激光烧结快速成型件的分析及改进措施激光烧结快速成型件的分析及改进措施
一、前言 快速成形技术（RapidPrototyping&Manufacturing,缩写为RP）是二十世纪八十年代末九十年代初
兴起并迅速发展起来的新的先进制造技术.是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术
总称，其基本过程是：首先设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、CAD模型），然后根据工艺要求，
按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分层），把
原来的三维CAD模型变成一系列的层片；再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码；由
成形机成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。 1.
一、前言 一、前言
快速成形技术（RapidPrototyping&Manufacturing,缩写为RP）是二十世纪八十年代末九十年代初兴起并迅速发展起来的
新的先进制造技术.是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称，其基本过程是：首先设计出所
需零件的计算机三维模型（数字模型、CAD模型），然后根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单
元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分层），把原来的三维CAD模型变成一系列的层片；再根据每个层片的轮
廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码；由成形机成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。
1.1快速成型技术其特点快速成型技术其特点
1.可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散／堆积成型的原理．它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二维过
程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复杂的零件越能显示出RP技术的优越性此外，RP技术特别适合于复杂型
腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造的零件。
2.快速性。通过对一个CAD模型的修改或重组就可获得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个小时就可制造
出零件，具有快速制造的突出特点。
3.高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的制造过程，快速制造工模具、原型或零件。
4.快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两大先进目标．即材料的提取（气、液固相）过程与制造过程一体化和
设计（CAD）与制造（CAM）一体化。
5.与反求工程（Reverse Engineering）、CAD技术、网络技术、虚拟现实等相结合，成为产品决速开发的有力工具。
二、数据处理误差 二、数据处理误差
2.1格式转换误差格式转换误差
CAD模型的STL格式转换即是用三角形面片逼近实际模型表面，转换为所谓的事实上的标准文件格式。STL文件的精度等
级不同，所产生的转换误差也不同。STL文件的精度是指用STL格式拟合允许误差。实际上，如果原几何模型完全由直边组
成，则STL格式拟合准确，没有任何误差；否则，存在拟合误差。例如同一个圆分别使用4个及6个三角形的STL格式表示，如
图1所示。
由此可见，精度要求越高，三角形面片的数目越多，它所表示的模型与实际模型就越逼近，但与此同时，STL文件数据量
也将剧增，加大了后续数据处理的运算量。另外，三角形面片也会随精度提高而变小，在模型的细节部位会出现大量极为细小
的三角形面片，增大数据处理的难度。而且在数据处理过程中常常产生致命的错误。因此，较好的方法是根据工艺条件和制件
的精度要求选择适当的STL格式精度。
2.1 分层切片误差分层切片误差
将CAD模型进行STL转换后，接着便要对其进行分层处理。分层是用一簇平行平面沿某一设定方向与STL模型求截交线得
到轮廓信息。以半径为 的球体为例，如图2a所示，从中截出特定的一段，设其STL格式为图2b所示，这时其顶面和底面是距
球心高度分别为h1 、 h2的两个圆，设其半径分别r1 、r2 。
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