Un algoritmo de corte directo de fabricación aditiva basado en un modelo STEP
Autores: Han, Xingguo; Zhan, Zhuangchao; Song, Xiaohui; Cui, Lixiu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un algoritmo de corte directo de fabricación aditiva basado en un modelo STEP
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Formato de datos común
Fabricación aditiva
Modelo geométrico
Algoritmo de rebanado
Estándar para el Intercambio de Datos de Modelos de Producto
B-Spline Racional No Uniforme
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El archivo de la Biblioteca de Plantillas Estándar (STL) es el formato de datos más común para la descripción de un modelo geométrico de fabricación aditiva (AM), pero tiene algunas desventajas, como grandes errores en la descripción del modelo geométrico, la fácil pérdida de información topológica, duplicación de datos, tamaños de archivo grandes, etc. Con el objetivo de abordar estos problemas, se propuso un algoritmo de corte directo basado en un Estándar para el Intercambio de Datos de Modelos de Producto (STEP). Para las piezas compuestas por tipos básicos de superficies como curvas de límite, superficies esféricas y superficies cilíndricas, se utilizó el método geométrico tradicional para calcular la intersección. Para las piezas con superficies complejas, los modelos tridimensionales se describieron basándose en superficies de B-Spline Racional No Uniforme (NURBS). Las superficies NURBS se organizaron mediante un algoritmo de seguimiento discreto, se determinó el punto de inicio del seguimiento, se obtuvo la línea de intersección entre el plano tangente y cada sub-superficie NURBS, y se formó el contorno de capa cerrada. Finalmente, se llevaron a cabo simulaciones de corte y experimentos de impresión de piezas sólidas utilizando el algoritmo de corte directo basado en el modelo STEP. Se demostró que la precisión dimensional y la calidad superficial de las piezas impresas con este algoritmo habían mejorado significativamente.
Descripción
El archivo de la Biblioteca de Plantillas Estándar (STL) es el formato de datos más común para la descripción de un modelo geométrico de fabricación aditiva (AM), pero tiene algunas desventajas, como grandes errores en la descripción del modelo geométrico, la fácil pérdida de información topológica, duplicación de datos, tamaños de archivo grandes, etc. Con el objetivo de abordar estos problemas, se propuso un algoritmo de corte directo basado en un Estándar para el Intercambio de Datos de Modelos de Producto (STEP). Para las piezas compuestas por tipos básicos de superficies como curvas de límite, superficies esféricas y superficies cilíndricas, se utilizó el método geométrico tradicional para calcular la intersección. Para las piezas con superficies complejas, los modelos tridimensionales se describieron basándose en superficies de B-Spline Racional No Uniforme (NURBS). Las superficies NURBS se organizaron mediante un algoritmo de seguimiento discreto, se determinó el punto de inicio del seguimiento, se obtuvo la línea de intersección entre el plano tangente y cada sub-superficie NURBS, y se formó el contorno de capa cerrada. Finalmente, se llevaron a cabo simulaciones de corte y experimentos de impresión de piezas sólidas utilizando el algoritmo de corte directo basado en el modelo STEP. Se demostró que la precisión dimensional y la calidad superficial de las piezas impresas con este algoritmo habían mejorado significativamente.