基于空间离散化的STL模型布尔运算

针对传统STL模型布尔运算方法效率低和精度差的问题是,提出一种空间离散STL模型三角面片的算法,该算法可快速排除大量不相交的三角面片,减少三角面片求交计算次数,提高计算效率.同时采用一种规避奇异位置的算法,避免对奇异位置的复杂计算,解决了布尔运算中奇异点的问题,提高了计算精度.实验结果表明所提算法高效准确.     

STL模型布尔运算交线链和交线环提取算法

针对传统STL模型布尔运算计算精度不高的问题,采用六元组结构记录相交三角面片的交线段,将相交三角面片分为4种情况,依据STL模型中三角面片的拓扑关系,采用递归搜索交线段记录的方法提取出交线链和交线环,对于共面的相交三角面片,采取统一处理方法提取交线链和交线环.实验证明本文算法可大幅度提高布尔运算的精度和效率.     

带有孔洞的多边形的布尔运算

鉴于FDM/SLA快速成形中实现支撑自动生成的关键是实现复杂轮廓层之间的布尔运算，提出将复杂的轮廓层之间的布尔运算分解成带有孔洞的多边形之间的布尔运算．提出了一种基于线段和带有孔洞的多边形之间关系的布尔运算算法，并重点讨论了点重合和边重合的特殊情况．     

基于顶点偏置的STL模型刀具轨迹生成

为生成STL模型无干涉的刀具轨迹,利用与顶点相连的各三角面片的法向向量,计算出各项点的偏置点,并由这些偏置点构造完全由三角面片组成的偏置模型：用平行截面对偏置模型进行切片,在二维空间内对所得交线段进行裁剪与连接处理,得到刀具轨迹。算法实例表明该方法具有可行性。     

基于STL模型几何特征分类的快速分层处理算法研究

在分析了影响ＳＴＬ模型分层处理速度因素的基础上,提出了基于ＳＴＬ模型几何特征分类的加快分层处理速度的算法,进一步提出了自适应分类算法和轮廓快速生成算法,并由此戈了快速分层软件、大量实际应用结果表明,该算法高效、稳定、可靠。     

三维网格模型的空间布尔运算

为了快速正确地对各种复杂程度(开放、封闭)的网格模型进行空间布尔运算,根据复式网格的可定向性建立各元素间的拓扑关系,并根据这些拓扑关系判断网格面片的最终去舍,得到布尔运算结果.算法首先对网格方向一致化,然后通过相交测试求出两两相交三角形面片之间的交线,再由相交三角形与它的交线得到多边形,并对该多边形进行三角化,得到"结果交域",最后根据这些"结果交域",以及各元素间的邻接关系判断其他网格的取舍,得到最终结果.实验表明该算法结果正确、计算量少、速度快,同时适应于封闭与开放网格模型.     

基于STL模型的表面区域递归拾取算法

针对传统基于立体平面印刷 (STL)文件的三维模型表面区域拾取生成算法速度慢、效率低且不易识别裂缝等非正常情况,提出了一种采用递归搜索的表面区域快速拾取算法.该算法利用模型中所有三角面片构造拓扑信息,通过面片相邻和边重合关系递归搜索,对每个满足条件的三角面片只搜索一次,因此大大提高了生成速度,其算法效率达到O(n);还容易识别出STL文件的裂缝等非正常情况,自动生成三维区域轮廓边界环.该算法已在光固化、选择性烧结快速成形等的支撑生成中得到应用,不仅计算速度得以提高,而且工艺质量大为改善,达到了很好的效果.     

基于STL模型的抽壳方法研究

针对快速原型制造(RPM)和熔模铸造中对壳体原型的需求,提出了一种对零件的STL(STereoLithography)模型进行抽壳的新方法,将零件的STL模型的抽壳过程分解为沿Z坐标轴的偏置和切层轮廓区域偏置,并通过对偏置后的切层轮廓所围成的多边形进行布尔运算,得到了切层后零件的壳体STL模型.由于克服了STL模型三维偏置所面临的困难,因此特别适合对具有复杂曲面零件的STL模型进行抽壳.工程实例表明,该方法缩短了原型制作时间,降低了制作成本,具有实用价值和良好的市场前景.     

基于水平扫描线算法的STL模型三维网格化

借鉴快速成形技术中的分层切片思想,针对立体光刻（STL）表面模型,提出一种高效、稳定的三维网格自动生成算法．首先,将STL模型沿Z向剖切成叠层的二维切片环;然后,采用水平扫描线算法离散各层二维环区域,生成均匀、连通的矩形网格;最后,将各层中所含的小矩形沿Z向拉伸至各自上一层高度,从而将表面模型重构为立方单元组成的三维网格．实际算例显示：基于该算法的三维网格自动生成程序可以在保证网格高精度的前提下,有效地提高计算效率,并降低空间复杂度．     

基于STL的斜壁结构支撑及自动生成算法

为进一步降低熔丝沉积成形设备的运行成本,同时提高成形效率,设计一种斜壁结构的支撑,基于STL模型提出并实现其自动生成算法.实验证明该支撑结构与常用直壁结构支撑相比,不仅能够有效辅助零件实体的成形过程,而且能够尽可能地减少支撑材料消耗量和成形时间.算法实用可靠,已成功集成至Power RP软件支撑模块中.     

基于Surfels表示的点模型的布尔运算

为了实现表面面元表示的离散点模型实现布尔运算的算法,提出了一种简单而快速的点模型布尔算法。通过构造适合于邻域搜索的KD树层次结构,实现了快速为点云找其最近相邻点,对面元的内外及相交测试和边界Surfels的自适应划分,用Splating方法绘制点模型。实验表明,该算法运算简单,提高了内外判别的准确性和边界的精度。     

基于STL的快速分层处理软件的研发

分析了影响分层处理效率的主要因素,提出了基于三角形面片特征的快速排序算法、轮廓线快速生成算法和快速分层算法,并在此基础上开发了基于STL模型的快速分层处理软件.大量实际应用结果表明,该软件高效、稳定、可靠.     

基于体素表达法的STL模型镂空算法研究

提出一种针对STL模型镂空的新算法,该算法是用体素表达的思想完成镂空,即采用紧密排列的正六面体(体素)描述STL模型,通过计算将模型表面一定范围内的正六面体删除来得到空腔体模型．其优点是生成的镂空模型的壁厚比较均匀,无干涉现象．在快速成型系统制造产品过程中,制造空腔模型而不是实心模型对于提高加工效率和节约原材料均具有很重要的意义．     

基于STL文件的阶梯剖分算法研究

针对制件规模受快速成形机工作空间限制及后处理时拼合精度难以保证的实际问题,提出了一种基于8TL格式文件的阶梯剖分算法．介绍了阶梯剖分的原理,详细阐述了剖分的具体步骤及算法,对可能出现的极限情况进行分类讨论．利用该套算法,可以在保证拼合精度的前提下解决快速成形系统对大型实体进行分割制造问题,扩大了制造的适应性,提高了生产效率．     

基于STL文件格式的实体分割算法研究与实现

针对快速成型机成型空间限制了所能制造零件规模的实际问题，提出了一种基于STL文件格式的实体直接侵害法，阐述了基于STL文件格式的实体分割及其相关处理的原理，设计了直接分割算法，并给出了软件的实现方法，使得快速成型系统可以对大型实体进行分步制造，扩大了自由制造的适应性，改进了快速成型技术的加工工艺，提高了制造效率。     

STL切片数据的NURBS曲线拟合算法

在快速成形加工过程中，由于对STL文件切片所得数据是由极不均匀的细微离散线段序列组成，为提高制件加工速度和精度，必须对切片数据进行重新拟合处理，为简化后续插补处理，不适宜采用抛物线、双曲线、B样条等标准圆锥曲线及不规则参数等多种类型组合曲线拟合，基于此，提出了一种合适于STL文件切片数据的二次NURBS曲线拟合算法，以便对于标准曲线和自由曲线提供统一的表达式。     

STL模型相交性检测及交线追踪算法

在对传统STL模型相交性检测算法进行研究的基础上,进行优化改进,提出一种投影降维法,将空间问题转化为平面甚至线性问题,降低了算法的空间复杂度。针对一般算法求取的交线段离散,且需要后再连接的问题,根据模型相邻面片间的拓扑关系,提出一种基于拓扑查找的交线追踪算法,将交线段求取与连接融合在一起,使交线环的确定更加简洁直接。经试验证明,算法高效且可靠性高。