STL模型分层算法的优化及应用王春香，李振华（内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头摘要：STL文件模型的分层是快速成型系统前处理的一个重要环节，为了提高分层效率，提出了一种分层优化算法根据三角形网格面片的Z轴坐标值从小到大进行分组排序，然后对这些三角形网格面片进行求交线段，依次输出截面轮廓线和数据。算法无需建立三角形网格之间的拓扑关系和交线段进行连接关系的处理，节约了时间，提高了分层效率通过反求工程获得的两种不同型号的斗齿模型进行分层分析，验证了该算法的实用性和高效性。关键词：STL模型；分层处理；分组中图分类号：TH16；TP312文献标识码：A文章编号：1001-3997（2013）03-0087-04TheOptimizationandApplicationoftheSTLModelLayerAlgorithmWANGChun-xiang，LIZhen-hua（CollegeofMechanicalEngineeringInnerMongoliaUniversityofScience&Technology，InnerMongoliaBaotou014010，China）Abstract：STLfilesmodelofthestratificationisanimportantlinkofrapidprototypingsystems.Inordertoimprovetheefficiencyoflayered，itputsforwardalayeredoptimizationalgorithm:accordingtothetrianglemeshgenerationoftheZaxiscoordinatespacketsequencingfromsmalltolarge，itgetsthelineintersectiononthesetriangularmesh，andoutputsectioncontourlineanddatainturn.Thisalgorithmcannotonlysavetime，butalsoimprovethelayeredefficiency，becauseitisnotnecessarytoestablishthetrianglemeshtopologyrelationbetweentheconnectionrelationshipanddeliverylineofprocessing.Throughstratifiedanalysisofthetwodifferenttypesofdipperteethmodelobtainedbyreverseengineering，thepracticalityandhighefficiencyoftheproposedalgorithmisverified.KeyWords：STLModel；Slicing；Packet1引言STL文件格式被大多数快速成型机所接受，当前被视为快速成型系统的工业标准，如何合理得实现STL文件模型分层切片是快速成型制造中关键的一环。分层切片的目的就是将复杂的三维模型转换为简单的二维层片，通过切片处理将计算机中的三维几何模型用轮廓线来表示。轮廓线表示了分层切片的边界，由分层平面与STL文件模型的交线段顺序连接获得封闭的环路组成。通过对现有的快速成型分层处理方法深入研究分析，提出了基于面片分组排序分层制造同步运行的高效分层算法。2STL文件模型现有切片分层算法概述STL分层切片算法常用的方法是[1-8]：通过分析切平面与三角形网格之间的位置关系，若相交则求出交线段。求出该切平面与STL网格模型所有的交线段后，将该分层面的所有交线段有序地连接起来，从而获得该分层切片面的轮廓线，交线段的有序排列是一个很费时的过程。这种计算方式在获得轮廓线时，必须要遍历所有的三角形网格面片，可能大部分面片都不与切平面相交，这样就造成数据处理效率低并且运算量大。为了提高分层效率，国内外学者都在进行研究，提出了一些改进分层切片就是对STL文件模型数据进行预处理，然后再进行分层切片。其中主要的切片分层算法可分为以下三类：基于几何拓扑信息的分层切片算法、基于三角形面片位置信息的分层切片算法、基于STL网格模型几何连续性的分层切片算法。2.1基于几何拓扑信息的分层切片算法因为STL文件数据中没有模型的几何拓扑信息，所以针对几何拓扑信息的分层切片算法首先要建立模型的几何拓扑信息，通过三角形面片的点、线和面用链表的形式或者是平衡二叉树的形式来建立STL网格模型的整体拓扑信息，通过拓扑信息迅速找到相邻的三角形面片，进行切片处理。建立的拓扑信息要求在已知某一个三角形网格的情况下，能够直接查找出构成该三角形网格的三条边和三个顶点，然后通过该三角形网格边的拓扑信息索引到与之相连的三角形网格。基于几何拓扑信息的分层切片算法的基本过程为：首先根据分层切片截面的高度，确定一个与之相交的三角形网格面片，计算出交点坐标，然后根据前面建立的拓扑信息，查找下一个相交的三角形网格面片，求出交点，依次查找进行下去，直到来稿日期：2012-05-15基金项目：内蒙古自治区自然科学基金项目(2011MS0701...