1 引言
快速成型技術的高速發展和廣泛應用對制造業造成了深遠影響，綜合了機械工程、CAD、數控技術、激光技術及材料科學技術，可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉變為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而對零件設計進行快速評估、修改及功能試驗，大大縮短零件研發周期。
快速成型機大都能識別和打開STL文件格式。STL文件格式是一個接口協議，為快速原型制造技術服務的三維圖形文件。它使用三角形面片來表示三維實體模型，現已成為CAD/CAM系統接口文件格式的工業標準之一，絕大多數造型系統能支持并生成此種文件格式，并廣泛應用于數控加工、有限元分析、逆向工程和醫學成像系統等領域。
目前主流的三維CAD軟件都支持STL文件格式轉換，現介紹STL格式基礎知識，選取Pro/E4.0（野火版）軟件，闡述3D實體文件轉化STL格式的設置以及精度比較，通過數據對比，得出一般通用的STL文件格式設置數據。
2 STL格式
STL文件采用系列三角形網格組合來擬合三維實體模型的表面，STL的每個三角形網格表達由三角形的3個頂點及三角形面的單位法矢量組成。STL文件的存取信息中不包含三角形面片之間的幾何拓撲關系。
STL文件類型包括文本(ASCII)和二進制(BINA-RY)2種類型。ASCII格式的文件逐行給出三角形面片的幾何信息，每一行以1個或2個關鍵字開頭。第一行是三角形面片指向實體外部的法矢量坐標，由facet normal開頭，第二行為outer loop關鍵字，隨后的第3、4、5行數據分別是三角形面片的頂點坐標，分別以vertex關鍵字開頭，3頂點沿指向實體外部的法矢量方向逆時針排列，第6、7行分別為endloop和endfacet關鍵字，標記一個三角形面片描述完畢。
二進制STL文件和表達方式與ASCII格式有差異，采用了固定的字節數目來描述三角形面片信息。所描述的內容是三角形面片的個數、每個三角形面片的幾何信息，包括法矢量、3個頂點坐標、三角形面片的顏色等屬性信息。由于固定了字節數目，STL文件的大小和三角形面片數存在確定的數學計算公式，即一個二進制STL文件的大小為三角形面片數乘以50再加上84個字節。
3 3D轉換STL
現采用Pro/E4.0（野火版）軟件進行STL格式的轉換。轉換過程：File（文件）→Save a Copy(保存副本)→Model（模型名稱）→選擇文件類型為STL（*．stl）。
以圖1所示壺類零件為例進行示范，進行STL轉換設置后，跳出圖1所示的STL導出參數框。
圖1 STL導出參數框
參數框主要包括STL格式選擇（默認為二進制）、三角形面片擬合參數設置、文件名。其中，三角形面片擬合參數設置將直接決定快速成型的零件精度。
接受默認參數，即弦高0.306602mm，角度控制0.5000度，步長3.066019。系統提示2390個三角形面片已經寫入輸出文件lkeleping.stl，生成的STL文件大小117kb，如圖2所示。
圖2 默認參數
修改參數，弦高0.15mm，其余不變，提示三角形面片4766個，STL文件大小233kb，如圖3所示。
圖3 弦高0.15mm
修改參數，弦高不變，角度0.25度，提示三角形面片2380個，STL文件117kb，如圖4所示。
圖4 角度0.25度
修改參數，弦高不變，角度0.02度，提示三角形面片2270個，STL文件lllkb，如圖5所示。
圖5 角度0.02度
修改步長為默認值的一半即1.5，弦高、角度默認，提示三角形面片20868個，STL文件大小1020kb，如圖6所示。
圖6 步長1.5
修改步長為默認值的一半即1.5，弦高輸入0(默認修改為0.009100mm，即為軟件系統最高精度0.01mm)，角度0.02度，提示三角形面片81806，STL文件大小1020kb，如圖7所示。
圖7 高精度參數之一
三角形面片擬合實體精度大幅提高，繼續上述優化，步長修改0.3，其余參數不變，三角形面片456858個，文件大小22308kb，三角形面片和文件大小顯著提高，如圖8所示。
圖8 高精度參數之二
將上述參數調整統計如表1所示。
表1 STL導出參數設置數據
從表1可以分析，影響STL文件三角形面片個數的參數主要是弦高和步長，弦高越小，步長越小，擬合實體所產生的三角形面片個數越多，同時文件大小越大。在實際生產中，由于STL文件最終要進行后面的操作，如快速成型，最終零件的精度受到快速成型系統精度的制約，數值1即為精度最低的參數組（快速成型效率最高），選取數值7即可滿足一般精度要求，如果有特別高精度要求，可選取數值8進行STL文件的設置。
4 結束語
以典型壺類零件為例，基于Pro/E4.0（野火版）軟件，闡述了STL文件導出的參數設置和精度影響，通過對比8組試驗數據，可以看出影響STL精度的3個參數中，弦高和步長是決定STL精度的關鍵因素，并得出不同條件下常用的參數設置值，具有實際工程應用意義。
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