【廣告】
3D打印技術(shù)讓制造從工廠走向了家庭,催生了大量的個(gè)人設(shè)計(jì)者(即創(chuàng)客),激發(fā)了無限的創(chuàng)意設(shè)計(jì)的可能。這是筆者認(rèn)為3D打印技術(shù)能帶給我們大眾很大的意義.3D建模的主要目的是為造型、渲染或動(dòng)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(gè)實(shí)物模型,更多需要考慮的是實(shí)物模型的物理屬性(力學(xué)屬性與功能屬性)?,F(xiàn)階段3D打印的實(shí)際使用仍屬于快速成型范疇,即為企業(yè)在生產(chǎn)正式的產(chǎn)品前提供產(chǎn)品原型的制造,業(yè)內(nèi)也稱作手板。
從成型工藝上看3D打印突破了傳統(tǒng)成型方法,無需制作模具和機(jī)械加工,通過快速自動(dòng)成型硬件系統(tǒng)與CAD軟件模型結(jié)合就能夠制造出各種形狀復(fù)雜的產(chǎn)品,這使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期大大縮短,生產(chǎn)成本大幅下降。3D幾何的表達(dá):現(xiàn)在的基于點(diǎn)和三角網(wǎng)格的表達(dá),或者基于NURBS曲面表達(dá)的3D形狀是適合于數(shù)控加工(減材制造)的;我們認(rèn)為,隱式曲面在增材制造方面具有系列良好的優(yōu)點(diǎn),切片計(jì)算快,幾何計(jì)算簡單等。由于3D打印是將材料一層一層堆積而成,因此也稱為增材制造工藝。3D打印并不神秘,相對于具有千年的等材制造工藝和具有百年的減材制造工藝,它只是一種制造成型的新工藝,只有30年不到的歷史。
3D打印帶給我們優(yōu)勢,能讓設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)任意復(fù)雜的幾何形狀,設(shè)計(jì)空間無限。正是這個(gè)優(yōu)勢,給了我們在幾何設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面大量需要解決的問題,后面會(huì)詳述。3D打印的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究仍處在初級階段,3D打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與其它制造方式相比顯得較為簡單,人們對于機(jī)器人的憧憬,對于3D打印機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)研究方向而言既是一個(gè)機(jī)會(huì)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。如何更簡單、地設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)3D打印模型甚至3D打印機(jī)器人可能成為未來這方面研究的重點(diǎn)。3D打印是一種新型的快速成型技術(shù),它綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多領(lǐng)域的前沿技術(shù),涉及的領(lǐng)域較多。
數(shù)字雕塑目前普遍應(yīng)用的材料是樹脂,相比更多的傳統(tǒng)雕塑原材料的高昂價(jià)格,樹脂作品對于學(xué)生來說更加友好,并且在未來它的成本也會(huì)越來越低。給定一個(gè)3D數(shù)字模型,需要離散成三角網(wǎng)格(STL文件),然后加填充結(jié)構(gòu)、加支撐結(jié)構(gòu),然后切片計(jì)算和路徑規(guī)劃,后才送到3D打印機(jī),通過G代碼輸出一個(gè)實(shí)物模型。現(xiàn)階段3D打印的實(shí)際使用仍屬于快速成型范疇,即為企業(yè)在生產(chǎn)正式的產(chǎn)品前提供產(chǎn)品原型的制造,業(yè)內(nèi)也稱作手板。