Chƣơng 6 DẠNG DỮ LIỆU TRONG TẠO MẪU NHANH
6.5. Một số định dạng khác
6.5.1. Định dạng IGES (file IGES)
IGES (Initial Graphics Exchange Specification) được Mỹ xây dựng năm 1981, được xem là một tiêu chuẩn để trao đổi thông tin đồ họa giữa các hệ thống CAD. Các tập tin dạng IGES chính xác, có thể đại diện cho mô hình CAD. Nó không chỉ bao gồm thông tin hình học (dữ liệu tham số) mà còn thông tin tô pô (thư mục). Trong IGES, mô hình hóa bề mặt, hình học khối cấu trúc (CSG), và mô hình biên dạng (B-rep) được giới thiệu.
Ưu điểm của tập tin dạng IGES là ứng dụng rộng và toàn diện. IGES cung cấp các thực thể của các điểm, đường thẳng, cung, đường cong spline, bề mặt NURBS và các phần tử khối. Do đó, nó có thể biểu diễn chính xác mô hình CAD.
Tuy nhiên, IGES cũng tồn tại một số nhược điểm:
+ Tuy IGES là một định dạng chuẩn để trao đổi dữ liệu giữa hệ thống CAD, nhưng nó cũng mang nhiều thông tin dư thừa không cần thiết cho RP.
+ Thuật toán chia cắt lớp của IGES phức tạp hơn rất nhiều so với thuật toán dạng STL. + Các cấu trúc hỗ trợ cho hệ thống RP như SLA không thể tạo ra được với định dạng IGES.
Hì nh 10
6.5.2. Định dạng HP/GL (file HP/GL)
HP/GL (Hewlett Packard Graphics Language) là một định dạng dữ liệu tiêu chuẩn của máy in đồ họa. Các dữ liệu đều là dữ liệu 2D bao gồm: đường thẳng, đường tròn, văn bản,…
Ưu điểm của định dạng HP/GL là sự tương thích với nhiều hệ thống CAD trên thị trường, và là một định dạng dữ liệu hình học 2D nên không cần phải cắt lớp khi sử dụng.
Tuy nhiên, định dạng HP/GL cũng tồn tại một vài nhược điểm:
+ HP/GL là một định dạng dữ liệu hình học 2D, nên các file sẽ không được bổ sung thêm, và có khả năng có hàng trăm tập tin nhỏ cần được đặt tên và xử lý.
+ Thứ hai: các cấu trúc hỗ trợ phải được tạo ra trong hệ thống CAD và được cắt lớp với cùng một phương pháp.
6.5.3. Dữ liệu CT (Computerized Tomography)
Dữ liệu chụp cắt lớp CT là một phương pháp tiếp cận cụ thể đối với hình ảnh y học. Dữ liệu CT không phải là dữ liệu tiêu chuẩn hóa. Định dạng được tạo từ một máy quét CT tạo ra dữ liệu mạng lưới điểm ba chiều. Dữ liệu CT này được sử dụng để chế tạo lại hộp sọ, xương đùi, xương đầu gối và các mô hình xương khác trong y học.
Có 3 phương pháp để tiếp cận mô hình quét CT: (1) qua hệ thống CAD, (2) qua giao diện STL, (3) qua giao diện trực tiếp.
Ưu điểm chính của dữ liệu CT là có thể dùng hệ thống RP để tạo ra các bộ phận giả của cơ thể con người. Tuy nhiên, nhược điểm là dữ liệu CT rất khó xử lý dữ liệu hình ảnh khi so với định dạng STL, và cần có phần mềm đặc biệt để xử lý dữ liệu CT.
6.5.4. Định dạng SLC (file SLC)
SLC (StereoLithography Contour) được phát triển bởi 3D System. SLC đề cập đến một số vấn đề liên quan đến định dạng STL, đại diện cho bề mặt hình tam giác của một mô hình CAD. Khi số lượng hình tam giác trong tập tin STL tăng lên, thì dung lượng trở nên rất lớn, thời gian cần thiết cho việc tính toán chia lớp trong hệ thống tạo mẫu nhanh sẽ rất lâu. SLC giải quyết vấn đề này bằng cách cắt lớp 2 chiều trực tiếp trên một mô hình CAD, thay vì chỉ sử dụng một lớp cắt trung gian như trong STL.
Các vấn đề khi sử dụng định dạng SLC:
+ Khi chia lớp mô hình CAD, nó không thể hiện hoàn toàn chính xác đường nét của từng mảnh.
+ Chia nhỏ theo SLC đòi hỏi phải tính toán phức tạp hơn nhiều, do đó tốn nhiều thời gian hơn.
+ Có thể làm mất đi các bộ phận chi tiết giữa 2 lớp cắt có dung sai đặt trước.
6.5.5. Định dạng CLI (file CLI)
CLI (Common Layer Interface) được phát triển trong dự án Brite Euram với sự hỗ trợ của các nhà sản xuất xe ô tô châu Âu. Định dạng CLI là định dạng độc lập cho công nghệ chế tạo từng lớp. Các tập tin CLI có thể được định dạng theo mã nhị phân hoặc mã ASCII. Hình dạng hình học của chi tiết được sắp xếp theo thứ tự tăng dần. Mỗi lớp được bắt đầu bởi một lệnh với bề dày lớp nhất định.
- Những ưu điểm của định dạng CLI:
+ CLI hỗ trợ các thực thể đa nét, đơn giản hơn nhiều so với các định dạng HP/GL. + Các bước chia lớp có thể tránh được trong một số ứng dụng.
+ Các lỗi về thông tin lớp trong CLI phát hiện dễ dàng và chính xác hơn thông tin 3D. Việc phục hồi tự động có thể được sử dụng, và dễ chỉnh sửa khi cần thiết.
Tuy nhiên CLI cũng tồn tại nhược điểm là các định dạng CLI chỉ có khả năng tạo ra hình nhiều nét của đường viền lớp cắt.
6.5.6. Định dạng RPI (file RPI)
RPI (Rapid Prototyping Interface) được thiết kế bởi Trung tâm nghiên cứu thiết kế Rensselaer. RPI là định dạng có khả năng đại diện cho các khối mặt, bao gồm thông tin về cấu trúc liên kết mặt.
Định dạng RPI có 4 ưu điểm:
+ Thông tin về hình học tôpô được thêm vào định dạng, cho phép người sử dụng có thể cân bằng chi phí lưu trữ và xử lý dữ liệu.
+ Phần dư thừa trong STL được loại bỏ và kích thước tập tin giảm.
+ Mở rộng định dạng có thể được thực hiện bằng cách kết hợp các định dạng khác. + Mô hình ban đầu của CSG được cung cấp, với khả năng là đại diện cho nhiều trường hợp như mặt và khối CSG.
Tuy nhiên, RPI cũng tồn tại những nhược điểm:
+ Phần mềm xử lý định dạng RPI phức tạp hơn định dạng STL.
+ Các phiên bản sửa lỗi bề mặt có thể không được xác định với định dạng RPI.
6.5.7. Định dạng LEAF (file LEAF)
LEAF (Layer Exchange ASCII Format) được phát triển bởi Đại học Công nghệ Helsinki, dựa trên công nghệ chế tạo từng lớp.
Ưu điểm của LEAF là:
+ LEAF dễ dàng thực hiện và sử dụng.
+ LEAF được xác định rõ ràng, cho phép nén dữ liệu. + LEAF và quá trình tạo lớp LMT là độc lập.
+ Các lớp cắt của mô hình CSG có thể được thể hiện trực tiếp trong LEAF. + Các cấu trúc hỗ trợ có thể được tách ra một cách dễ dàng từ phần chi tiết. Nhược điểm của LEAF là:
+ Cần có phần mềm xử lý để kết nối với hệ thống RP.
+ Cấu trúc của các định dạng LEAF phức tạp hơn định dạng STL. + Các định dạng STL không thể chuyển đổi sang định dạng LEAF.
Câu hỏi ôn tập
1. Phân tích định dạng dữ liệu tập tin *.STL trong các hệ thống RP?
2. Các vấn đề thường gặp của tập tin *.STL?
3. Phân tích các trường hợp mô hình phân tích hợp lý và không hợp lý trong chế tạo mẫu
chi tiết.