Verification of STL is essential in RP. In the study, triangle based non-manifold geometric modeling that can check intersection between triangles was used to vilify STL. The method proposed in this study can be applied at the most general case and very useful, but has a penalty on computing thime of O(n$^2$)
The verification of the STL file is essential to build the confident parts using a RP machine, because the STL file obtained from the CAD software has many errors-the orientation of triangle does not coincide with adjacent triangles or some triangles are omitted, overlpped and so forth. Especially, the STL file translated from the surface model has more errors than those translated from the solid model. In this study, all possible errors were classified with the most general from and the causes of errors were analyzed to verify and correct errors. Using the triangle based non-manifold geometric modeling, these errors were corrected. Especially, this study took the notice of the problem about the intersected triangles and non-manifold properties overlooked in the previous studies. But this study has a penalty on computing time of $O(n^2)$.
As industrial standard data, the STL format which approximates three dimensional CAD model to triangular facets, is used for RP(Rapid Prototyping) system in recent days. Because most RP system take the only form of two dimensional line segments as an input stream inspite of its imperfectness while converting into STL format, a CAD model is converted into a standard industrial format which is composed of many triangular facets. The error verifying process is composed of four main steps, and these are 1) Remove facets with two or more vertices equal to each other. 2) Fix overlapping error such as more than three facets adjacent to anedge. 3) Fill holes in the mesh by using Delaunay triangulation method. 4) Correct the wrong direction and normal vectors. This paper is concerned with serching the mentioned errors in advance and modifying them.
Nowadays, the STL format, industrial standard data, which approximates three dimensional CAD model to triangular facets, is used for RP(Rapid Prototyping) system. Because most RP machine is accpted to only two dimensional line segments, but some STL translators are sometimes poorly implemented. The error verifying process is as follows. 1) Remove facets with two or more vertices equal to each other. 2) Fix overlapping error such as more than three facets adjacent to an edge. 3) Fill holes in the mesh by using Delaunay triangulation method. 4) Repair wrong direction and value of normal vectors. This paper is concerned with searching the mentioned errors in advance and modifying them.
AMM(Additive Metal Manufacturing)이라 호칭되는 3차원 금속 프린팅(metal 3-D printing) 공정은 금속분말(metal powder)을 적층 재료로 사용하여 기계적부품용 실형상 금속 파트(metallic parts)를 직접 조형하여 제조한다. 한편, 조형 파트형상의 STL모델에 존재하는 기하학적 오류들과 특징형상들의 특이성으로 인하여 조형 작업 중에 내부에 결함들이 포함된 실형상 파트가 조형될 가능성이 존재하게 되며 이로 인해 3차원 금속 프린팅 조형공정 자체의 신뢰성에 문제를 야기할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 조형작업 중 발생할 수 있는 결함들을 미리 진단, 분석하고 수정하기 위하여 첫째, 조형 전에 STL 형상모델의 진단분석을 통하여 결함요소를 사전에 탐지하고 둘째, 적층 단면내 조형 공구 경로상에 실제로 포함된 결함들을 분석하고 이를 수정하기 위한 조형 파트 진단 및 조형 공구 경로 검증 연구방법을 제시하였다. 또한 DED(direct energy deposition) 공정을 기준으로 2가지 STL 형상파트 사례들에 대하여 제시한 연구방법의 case study를 수행하였다.
본 연구에서는 다종재료를 가공할 수 있는 RP(Rapid Prototyping)인 CAFL$^{VM}$의 구현을 위해 반드시 필요한 단면정보 추출기에 대하여 연구하였다. STL 3D 모형에서 단면정보를 추출하기 위해서, 패싯(facet)과 슬라이싱(slicing) 평면이 가질 수 있는 모든 경우를 고려한 알고리즘을 개발하였다. STL 파일의 구조적인 문제점 때문에 모호성과 처리량 증가 문제가 발생하지만, 본 연구에서는 창조 버퍼를 사용하여 이러한 문제점들을 효과적으로 해결하였으며, 이를 많은 STL 3D 샘플로 검증하였다.
신속조형시스템(RP : Rapid Prototyping)용 자료교환 표준인 STL의 자료구조는 단순하고, 조형용 2차원 단면 자료로의 전환이 용이하며, 생산 가공 기술로서의 현대적인 특성(신속성, 조형성, 경제성, 청정성 등)을 가지고 이는 장점이 있는 반면에, STL 3D 좌표값의 기준(좌표계의 원점)이 되는 크기 정보가 없다. 이런 문제를 구현된 STL 뷰어에서는, 스케일링(scaling) 기법과 선형적인 이동 기법을 사용하여 해결하였고, CAD 시스템으로 제작된 파일 자체의 문제점 패싯(facet) 중복, 정밀도, 법선 벡터 값의 오류 등도 검증기(verifier)와 오류 정정기(error corrector)글 구현하여 해결하였다. 제안된 방법으로 구현된 STL 뷰어는 시스템의 안정성과 확장성, 그리고 효율성 측면에서 우수한 성능을 보였으며, 슬라이싱(slicing), 경로 추적기(path tracer)의 전처리기의 역할을 한다.
본 논문에서는 X선 컴퓨터 단층 촬영으로부터 획득된 기관지의 3차원 영상으로부터 기관지의 구조 및 형태 정보를 추출할 수 있는 가능성을 조사하고, 분진 침착 모델의 수학적인 개발과 실험적인 검증에 사용될 수 있는 물리적인 공동 주형 모델을 개발한다. CT로부터 획득된 영상으로부터 수학적 모폴로지 기법에 의하여 폐의 기관지 영역을 검출한다. 검출된 폐의 기관지 영역의 체적 데이터를 3차원 공간상에서 나타낼 수 있는 표면 데이터를 STL(streolithography) 파일로 변환한 후에, 고속 프로토타입 기기에 입력하여 3차원 입체 형상을 제작한다. 이때 기존의 기관지 팬텀과 실제 정상인으로부터 획득된 CT 영상으로부터 각각의 공동 주형 모델을 제작하게 된다. CT 스캔하여 얻어진 원래의 영상과 제작된 공동 주형 모델을 CT 스캔하여 얻어진 영상에서의 기관지 영역의 단면 직경을 비교하여 생성된 폐 기관지 모델의 유용성을 검증하였다.
단락시험시 시험회로의 주요 파라미터들은 시험전압과 시험전류를 이용하여 결정된다. 특히, 단락전류의 경우 전류파형의 피크치, RMS, 시간, DC-성분, 역률 등을 분석프로그램을 이용하여 분석하게 된다. 그러나 이러한 분석프로그램은 각 시험기관마다 다르고, 현재까지 분석프로그램을 검증할 국제저인 기준이 존재하지 않았다. 그러나 최근 들어 STL(Short-circuit Testing Liason)에서는 각 시험기관마다 상이한 분석프로그램을 검증할 절차에 대한 연구를 수행하여 왔으며 그 첫 번째로 단락전류 분석프로그램에 대한 성능 평가 절차가 어느 정도 완성되었다. 이에 본 논문에서는 STL에서 배포한 TDG(Test Data Generator)를 이용해reference curve를 생성하고, 전기연구원의 전류분석프로그램을 사용하여 분석프로그램의 신뢰성을 평가하여 보았다.
지하광산 물리모형은 그 시각적인 효과로 인해 광산 개발 및 컨설팅 과정에서 광산공동 설계 또는 공정관리 등의 효율성을 제고하는 데 매우 유용하다. 다양한 기업에서 갱내를 3차원 영상으로 구현하는 기술이 개발된 바 있지만, 현재까지도 갱도 전체를 가시적으로 파악하기 쉬운 물리모형이 널리 이용되고 있다. 기존의 물리모형 제작 방법은 종이나 아크릴 등의 재료를 이용하여 수작업으로 모형을 제작하므로 정밀도가 떨어지고 소요시간 및 비용이 매우 큰 단점이 있다. 따라서, 이 연구에서는 최근 각 분야에서 널리 활용되고 있는 3D프린팅 기술을 적용하여 지하광산 갱도의 물리모형을 저비용으로 정밀하고 신속하게 제작하는 기법을 개발하였으며, 최종적으로, 소프트웨어 "UMine2STL"을 개발하고 광산 갱도 일부를 출력하여 그 활용성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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