STL (文件格式)

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STL(文件格式)是许多CAD系统的标准接口。它为使用增材制造工艺/3D打印或快速原型制作系统的生产提供三维数据模型的网络坐标。立体光刻系统(SLA)是第一个使用这种几何描述操作的商用系统。 尽管首字母缩略词的原始含义代表立体光刻,但随后给出了其他解释,例如“标准三角形语言”或“标准镶嵌语言”。 STL格式使用三角形面(曲面细分=“平铺”)描述3D物体的表面。每个三角形面的特征在于三角形的三个角点...

STL (文件格式)

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STL(文件格式)是许多 CAD 系统的标准接口。 它为使用增材制造工艺/3D 打印或快速原型制作系统的生产提供三维数据模型的网络坐标。 立体光刻系统 (SLA) 是第 一个使用这种几何描述操作的商用系统。

尽管首字母缩略词的原始含义代表立体光刻,但随后给出了其他解释,例如“标准三角形语言”或“标准镶嵌语言”。

定义

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STL 格式使用三角形面(曲面细分 =“平铺”)描述 3D 物体的表面。每个三角形面的特征在于三角形的三个角点和关联的表面法线。 如果看三角形面时三个顶点逆时针旋转,则该面被假定为实体的外部。多余的表面法线总是指向身体外面。

因为至少三个三角形共享一个公共顶点,所以每个点至少列出三次。此外,还保存了表面法线,这可以很容易地通过描述单个三角形的顺序来定义。这一点以及它以 ASCII 格式保存的事实意味着数据量可能非常庞大。该格式还存在于二进制存储变体中,这已经导致相当大的减少,此外,可以通过压缩来减少可管理的文件大小。

具有相同结构(三角化表面)但避免冗余(多重命名)的格式是 VRML。在这种格式中有两个编号列表:第 一个包含三角形顶点的坐标,第二个使用点列表的位置编号以及三角形点顺序的表面法线定义三角形。为了能够区分内部和外部,此几何元素是必需的。因此,为了构建主体表面,有必要遍历一次 VRML 文件的第二个列表。

用STL格式,可以直接读取三角形,但是如前所述,要多次读取点。两种格式构建虚拟模型所需的时间差别不大,但 VRML 在存储要求和数据传输方面具有明显优势。因此,该格式更适用于计算机游戏、“虚拟现实”和互联网上的 3D 应用程序。

曲面仅由三角形近似。三角形数量越少,偏差越大; 近似必须越精确,需要的单个三角形就越多。因此,具有较高精度的数据量急剧增加。

STL格式形式的模型界面描述实际上是一个行业标准,VRML并没有被所有系统正确生成或读取,这导致至今无法替代。 VRML 提供了为表面提供颜色纹理或第四维的可能性,第四维通过随时间变化的几何元素(点坐标)来表示。然而,这是标准化结束的地方(与 NC 代码的方言版本相比)。

STL 格式的数据可以旋转和放大或缩小,而无需重新导入 CAD 程序,例如 B. 补偿立体光刻过程中树脂的收缩。

ASCII格式

每个 ASCII 码的 STL 文件的结构如下:

name代表文件名,facet到endfacet的block代表一个三角形,按照三角形的个数重复。ni指定三角形的法向量,p1j到p3j为顶点的x、y、z坐标三角形。

二进制格式

由于 ASCII 格式的模型容易导致文件非常大,因此通常使用二进制格式进行保存。 二进制 STL 文件以 80 字节的标头开头。 header 的内容在处理过程中会被忽略,但它不能以 solid 开头,因为这是 ASCII 格式的 STL 文件的关键字。标头后跟 4 个字节,表示一个无符号整数,指定文件中三角形(分别是小平面条目)的数量。接下来是各个三角形的数据。文件在最后一个三角形之后结束。

每个三角形分别由十二个浮点数表示32 位:三个用于法线,三个用于三角形顶点的 X、Y 和 Z 坐标。 接下来是两个字节,表示一个无符号整数(属性字节数)。 通常,它的值为零,大多数现有软件不理解任何其他值。

浮点数根据 IEEE 754 使用小端字节顺序表示。

UINT8 - 文件头(Header) UINT32 - 每个三角形的三角形数量 REAL32 - 法向量 REAL32 - 顶点 1 REAL32 - 顶点 2 REAL32 - 顶点 3 UINT16 - 属性字节数

错误和问题

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转换 CAD 内部几何数据时可能会出现各种错误。 它们的划分如下:

实施问题

  • 不可能直接实现曲线形状元素
  • 由于所选近似度(所用三角形面的最小尺寸或最 大密度)导致的形状元素失真

STL (文件格式)

实施错误导致制造的几何形状相对于建设性起点的伪造。但是,它们对立体光刻系统上数据的可处理性没有影响。错误的大小取决于使用的具有指定属性的 CAD 系统以及操作员处理系统(尤其是 STL(文件格式))的方式。

一个特殊的影响因素是用于弯曲形状元素的近似度。这定义了每个曲面要使用的三角形面的数量,从而定义了实现的精细度。使用的切面越多,描述就越准确,生成的文件就越大。此处必须在数据量和要描述的工件的形状偏差之间找到折衷。

因此,这些值对于零件的生产至关重要。

语法显示错误

如果这些数据文件中出现错误,则只能在限制条件下或根本不能进行生产。 这些错误可能是:

  • 三角形面之间的间隙
  • 双三角面
  • 个别方面的方向不正确
  • 皱纹

相关文件格式

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  • 关闭 - 目标文件格式
  • PLY - 多边形文件格式
  • OBJ

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词条目录
  1. STL (文件格式)
  2. 定义
  3. ASCII格式
  4. 二进制格式
  5. 错误和问题
  6. 实施问题
  7. 语法显示错误
  8. 相关文件格式

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