1.直接STL切片

1987年，3D Systems公司的Albert顾问小组鉴于当时计算机软硬件技术相对落后的情况，参考FEM（Finite Elements Method）单元划分和CAD模型着色的三角化方法对任意曲面CAD模型表面作小三角形平面近似，从而开发了STL文件格式，并由此建立了从近似模型中进行切片获取截面轮廓信息的统一方法，且沿用至今。多年以来，STL文件格式受到越来越多的CAD系统和3D打印设备的支持，成为3D打印行业事实上的标准，极大地推动了3D打印技术的发展。它实际上就是三维模型的一种单元表示法，以小三角形面为基本描述单元来近似描述模型表面。

切片是几何体与一系列平行平面求交的过程，切片的结果将产生一系列由曲线边界表示的实体截面轮廓，组成一个截面的边界轮廓环之间只存在两种位置关系：包容或相离。切片算法取决于输入几何体的表示格式。STL格式采用小三角形平面近似描述实体表面，这种表示方法最大的优点就是切片算法简单易行，只需要依次与每个三角形求交即可。

在获得交点后，可以根据一定的规则，选取有效顶点组成边界轮廓环。获得边界轮廓后，按照外环逆时针、内环顺时针的方向描述，为后续扫描路径生成的算法处理做准备。

STL文件因其特定的数据格式存在数据冗余、文件庞大及缺乏拓扑信息等问题，也因数据转换和前期的CAD模型的错误，有时会出现悬面、悬边、点扩散、面重叠、孔洞等错误，其诊断与修复困难。同时，使用小三角形平面来近似描述三维曲面，还存在曲面误差；大型STL格式文件的后续切片将占用大量的机时；当CAD模型不能转化成STL模型或者转化后存在复杂错误时，重新造型将使3D打印的加工时间和打印成本增加。正是由于这些原因，其他切片方法被不断发展。

2.容错切片

容错切片基本上避开STL格式文件三维层次上的纠错问题，而直接在二维层次上进行修复。由于二维轮廓信息简单，并具有闭合性、不相交等简单约束条件，特别是对于一般机械零件实体模型而言，其切片轮廓多由简单的直线、圆弧、低次曲线组合而成，因而能更容易地在轮廓信息层次上发现错误。依照以上多种条件与信息，进行多余轮廓去除、轮廓断点插补等操作，可以切出正确的轮廓。对于不封闭轮廓，采用评价函数和裂纹跟踪处理，在一般三维实体模型随机丢失10%的三角形的情况下，都可以切出有效的边界轮廓。图2-22所示为对有错误的STL格式文件容错切片的输出实例。

图2-22　对有错误的STL格式文件容错切片的输出

3.适应性切片(www.daowen.com)

适应性切片根据零件的几何特征来决定切片的层厚，在轮廓变化频繁的地方采用小厚度切片，在轮廓变化平缓的地方采用大厚度切片。与同一层厚切片方法比较，可以减小Z轴误差、台阶效应和数据文件的长度。

4.直接适应性切片

直接适应性切片利用适应性切片思想从CAD模型中直接切片，可以减小Z轴和XY平面方向的误差。

5.直接切片

在工业应用中，保持从概念设计到最终产品的模型一致性是非常重要的。原始CAD模型本来已经精确地表示了设计意图，而STL文件反而降低了模型的精度。使用STL格式表示方形物体精度较高，表示圆柱形、球形物体精度较差。对于特定用户，生产大量高次曲面物体，使用STL格式会导致文件巨大、切片费时，这就迫切需要抛开STL文件，直接从CAD模型中获取截面描述信息。在加工高次曲面时，直接切片明显优于STL方法。相比较而言，采用原始CAD模型进行直接切片具有以下优点：

（1）能减少3D打印的前处理时间；

（2）可避免STL格式文件的检查和纠错过程；

（3）可降低模型文件的规模；

（4）能直接采用数控系统的曲线插补功能，从而可提高工件的表面质量；

（5）能提高成形件的精度。