手板是指產(chǎn)品在定型前少量制造的用來檢查外觀或結(jié)構(gòu)合理性的功能樣板,其制作要求快速、。3D打印以其快速生產(chǎn)個性化模型的特點與手板制作不謀而合。目前,手板是3D打印技術(shù)應(yīng)用成熟的行業(yè)之一。3D打印機在設(shè)計文件指令的導(dǎo)引下,或固化液態(tài)樹脂、或擠出融化的塑料,使其固化為一個特殊的平面薄層,然后固化下一層,如此往復(fù),終薄層積累成為三維物體。
在計算機圖形學(xué)或計算機輔助幾何設(shè)計中,3D建模的主要目的是為造型、渲染或動畫,考慮的是模型的數(shù)學(xué)屬性,比如曲面的形狀、連續(xù)性、光滑性、材質(zhì)、變形等性質(zhì);而在3D打印中,3D模型輸出的是一個實物模型,更多需要考慮的是實物模型的物理屬性(力學(xué)屬性與功能屬性)。因此,傳統(tǒng)的3D建模與處理的手段需要進一步修正和加強,需要在建模的過程中就考慮到輸出實物模型的力學(xué)及功能屬性。

4. 功能定制問題:定制化是3D打印大的優(yōu)勢之一,這里催生了大量的研究問題和研究方法。比如,(1) 將繪制理論中發(fā)展起來的各種模型和方法應(yīng)用于3D打印,涉及到打印材料的外觀模擬、測量以及合成優(yōu)化等技術(shù);(2) 面向、教育、娛樂和時尚等需求的模型定制問題以及面向光影與聲音效果的逆向設(shè)計問題;(3) 通過子塊設(shè)計與打印以及通過鉸鏈,滑輪,齒輪,電機等機械裝置組裝而成的具有特定功能的物體,其中有許多機構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化問題。筆者對于 近年來機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)物體設(shè)計方面的工作做了一個綜述,發(fā)表在2017年的《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報》上(PDF)。

分類:
根據(jù)光源的不同,光敏樹脂3D打印機可以分為SLA型和DLP型兩種數(shù)碼感光打印機。
工作原理:
SLA技術(shù)采用的方法是激光照射光敏樹脂,激光頭按照模型切片的G碼,從點到線再到面,依次掃描各層模型切面,然后用激光照射光敏樹脂快速固化。
B.DLP技術(shù)使用的光源來自投影儀。投影器每次將模型切面作為平面圖像照射到樹脂液中使其固化,利用這種方法每次形成一個面,打印時間僅取決于要打印的物體層高。