高效的快速成型數據處理

作者：佚名信息來源:無憂機械電子 2006-12-12

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前言快速成型采用材料逐層堆積的方法，直接、快速、自動地制造零件或原型，而且成型形狀不受限制，這對新產品設計制造來說大大縮短了產品研發周期，降低了產品研發失敗風險，降低了產品制造成本，還能制造出任意形狀的產品。快速成型機都是基于STL文件進行操作，STL文件是快速成型（Rapid Prototyping）行業公認的標準文...

前言

快速成型采用材料逐層堆積的方法，直接、快速、自動地制造零件或原型，而且成型形狀不受限制，對新產品設計制造來說大大縮短了產品研發周期，降低了產品研發失敗風險，降低了產品制造成本，還能制造出任意形狀的產品。

快速成型機都基于STL文件進行操作，STL文件是快速成型（Rapid Prototyping）行業公認的標準文件格式，因此讀入快速成型機的 STL文件的好壞直接決定了原型制造的質量、精度和速度。開發針對STL文件進行專業編輯處理的軟件，也是當前的RP研究的熱點和難點之一。

STL文件越來越大

RP設備的工作臺面越大，意味著可加工的零件尺寸越大。眾所周知，在保持同樣精度要求的前提下，零件的復雜程度相似的情形下，零件越大，文件就越大。這就需要軟件能夠更高效地處理大型文件。快速原型制造最常用的前處理軟件Magics經過15年的發展，已經發展成為了一個集成的RP、RT、RM平臺。特別是去年推出了Magics X版本，更是大大提升了軟件處理大型文件的能力。首先是其使用三種內存模式，分別是壓縮方式、標準方式和虛擬內存方式。壓縮方式用于不會對三角片的結構產生改變的操作，而標準模式內存模式下，可以進行任何操作。如果PC的物理內存溢出，硬盤上的空余空間將被用作虛擬內存，這樣就可以處理更加大型且復雜的模型，如圖1所示。

圖1

快速修復STL文件的錯誤

大型、復雜的文件在由傳統CAD文件格式轉化為STL文件格式的過程中，難免會出現錯誤。如何快速地修復這些錯誤，將會決定零件是否能用于快速原型生產。Magics的最新版本為了加快對零件的渲染，增加了對刷新頻率的檢測。用戶可以設置一個幀頻值，當屏幕的刷新頻率小于該幀頻值時，軟件就可以自動使用線框顯示。

新版本還增強了修復向導的功能。現在使用修復向導，基本上可以自動修復90％以上有缺陷的STL文件。圖2即為完全使用修復向導修復的零件。增強的修復向導功能可以幫助客戶快速地解決修復問題，從而可以充分體現快速原型制造快的特點。

圖2

快速的零件切層

3D systems、 EOS、 Stratasys、Sanders等RP機器都是基于STL文件的切層文件上進行工作，要進行RP加工就必須先對STL模型作切層處理。Magics Slice功能可快速對STL模型切層，片層會自動修復，并且在切層開始之前，你還可以預覽、檢查切層。C-Tools模塊為3D Systems SLA 250機器輸出零件輪廓線，并對輪廓線內部進行填充。

高效的SLA支撐

針對SLA的工藝特點，Magics提供了高效的自動支撐生成。支撐的可供選擇的樣式主要有塊狀支持、線狀支持、點狀支持、肋板狀支持，并且還可以將塊狀、線狀和肋板狀支持組合成為組合支持。為了節省支撐材料，在滿足強度的前提下，對支持進行穿孔，如圖3所示。

圖3

并且與零件的接觸可是使用鋸齒，這樣做可以最大限度地減小對零件表面質量的影響，而且支撐也容易除去，同時大大降低了后處理的工作強度。

提高SLS的生成效率

當生產廠商為了提高設備開啟的效率，需要一次性在平臺上生產盡可能多的零件時，往往會為零件的合理擺放花費大量時間。Magics可以對多個零件進行三維的嵌套擺放，從而最大限度地一次性生產更多的零件，如圖4所示。并且，對擺放好的零件可以進行干涉檢查，從而避免生產出廢品。

圖4

快速的夾具設計

大尺寸、形狀復雜的零件生產出來以后需要用夾具進行保護，避免損壞變形等。固定好的零件可以非常方便地進行檢查、測量、運輸、焊接、裝配、展示等， Magics Rapidfit可以快速半自動地生成支架，所有的快速原型制造的方法都可以生產這些支架，支架可以安裝在底座或支撐梁上。Magics Rapidfit還可以自動生成裝配說明文檔。