面向增材制造的3D压壳数据预处理方案设计(4)
SLM作为一种增材制造技术，具有增材制造技术的特点，是一种高度综合的高科技技术，涉及激光、新材料、计算机和伺服驱动等学科的交叉[18]。在该技术发展的初期，研究的重点集中在工艺过程，包括激光参数的选择，材料的改性以及工艺过程的设计，但是随着研究的不断深入计算机与软件的相关的技术也需要随之发展，其中最为重要的一方面即是数据预处理研究。
随着增材制造技术的广泛应用，CAD绘制或逆向工程得到的数据模型得到的数据，往往达不到直接应用于加工的条件，需要对得到的STL文件进行错误检测与修复、定向、加支撑，分层切片等一系列数据预处理工作。数据预处理的结果有着重要的意义，影响着效率，成型质量甚至成本。
从技术角度而言，SLM数据预处理主要解决以下几方面的问题[19]
三文数据获取：通过三文建模或者逆向工程获得三文数据一般以STL格式存储
STL文件的错误检测与修复：CAD或逆向工程软件输出STL文件常常会出现错误，比如不应该出现的孔洞、自相交三角片，非流形三角片等，这些错误的存在会对接下来的支撑添加和分层切片产生影响，因此需要对此类错误进行检测与修复。
支撑添加：在金属粉末融化冷却之前不能制作截面悬臂或者倾斜面定位等，因此需要设计支撑结构，同时支撑可以减少零件的变形，提高成型表面质量。支撑的设计需要考虑易剔除保持表面光洁，不影响结构性能，尽量节约材料等。
分层切片：用一系列与成型方向平行的平面与STL模型相切，得到切层的二文轮廓即切层数据，切层的厚度直接影响成型效率与精度。
通过一系列的数据处理，将得到的切片数据导入SLM成型机的系统内，完成加工。
1.3研究背景与主要内容
1.3.1选题背景
数据预处理效果直接影响SLM制造过程的精度，速度，成本和成型质量等，所以针对数据预处理的研究一直是SLM中一个重要方面，随着AM技术的发展，对数据预处理的要求也逐渐提高，但是这方面还存在诸多问题。
STL文件存在缺陷：STL文件在AM技术中运用广泛，针对其相关研究很多，但是STL文件经常存在诸多缺陷：孔洞，三角形法向错误，顶点错误等等。但是STL后续处理过程要求是完全正确的文件
支撑设计：支撑是SLM过程中必不可少的部分，对于减小成型件表面翘曲和接触面的表面质量有重要影响，目前在支撑设计领域还存在待解决问题
分层切片：由于三文模型需要转化为二文切片，在这个过程中，分层的算法及分层厚度都直接影响分层的效率，和最后成型的质量。目前有多种分层的算法，针对不同的零件和材料，选取不同的分层切片算法对于得到最优化的结果至关重要
1.3.2研究主要内容
首先利用Geomagic软件对STL文件进行错误的检测和部分缺陷的修复，然后使用Magics软件全面修复，对修复完成的模型添加支撑，最后将模型连带支撑作为整体分层切片，编写分层切片的算法程序，结合仿真软件验证代码可行性。
1.4本章小结
本章介绍了增材制造技术相关背景知识以及发展现状，介绍了激光选区融化技术（SLM）的概念原理和主要的生产设备及参数。进一步介绍了选题背景和主要研究内容:SLM技术中的数据预处理中的关键技术，包括STL文件的检测与修复，支撑添加与分层处理等，明确了研究内容。
上一篇：80mm单兵反坦克火箭弹总体设计