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復(fù)合材料體：從CAD表達(dá)到快速原型中的數(shù)據(jù)格式

摘要：
當(dāng)代CAD系統(tǒng)不會(huì)提供或包括CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)出的工件材料的信息。這些信息通常是通過制造工程師在計(jì)算機(jī)輔助制造平臺(tái)上提供的。隨著快速原型制造技術(shù)的出現(xiàn)，這個(gè)工藝就不能滿足要求；快速原型制造允許多種材料的生產(chǎn)。這篇文章為CAD系統(tǒng)中的復(fù)合材料的表述提出一個(gè)方案。這個(gè)物體的材料樹是以CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。通過這個(gè)材料樹提取信息和為快速成型機(jī)輸出一個(gè)修改版的STL文件，復(fù)合材料體可以在快速成型機(jī)上制造。
關(guān)鍵詞：復(fù)合材料體；邊界表達(dá)；STL文件

1.引言
快速成型現(xiàn)在廣泛地被用于通過選擇性地層層堆疊方式制造物理模型[1]。通過這個(gè)選擇性的材料堆積過程，復(fù)合材料模型[2]就可以被制造出來。一些快速成型技術(shù)如，熔化沉積成型(FDM) [3]和形狀沉積制造(SDM) [4]都有制造復(fù)合材料體的能力。例如，Weiss et al.[5]它示意了使用形狀沉積制造在生產(chǎn)一個(gè)同類結(jié)構(gòu)原型的方法。因?yàn)閾碛猩a(chǎn)復(fù)合材料體的能力，功能高效益和降低成本的設(shè)計(jì)就可以被實(shí)現(xiàn)。然而，只有當(dāng)我們能將多材料體呈現(xiàn)成一個(gè)三維CAD模型的時(shí)候才能提高效益和降低設(shè)計(jì)成本。當(dāng)前現(xiàn)存的表達(dá)方案，包括邊界表達(dá)和構(gòu)建實(shí)體幾何都只包括實(shí)體模型的實(shí)體和幾何信息[6]。它不包括如模型材料顏色等的信息。在這篇文章邊界表示只應(yīng)用為構(gòu)建一個(gè)多材料體的基本表示方案。通過引入材料邊界到表示方法中，多材料體就可以被建立。

2.綜述
現(xiàn)在有許多可以運(yùn)用的快速成型技術(shù)[7]并且一些過程可以產(chǎn)生復(fù)合材料體。例如，形狀沉積成型，是一個(gè)集材料堆積和材料去除技術(shù)于一體的快速成型技術(shù)。材料在每一層之間被堆積成接近于網(wǎng)狀的然后在被加工成網(wǎng)狀的。除了添