实体材料的激光3维雕刻射线算法研究

桑玉蕾; 刘晓东; 刘榴; 黄中琨

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.003

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实体材料的激光3维雕刻射线算法研究

桑玉蕾 , 刘晓东 , 刘榴 , 黄中琨

文章导航 > 激光技术 > 2011 > 35(6): 734-737,755

引用本文:

Citation:

实体材料的激光3维雕刻射线算法研究

1.
华中科技大学激光加工国家工程研究中心, 武汉 430074

作者简介: 桑玉蕾(1986-)，女，硕士研究生，现主要从事激光先进加工技术的研究。.

通讯作者: 刘晓东, lxdwuhan888@163.com ;

基金项目:
广东省教育部产学研结合项目资助项目(2006D90304014)
中图分类号: TP391

Study on 3-D carving ray algorithm for laser ablation of solid material

1.
National Engineering Research Center for Laser Processing, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

Corresponding author: LIU Xiao-dong, lxdwuhan888@163.com ;

CLC number: TP391

摘要: 为了解决硬质材料的3维深雕问题,在充分分析3维图像空间遮挡关系的基础上,提出一种用激光在实体材料上雕刻真正3维图形的新算法。首先利用盒子算法,使3维空间图像对应一个空间大盒子,再利用平行于z轴的射线射切三角片,得到一种3维模型文件格式(STL)完备的包络点,同时,把点归一化到空间小盒子,并置位对应的被遮挡的小盒子列,从而得到STL实体雕刻数据。该算法已经应用于激光3维雕刻系统,处理一个面片数目为130000片量级的STL3维文件,尺寸268mm422mm253mm,算法仅耗时2s～5s。结果表明,该算法实用高效。
- 激光技术 /
- STL /
- 盒子算法 /
- 射线算法
Abstract: In order to carve 3-D deep images on hard material, after analyzing the relationship of 3-D image space shading, a new algorithm was put forward for carving real 3-D images on solid material by means of laser ablation. At first, the 3-D image was mapped to a big space box based on the box algorithm. Then complete envelope points of STL(stereo lithography, a 3-D model file format) can be obtained with rays parallel to the z-axis intersecting the STL triangular facets. At the same time, by normalizing the points to the small space boxes and marking the corresponding small shaded space boxes, the data for carving solid material were obtained. The algorithm was used in a 3-D laser carving system to deal with a STL in 268mm 422mm 253mm including 130000 facets, it took 2s~5s. The results show that the algorithm is practical and efficient.
- laser technique /
- STL /
- box algorithm /
- ray algorithm

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实体材料的激光3维雕刻射线算法研究

通讯作者: 刘晓东, lxdwuhan888@163.com;

作者简介: 桑玉蕾(1986-)，女，硕士研究生，现主要从事激光先进加工技术的研究。

1. 华中科技大学激光加工国家工程研究中心, 武汉 430074

收稿日期: 2011-03-18
录用日期: 2011-04-12
网络出版日期: 2011-11-25

基金项目: 广东省教育部产学研结合项目资助项目(2006D90304014)

关键词:

摘要: 为了解决硬质材料的3维深雕问题,在充分分析3维图像空间遮挡关系的基础上,提出一种用激光在实体材料上雕刻真正3维图形的新算法。首先利用盒子算法,使3维空间图像对应一个空间大盒子,再利用平行于z轴的射线射切三角片,得到一种3维模型文件格式(STL)完备的包络点,同时,把点归一化到空间小盒子,并置位对应的被遮挡的小盒子列,从而得到STL实体雕刻数据。该算法已经应用于激光3维雕刻系统,处理一个面片数目为130000片量级的STL3维文件,尺寸268mm422mm253mm,算法仅耗时2s～5s。结果表明,该算法实用高效。