当前，RP系统采用的数据接口格式除了STL文件格式外，还有二维、三维层片数据格式，例如，二维层片数据格式文件有SLC、CLI、HPGL等，三维层片数据格式文件有IGES、STEP、DXF、DXF等。

(一)二维层片数据格式(SLC、CLI、HPGL等)

SLC、CLI、HPGL等属于二维层片的数据文件格式。这些文件基本与RP工艺和设备无关，只是对STL文件进行一些必要的补充，其目的是让三维CAD数据模型与RP工艺与设备之间建立更好的联系。此类二维层片文件可从逆向工程中得到，因此它对RP工艺与逆向工程技术的集成影响较大。

二维层片格式的文件具有如下优点：可直接在CAD建模系统内进行分层，可省略STL分层的处理时间，提高模型的制造精度，并降低文件的存储量。其最大优点是错误较少并容易修复。

二维层片格式的文件具有如下缺点：由于是二维层片格式的文件，因此分层厚度无法进行更改；模型制件无法添加支撑，并且不能重新进行旋转或定位。

目前二维格式的文件主要用于三维数据模型进行分层处理后，协助STL文件进行转换，成为RP工艺及设备可识别的数据文件。其主要的辅助作用如图5-14所示。

1.SLC文件格式 SLC(Stereo Lithography Contour)文件格式是美国3D Sys-tem公司开发的一种格式，它是对三维CAD数据模型进行二维半的轮廓表述，即在Z轴方向上由一系列横截面组成，在每一层横截面当中，三维实体模型都是由内、外边界等多线进行表达和描述的。

获得SLC数据文件的途径较多，例如从三维CAD数据模型和表面模型、CT扫描数据等进行转化获得。它与RP系统的切层数据十分相似。STL文件通过借助SLC数据资料，作为CAD与RP系统间的数据接口，可直接利用三维CAD系统进行切片处理，以避免在生成STL文件所造成模型精度的部分丢失，同时CAD系统也较容易进行切片处理工作。此外，以SLC数据文件作为RP工艺的输入数据，对于目前大部分RP工艺及相关设备来说适应性较好，而且对RP工艺系统在加工参数、生成支撑、成型方法等方面的参数选择没有约束。

图5-14 二维格式文件的辅助作用

SLC文件格式中使用的实体元素有轮廓层、轮廓边界、线段，多线等。轮廓层表示三维CAD数据模型在Z轴向上的一层层轮廓数据，横截面的切片层是在与X-Y平面平行的一层层截面上，并有一定的层厚。轮廓边界是用于描述模型内、外部边界的封闭线。内边界的多线按顺时针方向进行分步与排列，实体材料部分则在多线的外部；外边界的多线按逆时针方向进行分步与排列，实体材料部分则在多线的内部。线段是指连接两个二维顶点的直线。多线是指由多个连续线段连接起来的、有序的序列，多线呈闭合状态。

SLC数据格式存在着以下不足之处：每一层切片数据是对三维实体的近似表达，精度不高；SLC文件的数据量大，计算时间较长并较为复杂。

2.CLI文件 CLI(Common Layer Interface)文件格式是在欧洲汽车制造商支持的Brite Euram项目中研发出来的一种二维数据格式。研发CLI文件的目的，是为RP工艺系统提供另一种2.5维层片的数据表达形式。零件的几何形状由这些2.5维层面进行表达，每一层都是由具有一定厚度的一系列轮廓和剖面线来定义和描述的。

CLI数据格式所使用的实体元素有填充线和多线。填充线由一系列的平行直线组成；多线就是将一系列的顶点按事先排列好的顺序，用一段段直线连接起来。通过设定填充线和多线，可以设计加工出支撑结构。

CLI文件是目前RP工艺与设备较为普遍接受的一种二维数据接口文件。CLI数据文件的最大特点是简单、高效、易于切片和纠正层层信息中的模型错误，并且具有自动修复的功能。它在医学领域的计算机断层扫描技术(Computer Tomo-graphy，简称CT)及制造领域的分层制造技术(Laminated Manufacturing Technolo-gy，简称LMT)中的应用较为广泛，极适用于树脂层加工、光加工、熔丝挤出或粉末烧结等RP系统的三维实体模型加工与制造。

CLI文件也有不足之处，CLI数据文件中的层层数据都是用具有一定层厚的层片和轮廓线进行表达的，而轮廓线也只是定义出实体边界的区域，是对轮廓曲线的近似表达，因此轮廓精度较低，文件的数据量大，生成CLI数据文件的时间较长。

3.HPGL文件 HPGL(Hewlett Packard Graphics Language)文件格式是绘图仪的一种标准数据格式，它也属于二维的数据类型，包括样条线、文本、曲线、圆等信息。该文件格式的突出优点在于：目前一般的三维CAD软件都具有输出HPGL文件的接口而不需另外开发；此外，采用HPGL文件格式，不需进行切片就可直接传输到RP工艺系统中进行快速制造。

表5-2列出了以上三种二维层片数据格式的各自特性及比较。

表5-2 二维层片数据格式各自的特性及比较

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(二)三维层片数据格式(STEP、DXF、IGES、LMI等)

1.STEP文件 STEP(Standard for the Exchange of Product)文件是新研发出的工程产品数据交换标准接口文件。目前，它涵盖了工业各个领域的行业标准，归档为ISO 10303。

STEP文件的优点是信息量很大，并且STEP格式文件目前已是国际上产品数据交换的标准接口格式文件之一，因此将STEP文件作为三维CAD数据和RP工艺之间的接口转换文件。STEP数据格式的缺点是文件中包含许多RP工艺额外的冗余数据量。因此，在进行三维CAD数据和RP工艺之间的接口转换时，首先必须去除一些不必要的冗余信息量，同时进行数据压缩、加入拓扑信息等工作。

2.DXF文件 DXF(Drawing Exchange Format)文件是AutoCAD中的矢量文件格式，它以ASCII码方式存储文件，在表现图形的大小方面十分精确，具有独到之处，目前许多软件都支持DXF格式的输入与输出。目前，DXF格式文件已是工业应用的实际标准。

DXF文件格式数据量大，结构较为复杂，在描述复杂的三维产品信息时容易出现信息丢失等现象。

3.IGES文件 IGES(Initial Graphics Exchange Specification)格式文件于1982年成为ANSI标准，现已成为商用CAD系统的图形信息交换标准文件，在工业领域得到了较为广泛的应用，大部分商用的CAD系统都可借助IGES文件进行文件的相互转换。目前有许多PR工艺系统接受IGES格式文件。

图5-15所示为IGES格式文件在CAD系统之间进行数据传输与转换的基本原理示意图。IGES格式文件定义了单元和单元属性，主要用于描述产品几何模型的语言、几何信息、拓扑、结构等内容，它可以精确地描述三维CAD数据模型。此外，通过IGES格式文件中的结构单元和属性可以定义三维实体的具体结构。

图5-15 IGES格式文件在CAD系统之间进行数据传输与转换

IGES格式文件的优点是：可提供点、线、曲线、圆弧、曲面、体等实体信息；能精确地表示出三维CAD数据模型信息。IGES格式文件的缺点是：IGES格式文件虽然是一个通用标准，但包含了大量的、不必要的冗余信息量；不支持面片格式的描述；其切片算法比STL格式文件的切片算法复杂；若三维实体模型需设立支撑结构，则其支撑结构必须要先在CAD系统内创建完成后，再转化成IGES格式，否则无法实现。因此，若RP工艺系统采用IGES格式文件，与STL文件相比，工艺规划较为繁琐。

虽然目前采用IGES、STEP切片的文件格式还存在一些问题，但是IGES、STEP文件切片基本独立于CAD软件之外，且算法通用性较好，因此各方面性能比STL格式更完善。

4.LMI文件 LMI(Layer Manufacturing Interface)格式文件支持面片模型。LMI格式文件的最大特点是不依赖任何软、硬件环境和RP处理过程，包含三角面片的拓扑信息；文件中无冗余的数据信息；支持精确模型；具有一定的柔性与可扩展性，在表示上也不存在二义性。

5.RPI文件格式 RPI(Rapid Prototyping Interface)格式文件的获取方法可以从STL文件格式中派生，即RPI格式文件可以描述面片模型的信息，文件中定义了如边、面片这样的新实体的类型。它在每个面片中不仅仅是列出顶点坐标，并加入了拓扑信息。RPI格式是由多个实体组合而成的，每一个实体内部定义了它所包含的数据信息。

RPI格式文件的优点是：RPI文件格式具有极大的灵活性，易扩展，文件结构紧凑，且没有冗余信息，这是由它的拓扑信息和插入式的数据格式决定的；它还可以描述CSG(Constructive Solid Geometry)实体，使得RPI格式既可以描述面片化的实体，又能表达出STL文件格式的模型。但是，由于RPI格式文件具有极大的灵活性，造成了后续的切片处理较为繁琐与复杂。

6.LEAF文件 LEAF(Layer Exchange ASCII Format)格式文件是由Helsinki科技大学研发的。LEAF格式文件可将三维CAD数据模型分为几个层次进行描述。此外，LEAF格式文件能直接描述所有的CSG模型，而且原始样件与支撑结构部分及容易分离。LEAF格式文件的缺点是，其结构较为复杂，当将其格式数据转换至RP工艺系统中时，需要一个特殊的转换器才能完成正确的转换。

表5-3列出以上几种三维层片数据格式各自的特性及相互比较。

表5-3 三维层片数据格式各自的特性及比较