3D打印過程中的一項(xiàng)重要步驟就是將3D設(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)換為STL格式的3D模型文件。一個(gè)STL文件基本上是用眾多的三角形來定義一個(gè)3D模型，因此包含了所有這些三角形的法線與頂點(diǎn)的XYZ坐標(biāo)的完整列表。如果這個(gè)文件中出現(xiàn)太多的三角形定義，那么這個(gè)文件就會(huì)過大，并被稱為“壞”文件。這個(gè)時(shí)候，一些老生常談就顯得相當(dāng)重要了。今天，就為大家分享一些轉(zhuǎn)STL文件驟中的注意事項(xiàng),以及STL格式的轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的問題。

一、生成STL格式的模型文件需注意的事項(xiàng)

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1、共頂點(diǎn)規(guī)則

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每相鄰的兩個(gè)三角形平面必須且只能共享兩個(gè)頂點(diǎn)。一個(gè)三角形平面的頂點(diǎn)不能落在相鄰的任何一個(gè)小三角形平面的邊上。

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2、取向規(guī)則

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對(duì)于每一個(gè)小三角形平面,其法向量必須向外，3個(gè)頂點(diǎn)連成的矢量方向按照逆時(shí)針方向的順序確定(右手法則)。而且，對(duì)于相鄰的小三角形平面,不能出現(xiàn)取向矛盾。

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3、取值規(guī)則

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每個(gè)小三角形平面的頂點(diǎn)坐標(biāo)值必須是正值，零和負(fù)值都會(huì)導(dǎo)致失敗。

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4、充滿規(guī)則

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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。

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5、歐拉公式

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STL文件中頂點(diǎn)數(shù)V、邊數(shù)E、面片數(shù)F之間必須符合歐拉公式。

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二、STL格式轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的缺陷

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1、存在縫隙，即三角形面片的丟失

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對(duì)于大曲率的曲面相交部分,三角化時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這種錯(cuò)誤。在顯示的STL格式模型上，會(huì)有錯(cuò)誤的裂縫或孔洞(其中無三角形)，違反了充滿規(guī)則。此時(shí)，應(yīng)在這些裂縫或孔沿處增補(bǔ)若干小三角形面片。

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2、畸變，即三角形面片的所有邊都共線

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這種缺陷通常發(fā)生在從三維實(shí)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(shí)體產(chǎn)生三角形面片，就會(huì)導(dǎo)致相交線處的三角形面片的畸變。

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3、三角形面片的重疊

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

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4、歧義的拓樸關(guān)系

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按照共頂點(diǎn)規(guī)則，在任一邊上，僅存在兩個(gè)三角形共邊。若存在兩個(gè)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(shí)體的相交部分或生成STL文件時(shí)控制參數(shù)出現(xiàn)誤差。

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因?yàn)檫@些缺陷，在打印過程中我們必須事先對(duì)STL文件數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行檢查，否則,具有缺陷的STL文件會(huì)導(dǎo)致快速成形系統(tǒng)加工時(shí)的許多問題,如原型的幾何失真等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)還會(huì)出現(xiàn)死機(jī)。

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