3D-сканирование и форматы файлов АП: словарь терминов (STL, AMF, IGES, STEP)

Термины 3D-сканирования и форматы файлов аддитивного производства (по ГОСТ Р 57558-2017)

В данном разделе представлены ключевые определения процесса 3D-сканирования (3D-оцифровки) и описание основных форматов файлов, используемых в системах АП.

3D-сканирование и цифровизация

3D-сканирование (3D-оцифровка)

(англ. 3D scanning, 3D digitizing)

Способ получения данных о форме и размерах объекта в пространственном представлении путём записи координат X, Y, Z точек на поверхности объекта и преобразования набора точек в электронную геометрическую модель при помощи специализированного ПО.

Примечание: Современные методы по большей части автоматизированы и комбинируются с контактной измерительной головкой, оптическим сенсором или лазером.

Форматы файлов аддитивного производства

Формат файлов АП (ФФАП / AMF)

(англ. Additive Manufacturing File Format, AMF)

Формат для обмена электронными геометрическими моделями в АП, включающий:

  • Пространственное описание геометрии поверхности.

  • Встроенную поддержку для цвета, материалов, сеток координат, групп элементов и метаданных.

Отличие от STL: В AMF треугольники могут быть изогнуты, а также поддерживается задание материала и цвета для каждого объёма и треугольника в сетке.

STL

Формат данных модели, описывающий геометрию поверхности объекта как мозаику из плоских треугольников (фасетов). Используется для передачи геометрических моделей на установки АП.

STEP

Стандарт обмена данными модели изделия. Нейтральный формат для передачи полных CAD-данных между различными системами проектирования.

IGES

(англ. Initial Graphics Exchange Specification)
Нейтральный формат файлов для переноса 2D и 3D данных чертежей между разнородными системами САПР.

PDES

(англ. Product Data Exchange Specification)
Спецификация обмена информацией по продукции, использующая стандарт STEP.

Геометрия и ограничительные блоки

Ограничительный блок детали

(англ. bounding box of a part)

Ортогонально направленный кубоид с минимальным периметром, охватывающий максимально удалённые точки поверхности пространственной детали.

Примечание: Если деталь включает элементы расширения (маркировку, выступы, надписи), ограничительный блок может рассчитываться без их учёта.

Типы ограничительных блоков:

  • Произвольно ориентированный: Рассчитывается без ограничений на ориентацию.

  • Ограничительный блок установки: Все поверхности параллельны системе координат установки (осям X, Y, Z).

  • Общий ограничительный блок: Включает все детали одного цикла построения.

Геометрический центр (центр ограничительного блока)

(англ. geometric center of a bounding box)

Локация в арифметическом центре ограничительного блока детали.

Примечание: Центр может лежать за пределами самой детали.

Процессы построения и ориентация

Начальная ориентация построения

(англ. initial build orientation of a part)

Ориентация детали, в которой она была впервые помещена в строительный объем (до возможной переориентации).

Переориентация детали

(англ. part reorientation)

Вращение ограничительного блока вокруг геометрического центра детали относительно начальной ориентации построения для оптимизации процесса печати.

Компоновка в АП

(англ. nesting)

Процесс расположения электронных моделей в строительном объёме таким образом, чтобы их ограничительные блоки перекрывались с целью оптимального использования пространства и минимизации отходов.

Дополнительные термины

Фасет

(англ. facet)

Трёх- или четырёхсторонний полигон, представляющий элемент пространственной полигональной сетки поверхности модели.

В STL используются плоские треугольники, в AMF допускаются изогнутые.

Модель поверхности

(англ. surface model)

Математическое или цифровое представление объекта в виде набора плоских и/или искривлённых поверхностей, которое может представлять замкнутый объем (или нет).

XML (Расширяемый язык разметки)

(англ. Extensible Markup Language)

Стандарт для пометки информации в документах, обеспечивающий одинаково удобный формат для чтения человеком и компьютерными программами.

Используется в AMF для обмена данными и метаданными.

Материал подготовлен на основе ГОСТ Р 57558-2017 / ISO/ASTM 52900:2015.