SLA打印機之Slc文件解析

SLA打印機打印文件SLC解析和java實現。

SLC format

SLC format

The SLC file format is a “21/2D” contour representation of a CAD model.

SLC術語定義

• Segment （線段）：兩點（x/y）之間的連線

• Polyline（折線）：一組連續線段的集合，折現必須是閉合的（最后一個點和第一個點坐標一致）

• Boundary（輪廓）：輪廓是一個閉合的折線（Polyline）來表示的填充固體材料范圍。輪廓又分為外輪廓和內輪廓。外輪廓（Boundary）為逆時針，內輪廓為順時針。

slc文件包括 Header section ，3-D reserved section，Sample Table section以及Contour Data section

Header section

頭文件部分為ASCII字符串，包括部分全局參數信息。

頭文件以回車、換行符和control-Z 字符（0x0d,0x0a,0x1a） 結束

最大2018bytes（包括換行符）

頭部你可以用關鍵字追蹤你需要的參數

• -SLCVER <X.X> SLC文件格式版本號

• -UNIT <INCH/MM> SLC文件單位 INCH（英寸）或是MM（毫米）

• -TYPE <PART/SUPPORT/WEB> CAD模型類型 PART和SUPPORT必須是閉合輪廓 ，WEB可以是打開的

• -PACKAGE <vendor specific> 供應商名稱，最多可以有32字節

• -EXTENTS <minx,maxx miny,maxy minz,maxz> CAD模型 x,y,z軸的范圍

其他參照上述文檔。

3-D reserved section

This 256 byte section is reserved for future use.

跳過 256byte即可。

Sample Table section

Sample Table 中每個 entry表示一組Layer Thickness每層層高、，Line Width Compensation線寬補償等配置信息相同的連續層的集合。

每個 entry的信息，包括Minimum Z Level z軸最小值（垂直方向起始位置）,Layer Thickness 每層層高，Line Width Compensation線寬補償，Reserved 預留字段

Sampling Table Size （1 Byte）
Sampling Table Entry （4 Floats）
        Minimum Z Level （1 Float）
        Layer Thickness （1 Float）
        Line Width Compensation （1 Float）
        Reserved （1 Float）

Contour Data Section

輪廓數據

數據格式：

• Z layer Z軸高度
• Number of Boundaries輪廓數量
• Number of Vertices for the 1st Boundary第一個輪廓點個數
• Number of Gaps for the 1st Boundary第一個輪廓間隙數
• Vertex List for 1st Boundary第一個輪廓點List

最后一個層由Z layer和Termination Value Unsigned Integer 結束字符串 0xFFFFFFFF 表示

Z Layer 0.4  （1Float）
Number of Boundaries 2  （1 Unsigned Integer）
Number of Vertices for the 1st Boundary 5  （1 Unsigned Integer）
Number of Gaps for the 1st Boundary 0  （1 Unsigned Integer）
Vertex List for 1st Boundary  0.0, 0.0  （Number of Vertices * 2 Float）
                              1.0, 0.0
                              1.0, 1.0
                              0.0, 1.0
                              0.0, 0.0187

Number of Vertices for the 2nd Boundary 5
Number of Gaps for the 2nd Boundary 0
Vertex List for the 2nd Boundary  0.2, 0.2
                                  0.2, 0.8
                                  0.8, 0.8
                                  0.8, 0.2
                                  0.2, 0.2

A SLC File Example

[Header]
HeaderStr=-SLCVER 2.0 -UNIT MM -TYPE PART -PACKAGE
MATERIALISE C-TOOLS 2.xx -EXTENTS 10.000000,38.000000
10.000000,66.660600 6.000000,14.000000 –CHORDDEV
[Sampling_Table]:
Sampling_Table_Size=1
TableEntry_N=Minimum Z Level,Layer Thickness,Line Width
Compensation,Reserved
TE0=6.0000000000,0.1250000000,0.0250000000,0.0250000000
[Layer1]
z=6.0000000000
NContours=2.0000000000
VC1=5
GC1=0
C1PT0=10.125000000,26.785600000
C1PT1=10.125000000,66.535600000
C1PT2=37.875000000,66.535600000
C1PT3=37.875000000,26.785600000194
C1PT4=10.125000000,26.785600000
VC2=5
GC2=0
C2PT0=30.000000000,40.000000000
C2PT1=20.000000000,40.000000000
C2PT2=20.000000000,30.000000000
C2PT3=30.000000000,30.000000000
C2PT4=30.000000000,40.000000000
VC3=5
GC3=0
C3PT0=30.000000000,47.000000000
C3PT1=20.000000000,47.000000000
C3PT2=20.000000000,42.000000000
C3PT3=30.000000000,42.000000000
C3PT4=30.000000000,47.000000000
VC4=5
GC4=0
C4PT0=30.000000000,60.000000000
C4PT1=20.000000000,60.000000000
C4PT2=20.000000000,50.000000000
C4PT3=30.000000000,50.000000000
C4PT4=30.000000000,60.000000000

Java實現

try {
			modelFis = new FileInputStream(modelFile);
			/**
			 *
			 * header string 最大字符串2048
			 * header string 結束字符 0x0d,0x0a,0x1a
			 */
			int b;
			StringBuilder builder = new StringBuilder();
			while (builder.length() < 2048) {
				b = modelFis.read();
				builder.append((char) b);
				if (b == 0x0d) {
					b = modelFis.read();
					builder.append((char) b);
					if(b == 0x0a){
						b = modelFis.read();
						builder.append((char) b);
						if(b == 0x1a){
							break;
						}
					}
				}
			}
			/**
			 * reserved section 跳過預留的256byte
			 *
 			 */
			modelFis.skip(256);

			/**
			 * sampleing table section
			 * sampleing table 每個entry 1 byte size
			 * sampleing table 每個entry 4 float ,將minZ和thickness 保存
			 */
			b = modelFis.read();
			layerMap = new HashMap<>(b);
			byte[] entry = new byte[16];
			for (int i = 0; i < b; i++) {
				modelFis.read(entry);
				float minZ = Float.intBitsToFloat(Utils.getIntByLittleEndian(entry, 0));
				float thickness = Float.intBitsToFloat(Utils.getIntByLittleEndian(entry, 4));
				layerMap.put(minZ, thickness);
				if(i == 0){
					layerThickness = thickness;
				}
			}
			
            /**
            * Contour Data Section
            * 如果是最后一層 `z layer`和終止符  2 float , 打印結束
            * 如果不是 `z layer`和邊界數量
            *
            *
            */
			supportFis.read(tmp);
				supportBoundary = getIntByLittleEndian(tmp, 4);
				if(supportBoundary == 0xFFFFFFFF){
					LogUtil.w(TAG, "support finished");
					return false;
				}else{
                  for(int i=0;i<supportBoundary;i++){
						supportFis.read(tmp);
						int vertices = Utils.getIntByLittleEndian(tmp, 0);
						// 這里的 vertices * 8 便是每層的點
						supportFis.skip(vertices*8);
					}
				}
				
			
			return true;
		}catch (Exception e){
			e.printStackTrace();
			return false;
		}

到這一步你就已經取到了所有的vertices,結合一定的掃描填充算法就可以完成slc文件的打印。

打印

掃描填充算法

例仿 UnionTech聯泰，

可以模型的每層自下往上生成一系列連續的輔助線，求出輔助線和模型內外輪廓交線。

如下圖：

藍色為輔助線，紅色、綠色為輔助線和輪廓交線也就是最后填充部分，為了較大程度避免激光的開關將先填充部分分為兩塊，先填充紅色部分再填充綠色部分。

打印效果：