ISO 17296-4-2014 Additive manufacturing - General principles - Part 4 Overview of data processing《叠层制造 通用原则 第4部分 数据处理概述》.pdf

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1、 ISO 2014 Fabrication additive Principes gnraux Partie 4: Vue densemble des changes de donnes Additive manufacturing General principles Part 4: Overview of data processing NORME INTERNATIONALE ISO 17296-4 Premire dition 2014-09-01 Numro de rfrence ISO 17296-4:2014(F) ISO 17296-4:2014(F)ii ISO 2014 T

2、ous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2014 Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie, laffichage sur l

3、internet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyri

4、ghtiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ISO 17296-4:2014(F)Sommaire Page Avant-propos iv Introduction v 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrences normatives . 1 3 T ermes et dfinitions . 2 4 change de donnes 2 4.1 Flux de donnes . 2 4.2 Formats de donnes . 4 4.3 Prparation des donnes . 5 Bibliographi

5、e 8 ISO 2014 Tous droits rservs iii ISO 17296-4:2014(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO

6、. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. L ISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique int

7、ernationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les procdures utilises pour laborer le prsent document et celles destines sa mise jour sont dcrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des diffrents critres dapprobation requis pour

8、 les diffrents types de documents ISO. Le prsent document a t rdig conformment aux rgles de rdaction donnes dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www. iso.org/directives). Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit int

9、ellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. Les dtails concernant les rfrences aux droits de proprit intellectuelle ou autres droits analogues identifis lors de llaboration du document

10、sont indiqus dans lIntroduction et/ou dans la liste des dclarations de brevets reues par lISO (voir www.iso.org/brevets). Les appellations commerciales ventuellement mentionnes dans le prsent document sont donnes pour information, par souci de commodit, lintention des utilisateurs et ne sauraient co

11、nstituer un engagement. Pour une explication de la signification des termes et expressions spcifiques de lISO lis lvaluation de la conformit, ou pour toute information au sujet de ladhsion de lISO aux principes de lOMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avan

12、t-propos Informations supplmentaires. Le comit technique responsable du prsent document est lISO/TC 261, Fabrication additive. LISO 17296 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Fabrication additive Principes gnraux: Partie 1: Terminologie Partie 2: Vue densemble des catgories d

13、e procds et des matires premires Partie 3: Principales caractristiques et mthodes dessai correspondantes Partie 4: Vue densemble des changes de donnesiv ISO 2014 Tous droits rservs ISO 17296-4:2014(F) Introduction La fabrication additive/les technologies rapides font partie intgrante du processus de

14、 dveloppement de produits. Elles sont utilises pour fabriquer des prototypes, des outils et des pices de production. En plus de lingnierie, le champ dapplication de cette technologie interdisciplinaire couvre dsormais des domaines comme larchitecture et la mdecine ou encore larchologie et la cartogr

15、aphie. Au cours du dveloppement quelque peu mouvement de cette technologie, diffrents termes et dfinitions, souvent ambigus et confus, ont fait leur apparition. En outre, il existe diffrents procds varis sur le march et les possibilits quils offrent et leurs limitations en termes dapplication ne son

16、t pas toujours claires. La prsente Norme internationale vise proposer des recommandations prouves sur le terrain et donner des conseils aux utilisateurs (clients) et aux fabricants ( la fois aux prestataires de service externes et internes), afin damliorer la communication entre le client et le four

17、nisseur et de contribuer une conception performante faisant autorit et une gestion aise du projet. Elle suppose que le lecteur possde des connaissances de base sur le droul du processus utilis pour les diffrents procds de fabrication additive. Elle explique les procds utiliss dans la pratique, avec

18、le niveau de dtail juste ncessaire pour comprendre son contenu. ISO 2014 Tous droits rservs v Fabrication additive Principes gnraux Partie 4: Vue densemble des changes de donnes 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 17296 traite des principales considrations qui sappliquent pour lchange d

19、e donnes dans le domaine de la fabrication additive. Elle spcifie les termes et dfinitions qui permettent dchanger des informations dcrivant des gomtries ou des pices afin de pouvoir les fabriquer selon la technique additive. La mthode dchange de donnes prsente le type de fichier, les donnes incluse

20、s, le formatage de ces donnes et la manire dont elles peuvent tre utilises. La prsente partie de lISO 17296: permet de spcifier un format adapt pour lchange de donnes, dcrit le processus existant pour la fabrication additive de gomtries en 3D, prsente les formats de fichier existants utiliss dans le

21、 processus existant, et permet aux utilisateurs de la prsente norme de comprendre les lments ncessaires lchange de donnes. La prsente partie de lISO 17296 sadresse aux utilisateurs et aux fabricants de procds de fabrication additive et de systmes logiciels associs. Elle sapplique ds lors que des pro

22、cds de fabrication additive sont utiliss, notamment dans les domaines suivants: production de systmes et quipements de fabrication additive, y compris les logiciels; ingnieurs logiciels utilisant des systmes de CAO/IAO; dveloppeurs de systmes de rtro-ingnierie; organismes dessai souhaitant comparer

23、les gomtries relles aux gomtries prescrites. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y com

24、pris les ventuels amendements). ISO 17296-1 1) , Fabrication additive Principes gnraux Partie 1: Terminologie ASTM F2792-12a, Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies ASTM F2915-11, Standard Specification for Additive Manufacturing File Format (AMF) DIN 66301, Industrial automati

25、on Computer Aided Design Format for the exchange of geometrical information 1) publier. NORME INTERNATIONALE ISO 17296-4:2014(F) ISO 2014 Tous droits rservs 1 ISO 17296-4:2014(F) 3 T ermes et dfinitio ns Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO 17296-1 2)et ASTM

26、F2792-12a sappliquent. 4 change de donnes 4.1 Flux de donnes 4.1.1 Gnralits Un ensemble complet de donnes 3D de la pice constitue la base de la fabrication additive. Le plus souvent, cet ensemble est cr par modlisation CAO 3D directe. Les ensembles de donnes peuvent galement tre gnrs par des mesurag

27、es si les pices existent sous une forme physique (voir la Figure 1). Un modle bas sur des facettes est alors gnr partir du modle de volume ou de surface par polygonisation ou par triangulation (voir 4.1.2.4) et il est transfr dans le processus de fabrication additive au format STL ou VRML (voir 4.2.

28、2 et 4.2.3). Ce processus assist par logiciel est lanc automatiquement dans la mesure du possible. 4.1.2 Explication des termes de la lgende utiliss la Figure 1 4.1.2.1 Modlisation CAO 3D (modlisation de solides) La modlisation CAO 3D est le procd le plus couramment utilis en conception pour produir

29、e un modle numrique 3D. Le point de dpart peut tre la conception dun produit, qui prend forme et qui est de plus en plus souvent dfinie directement sur lcran de lordinateur au cours du processus, ou peut-tre une image de lobjet gnre prcdemment qui se prsente sous forme de schmas, de plans, etc., qui

30、 sont ensuite simplement convertis en donne 3D. Le volume peut tre dcrit au moyen de deux techniques diffrentes ou par une combinaison des deux. Lobjet est soit compos de volumes de base (formes) (cube, coin, cylindre, cne, sphre, tore) qui gnrent lobjet rel par lintermdiaire dune squence doprations

31、 boolennes, soit dcrit par ses surfaces frontires environnantes et par lemplacement de la matire par rapport aux surfaces frontires. 4.1.2.2 Numrisation 3D (rtro-ingnierie) La numrisation 3D est le processus selon lequel la gomtrie de surface dun objet physique est mesure avec un matriel et des logi

32、ciels appropris, puis enregistre dans un modle de nuage de points numriques. Les objets peuvent tre des modles produits manuellement ou des modles finis qui doivent tre copis sous forme numrique. Lutilisation de la numrisation 3D est particulirement efficace si le modle possde des surfaces de gomtri

33、e quelconque bauches de manire empirique, car ces dernires sont difficiles reproduire par modlisation CAO 3D directe. 4.1.2.3 Reconstruction de surfaces La reconstruction de surfaces est une mthode de traitement des donnes gnres par numrisation 3D. partir du nuage de points gnr par ordinateur, des c

34、ourbes et surfaces dcrites mathmatiquement sont gnres avec une quantit suffisante dinformations topologiques pour recrer de manire adquate la surface de lobjet. Ces donnes peuvent ensuite tre stockes sparment ou tre intgres dans un modle de volume CAO existant. La rtro-ingnierie cre ainsi une passer

35、elle entre la numrisation 3D et la modlisation CAO. 2) publier.2 ISO 2014 Tous droits rservs ISO 17296-4:2014(F) Lgende product idea conception dun produit 3D CAD modelling modlisation CAO 3D 2D image of object image 2D de lobjet DFX format format DFX physical model modle physique STEP , IGES, VDA-F

36、S format format STEP , IGES, VDA-FS 3D digitalisation numrisation 3D volume model modle de volume ASCII format format ASCII STL, VRML format format STL, VRML point cloud nuage de points facet model modle facettes data acquisition acquisition des donnes slicing process processus de dcoupage reverse e

37、ngineering rtro-ingnierie sliced contour data donnes de contour dcoupes polygonisation/ triangulation polygonisation/triangulation additive fabrication process procd de fabrication additive surface model modle de surface component Composant data preparation prparation des donnes F i g u r e 1 V u e

38、d e n s e m b l e d e s f l u x d e d o n n e s t r a d i t i o n n e l s d e p u i s l a c o n c e p t i o n d u n p r o d u i t jusquau composant rel (terminologie) ISO 2014 Tous droits rservs 3 ISO 17296-4:2014(F) 4.1.2.4 Polygonisation/triangulation Ce procd assist par logiciel sert gnrer un mod

39、le facettes bas sur le volume soit partir du nuage de points obtenu aprs une numrisation 3D, soit partir du modle de volume obtenu aprs une modlisation CAO 3D. La surface de lobjet est reprsente par une multitude de minuscules facettes planes, ou de polygones, qui sont tracs entre les points. Le nom

40、bre et la taille de ces facettes dterminent la prcision avec laquelle la gomtrie de surface relle est reproduite. Ce procd cre un ensemble de donnes STL. 4.1.2.5 Processus de dcoupage Le processus de dcoupage est une tape essentielle de la prfabrication dans tous les procds de fabrication additive.

41、Il implique de dcouper le modle facettes (volume) en plusieurs couches successives et denregistrer les informations contenues dans chaque couche. Les donnes de contour dcoupes ne sont plus relies entre elles suivant laxe z, ce qui signifie quune mise lchelle ultrieure nest plus possible. Avec certai

42、nes technologies, ce processus est ralis automatiquement par le logiciel, une fois que les paramtres ncessaires (par exemple lpaisseur de couche) ont t dfinis. Dautres systmes ncessitent un logiciel spar pour prparer et stocker ces donnes de couche. 4.2 Formats de donnes 4.2.1 Gnralits Les formats d

43、interface les plus couramment employs dans le flux de donnes sont expliqus de 4.2.2 4.2.7. Le format STL est le format de donnes standard pour le transfert de donnes. Certains systmes peuvent lire et traiter les donnes au format VRML. Si le format STL ne peut pas tre export en raison de labsence de

44、module dinterface (non fourni de faon standard avec tous les programmes logiciels de CAO), les donnes peuvent tre transfres dautres programmes CAO via des formats dinterface (par exemple STEP, IGES ou VDA-FS), qui permettent alors en principe dobtenir une sortie au format STL. NOTE Il peut toutefois

45、 se produire des problmes de conversion lors du transfert des donnes via des interfaces indpendantes du systme, tant donn que les possibilits des interfaces (en dpit des normes tablies) varient normment et que les programmes prsentent des degrs de prcision variables (par exemple en ce qui concerne l

46、acceptation de la jonction entre deux surfaces adjacentes). 4.2.2 STL Le format de fichier STL (Surface Tessellation Language, ou strolithographie) est quasiment devenu le format standard du secteur pour le transfert des donnes pour les technologies de fabrication additive. Il sagit dun format de do

47、nnes indpendant du systme permettant dchanger des donnes purement gomtriques. Les surfaces frontires des modles de volume sont dcrites par des triangles (facettes planes) et leurs vecteurs normaux. Les donnes STL peuvent tre stockes laide de reprsentations ASCII ou binaires, le premier tant un format plus lisible, le dernier rduisant considrablement la taille du fichier de donnes. Le format de donnes STL a tendance tre inadapt pour lchange