逆向工程与快速成型技术应用（第4版）课件：STL文件简介与输出方法

STL文件和输出方法（介绍STL文件的定义、格式、特点及常用软件输出STL文件的方法）目录CONTENTS1.STL文件简介3.STL文件格式4.STL文件的输出方法2.STL文件特点Part1STL文件简介STL（StereoLithography），是当今3D打印领域使用最为广泛的一种文件格式。由3DSystem公司的创始人查尔斯W.哈尔于1988年提出。现在STL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。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。Part1STL文件简介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模型三角形面片Part2STL文件特点主要优点：1)数据格式简单，分层处理方便，与具体的CAD系统无关。2)对原CAD模型的近似度高。原则上，只要三角形的数目足够多，STL文件就可以满足任意精度要求。3)具有三维几何信息，而且是用面片表示，可直接作为有限元分析的网格。4)为几乎所有3D打印设备所接受，已成为大家默认的3D打印数据转换标准。主要缺点：

1）模型精度的损失(近似描述、坐标精度损失)；2）不含CAD拓扑关系，材料等属性信息；3）文件数据量大，冗余量大；4）易产生重叠面、孔洞、法向量和交叉面等错误及缺陷。弦高差曲面到三角形的误差Part2STL文件特点文件规范：（1）取向原则。每个小三角形平面的法矢量必须由内部指向外部，小三角形三个顶点排列的顺序同法矢量，符合右手法则。NV3V2V1（a）正确（b）错误（2）共顶点规则。相邻的两个三角形只能共享两个顶点，即一个顶点不能落在相邻的任何一个三角形的边上。Part2STL文件特点（3）取值原则。STL文件的所有顶点坐标必须是正的，即STL模型必须落在第一象限。若为零或负数，则是错误的。目前几乎所有的CAD/CAM软件都允许在任意的空间生成STL文件，因此在导出STL文件时系统会出现错误提示信息，问是否继续，点击是，即可继续。（4）充满原则。在三维模型的表面上必须布满小三角形平面，不能有裂缝和孔洞。内外表面之间的厚度不能为0，并且外表面不能从其本身穿过。STL只能用来表示封闭的面或体。Part3STL文件格式

二进制（BINARY）与文本（ASCII）两种：

Solidfilename//文件路径及文件名facetnormalnx,ny,nz//3个分法矢量outerloopvertexV1x,V1y,V1z//第一个顶点坐标vertexV2x,V2y,V2z//第二个顶点坐标vertexV3x,V3y,V3z//第三个顶点坐标endloopendfacet//完成一个三角形面片的定义……Endsolidfilename//完成整个STL文件定义Unit8//文件头Unit32//三角形面片数量/*定义三角形面片*/REAL32[3]//法线矢量

REAL32[3]//顶点1坐标

REAL32[3]//顶点2坐标REAL32[3]//顶点3坐标……Unit16//文件属性统计

ENDPart3STL文件格式ASCII具有可读性好，但占有空间较大;BINARY格式的模型代码可读性很差，但相对于ASCII格式更适合存储精度较高或者尺寸较大的模型文件。BINARY的STL文件用固定的字节数来给出三角形面片的几何信息。文件起始的80个字节是文件头，用于存储文件名；随后4个字节的证书用来描述模型的三角形面片个数。也就是说，一个STL文件可储存的三角形面片的个数约为232个。后面是每个三角形面片的几何信息；每个三角形面片用固定的50个字节。因此，完整的BINARY的STL文件的大小为三角形数目乘以50再加上84个字节。

ASCII格式的STL文件占用空间较大，BINARY型式因较简洁而较常见。Part4STL文件输出方法软件名输出STL文件的方法步骤InventorSaveCopyAs(另存为)→Options（选项），设定为High（高）CAXA右键单击要输出的模型→PartProperties（零件属性）→Rendering（渲染）→设定FacetSurfaceSmoothing（三角形面片平滑）为150→File（文件）→Export（输出）→选择STLSolidEdge①File（文件）→SaveCopy（保存副本）→选择文件类型为STL(*.stl)②Options（选项）：设定ConversionTolerance（转换误差）为0.001或0.025（mm），设定SurfacePlaneAngle（平面角度）为45.00Solidworks①File（文件）→SaveAs（保存）→选择文件类型为STL(*.stl)②Options（选项）→Resolution（品质）→Fine（良好）→OK（确定）Pro/EWildfire①File（文件）→SaveaCopy（保存副本）→Model（模型）→选择文件类型为STL(*.stl)②设定弦高为0，然后该值会被自动设定为可接受的最小值③设定AngleControl（角度控制）为1SiemensNX①File（文件）→Export（输出）→RapidPrototyping（快速成型）→设定类型为Binary(二进制)②设定TriangleTolerance（三角形误差）为0.0025设定AdjacencyTolerance（邻接误差）为0.12设定AutoNormalGen(自动法向生成)为on（开启）设定NormalDisplay（法向显示）为off（关闭）设定TriangleDisplay（三角形显示）为on（开启）常见CAD软件输出STL文件的方法步骤：Part4STL文件输出方法在计算机数据处理能力足够的前提下，转化成STL格式时，应选择更小、更多的三角面片，使之更逼近原始的三维模型的表面，这样可以降低由离散化为STL格式所带来的误差影响。目前几乎所有的CAD/CAM软件都允许在任意的空间生成STL文件，因此在导出STL文件时系统出现错误提示信息，问是否继续，点击是，继续执行。在转化成STL模型过程中常会出现文件损坏的现象。因此，在准备做切片分层前，需进行STL文件的修复。STL文件格式中只包含了构成该模型的三角形面片信息，这些三角形的信息并不能直接指导3D