逆向工程与快速成型技术应用（第4版）课件：STL文件的常见缺陷及修复

STL文件的常见缺陷及修复（介绍STL文件的缺陷类型及常用软件中的修复步骤）目录CONTENTS1.STL文件的缺陷类型2.STL文件的快速检查与修复Part1STL文件的缺陷类型STL（StereoLithography），是当今3D打印领域使用最为广泛的一种文件格式，已经成为全球CAD/CAM系统接口文件格式的准工业标准，同时也在3D打印之外的各种三维实体建模的领域中获得了广泛的应用。现在STL文件格式无论是通过正向设计的CAD模型还是逆向采集后的数据，通常都将三维数据模型输出保存为STL格式。STL文件格式的本质是将一个立体的模型文件按照一定规则划分成若干个三角形面片。每个面片都包含该三角形面片各顶点的三维坐标及三角形面片的法矢量信息，同时三角形的三个顶点排列顺序遵循右手法则。STL模型Part1STL文件的缺陷类型缺点：（1）STL模型只是三维模型的近似描述，会造成一定的精度损失。（2）不含CAD拓扑关系。将CAD模型转换为STL模型后，丢失了零件材料、特征公差等属性信息。（3）STL文件不包含颜色和材质等方面的信息。

（4）文件大量的冗余数据。

（5）易产生重叠面、孔洞、法向量和交叉面等错误及缺陷。Part1STL文件的缺陷类型几种常见缺陷：（1）间隙，或称裂纹、空洞。这主要由于三角面片的丢失引起的。当CAD模型表面有较大曲率的曲面相交时，在曲面的相交部分会出现丢失三角形面片，从而造成空洞。（2）法矢量错误。这是由于进行STL格式转换时，因未按正确的顺序（右手法则）排列三角形的三个顶点，从而导致所得法矢量的方向没有指向外部。Part1STL文件的缺陷类型（3）顶点错误，即三角形的顶点落在另一三角形的某条边，使得两个三角形共用一条边，违背了STL文件的共点原则。（4）重叠和分离错误。重叠和分离错误主要是由三角形顶点计算时的舍入误差造成的。在STL文件中，顶点坐标是单精度浮点型，如果圆整误差范围较大，就会导致面片重叠或分离。Part1STL文件的缺陷类型（5）面片退化。面片退化是指小三角形面片的三条边共线。这种错误常常发生在曲率剧烈变化的两相交曲面的相交线附近，在转化STL文件时，CAD软件的三角网格化算法不完善造成的。（6）拓扑信息的紊乱。这主要是由某些细微特征在三角形网格化圆整时所造成的。如直线AB同时属于四个三角形面片，顶点位于某个三角形面片内。对于这些情况，必须重建STL文件。Part1STL文件的缺陷类型

对于STL文件中的孔洞，这是一种比较严重的缺陷。如果在STL文件中出现孔洞，尽管不会造成切片的失败，但会造成切片轮廓的不封闭，在进行区域扫描时，扫描线超出轮廓的情况，导致成型零件的制作失败。当STL文件中出现重叠与分离错误时，由于切片不能正常地找到毗邻的三角形面片，会直接导致切片的失败。Part2STL文件的快速检查与修复

STL文件出现的许多问题往往来源于CAD模型中存在的一些问题。对于一些较大的问题（如大孔洞、多面片缺失、较大的体自交），最好返回CAD系统处理；

对于一些较小的问题，可不用回到CAD系统重新输出，采用有些快速成型数据处理软件所提供了自动修复的功能，可节约时间，提高工作效率。STL文件的缺陷检查与分析主要包括两方面：STL模型数据的有效性和STL模型封闭性检查。

目前，已有多种用于观察和修改STL格式文件的专用软件，如ImagewareCopy(USA)开发的RapidPrototypingModule软件、DeskArtes(Finland)开发的RapidEditor软件、Materialise

N.V.(Belgium)开发的Magics软件和Netfabb软件。Part2STL文件的快速检查与修复Netfabb快速检查与修复案例：

Netfabb是3D设计软件制造商Netfabb公司推出的一款具有观察、编辑、修复、分析STL文件和切片功能的软件，有三个版本：基础版、个人版和专业版。基础版是免费的，但很多功能只有在个人版和专业版中才能使用。

在Netfabb软件中，快速检查和修复一般包含下列几大步骤：

1）加载模型并预检；

2）进行标准检查；

3）自动修复；

4）接受修复结果并再次检查；

5）输出修正结果。Part2STL文件的快速检查与修复自动修复③模型标准检查结果②导入模型并预检①自动修复模型后的结果④Part2STL文件的快速检查与修复再次运行