CN109551768A - 一种基于stl的3d打印文件的数据处理方法 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法，涉及3D打印技术领域，包括以下步骤：S1、采用3D建模软件对需要3D打印的物品进行建模；S2、确定S1得到的模型的文件格式为STL；S3、对STL文件进行错误修正；S4、对S3得到的文件进行离散切片，获取轮廓；S5、根据S4得到的轮廓对模型进行填充；S6、填充完后输出文件。采用本发明所提供的一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法，能够使数据处理进行精简，且能够减少空间占用和消除冗余数据，从而提高整体工作效率。

Description

一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法。

背景技术

目前，3D打印成型技术所使用的模型文件格式有很多种，如CLI，STL，PC和SLC等，其中STL模型文件格式已作为3D打印快速成型工艺的标准数据转换，是由3D System公司所提出的。而切片算法就是将三维STL模型进行离散分层而得到逐层的轮廓线，再通过栅格扫描或轮廊偏置等多种方式填充轮廓线，从而生成各类型的打印路径。

一般的基于STL文件的一般典型切片算法包括：(1)直接求交切片算法：依据普通的切片思维，首先确定切片高度Z，计算比较所有三角面片三顶点与目标切片的位置关系。从而求出与其相交的所有交点，然后按顺时针或逆时针依次连接所有交点形成闭合曲线，即三维模型在当前层的截面轮廓线。该算法实现简单，但是在每次确定一个目标切片的时候都需要对所有三角面片的顶点进行读取并比较，并非是选取部分目标三角面片去比较和计算，造成了大量多余计算和内存消耗。如果STL模型尺寸较大或者表面较为复杂的话，切片算法就相当耗时了，效率极其低下。

(2)基于拓扑切片算法：因为STL模型文件本身只保存组成模型表面所有三角面片的法向量和各顶点信息，并没有三角面片之间的拓扑结构信息。所以在数据读取时对其建立良好的数据结构，以便后续重新构建起三维拓扑结构。从观察STL格式的模型中可以看出，对于大多数STL模型，其绝大多数三角面片均要大于切片高度，那么与相邻两个切片均有交点的三角面片一般是相同的，也就是其拓扑结构是基本相同的，甚至是一样的；在进行切片处理时应充分利用这些性质来减少分层计算量。在重新构建三维模型的拓扑结构的情况下，再去进行分层处理时可大大减少对三角面片顶点查找和求交的次数，从而提高查找和分层的效率。但是拓扑结构的重建必然会导致存储空间的大量占用，而且模型整体拓扑结构的重建也是相当耗时。

(3)基于连续性的切片算法

基于连续性切片算法是考虑到三角面片之间本身存在连续性的特点，与各分层面存在交点的三角面片集合之间的连续性和相邻各分层截面轮廓线之间的连续性。该方法可大幅度降低内存占用量，并且能加快拓扑结构信息的建立效率但是其算法较为复杂，难于实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法，从而克服了3D打印文件的数据处理方法处理复杂的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法，包括以下步骤：

S1、采用3D建模软件对需要3D打印的物品进行建模；

S2、S1得到的模型的文件格式为STL；

S3、对STL文件进行错误修正；

S4、对S3得到的文件进行离散切片，获取轮廓；

S5、根据S4得到的轮廓对模型进行填充；

S6、填充完后输出文件。

进一步的，所述S4具体包括：基于STL文件的离散切片过程一般采用等距或者非等距但均平行的一系列平面(一般是Z轴正向)来将三维模型分割为若干层片，层片的薄厚则是依据加工要求或者设备精度来确定。

进一步的，所述S4的离散切片具体包括以下步骤：

S41、读取S3修正后的STL文件（STL模型文件）；

S42、根据S41读取的文件建立数据结构；

S43、确定模型z向高度范围；

S45、根据切片算法确定各分层高度；

S46、判断分层高度分层，若分层高度分层的总和Z（及模型z向高度范围）小于模型z向高度的最大值，则进入步骤S47；否则直接进入S5；

S47、计算切平面与模型的交线；

S48、生成轮廓；

S49、重复S46-S49，直至最后得到生成最终的轮廓。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：采用本发明所提供的一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法，能够使数据处理进行精简，且能够减少空间占用和消除冗余数据，从而提高整体工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法的流程图；

图2是本发明离散切片的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所提供的基于STL的3D打印文件的数据处理方法包括以下步骤：

S1、采用3D建模软件对需要3D打印的物品进行建模。

S2、S1得到的模型的文件格式为STL。

S3、对STL文件进行错误修正。

S4、对S3得到的文件进行离散切片，获取轮廓；基于STL文件的离散切片过程一般采用等距或者非等距但均平行的一系列平面(一般是Z轴正向)来将三维模型分割为若干层片，层片的薄厚则是依据加工要求或者设备精度来确定，其中，离散切片的具体步骤如下（如图2所示）：

S41、读取S3修正后的STL文件（STL模型文件）；

S42、根据S41读取的文件建立数据结构；

S43、确定模型z向高度范围；

S45、根据切片算法确定各分层高度；

S46、判断分层高度分层，若分层高度分层的总和Z（及模型z向高度范围）小于模型z向高度的最大值，则进入步骤S47；否则直接进入S5；

S47、计算切平面与模型的交线；

S48、生成轮廓；

S49、重复S46-S49，直至最后得到生成最终的轮廓。

其中，离散切片中的数据结构、分层高度确定和生成轮廓线是对STL模型进行切片过程中三个关键步骤，因此在切片处理时建立优良的模型数据结构能加快切片效率，减少空间占用和消除冗余数据，从而提高整体工作效率。

S5、根据S4得到的轮廓对模型进行填充。

S6、填充完后输出文件。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于STL的3D打印文件的数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、采用3D建模软件对需要3D打印的物品进行建模；

S2、确定S1得到的模型的文件格式为STL；

S3、对STL文件进行错误修正；

S4、对S3得到的文件进行离散切片，获取轮廓；

S5、根据S4得到的轮廓对模型进行填充；

S6、填充完后输出文件。

2.根据权利要求1所述的基于STL的3D打印文件的数据处理方法，其特征在于：所述S4具体包括：基于STL文件的离散切片过程一般采用等距或者非等距但均平行的一系列平面(一般是Z轴正向)来将三维模型分割为若干层片，层片的薄厚则是依据加工要求或者设备精度来确定。

3.根据权利要求2所述的基于STL的3D打印文件的数据处理方法，其特征在于：所述S4的离散切片具体包括以下步骤：

S41、读取S3修正后的STL文件（STL模型文件）；

S42、根据S41读取的文件建立数据结构；

S43、确定模型z向高度范围；

S45、根据切片算法确定各分层高度；

S46、判断分层高度分层，若分层高度分层的总和Z（及模型z向高度范围）小于模型z向高度的最大值，则进入步骤S47；否则直接进入S5；

S47、计算切平面与模型的交线；

S48、生成轮廓；

S49、重复S46-S49，直至最后得到生成最终的轮廓。