技术
(CNC)、精密检测技术、精密机械、精密伺服驱动和新材料技术等先进技术
于一体的综合高新技术。它能根据CAD模型(电子模型)自动、直接、快速、
精确地将设计思想物转化为具有一定功能的原型或直接制造零件,在不用模具和
工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,解决了从设计到制造的快速对接问题
从而可以对产品设计进行快速评价、修改及功能试验,有效地缩短了产品的研发
周期,满足了当今竞争日益激烈的市场对新产品快速开发和快速制造的要求[1]
[2]。
与此同时,经济全球化趋势正不断加强,各个领域的技术交流、经贸交流日
益扩大,世界上发生的这些进步、变革与发展使当代制造业的生态环境、产业结
构与发展模式等都发生了深刻变化,科学发展观对制造业提出了新的要求,我国
制造业正面临着新的发展机遇与挑战。
当前,制造业呈现如下发展趋势[3]:
(1)生产、经营及市场全球化;
(2)顾客需求个性化、多样化;
(3)产品生命周期缩短,更新换代加速化;
(4)产品高科技化;
(5)市场竞争激烈化。
因此,制造企业要想在21世纪求得生存和发展,就必须面对这一新的形势,
不断研究或融合新的技术,并采取灵活多变的管理策略,适时向市场推出满足顾
客需求的新产品、产品创新技术成为提高企业竞争力的关键。
1
图1传统加工方法与快速成型方法比较
1.1快速成型技术的产生背景
快速成型技术的诞生主要有两方面的原因:
(1)市场拉动
市场全球化和用户需求个性化为先进制造技术提出了新的要求[4]。
随着市场一体化的发展,市场竞争越来越激烈,产品的开发速度成为竞争的
主要矛盾。同时用户需求多样化的趋势日益明显,因此要求产品制造技术有较强
的灵活性,在不增加成本的前提下能够以小批量生产甚至单件生产产品。
(2)技术推动
新技术的发展为快速成型技术的产生奠定了技术基础。
信息技术、计算机技术的发展、CAD/CAM技术的发展、材料科学的发展、
新材料的出现、激光技术的发展为快速成型技术的产生和发展奠定了技术基础。
快速成型技术就是在这样的社会背景下,在80年代后期产生于美国,并迅速
扩展到欧洲和日本。由于RP技术的成型原理突破了传统加工中的塑性成形(如
锻、冲、拉伸、铸、注塑加工等)和切削成形的工艺方法,可以在没有工装夹具
或模具的条件下,迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体原型或零
件,因此被认为是近二十年来制造技术领域的一次重大突破[5]。
1.2快速成型技术的基本原理与优势
快速成型技术是一种将原型(或零件、部件)的几何形状、结构和所选材料
的组合信息建立数字化描述模型,之后把这些信息输出到计算机控制的机电集成
制造系统进行材料的“添加”加工[6],通过逐点、逐线、逐面进行材料的三维堆砌
成型,再经过必要的处理,使其在外观、强度和性能等方面达到设计要求,实现
快速、准确地制造原型或实际零件、部件的现代化方法。
快速成型技术的优势[7]:
(1)响应速度快。与传统的加工技术相比,RP技术实现了CAD模型直接驱
动,成型时间短。从产品CAD或从实体反求而获得数据到制成原型,一般只需
要几小时至几十个小时,速度比传统成型加工方法快得多。这项技术尤其适于新
产品的开发,适合小批量、复杂(如凹槽、凸肩和空心、嵌套等)、异形产品的
直接生产而不受产品形状复杂程度的限制。还改善了设计过程中的人机交流,使
产品设计和模具生产并行,从而缩短了产品设计、开发的周期,加快了产品更新
换代的速度,大大地降低了新产品的开发成本和企业研制新产品的风险。
(2)加工柔性高。RP技术将复杂的三维加工技术分解成简单的二维加工的
组合,制造工艺大大简化。因此,从理论上讲RP技术可以制造任意复杂形状的
原型产品。从这个角度来讲,RP技术属于自由成型制造。其含义有两点,一是
指可以根据原型或零件的形状,无需使用工具、模具而自由的成型;二是指不受
2
剩余37页未读,继续阅读
资源评论
- 余枫怡2013-07-31想了解一些基础概念,都包含了,谢谢分享。
- shouhe10002014-01-13有一定的帮助,但是介绍的不太详细。
- Neverlandcc2014-06-25不错,有参考意义,可以借鉴
- miqi61632382013-08-13挺好的文献,学习了,谢谢
- jdybfqwls2013-06-10挺不错的,有一定的参考价值!
LastAries
- 粉丝: 0
- 资源: 1
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功