3D打印模型設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)換流程是怎樣的?

maiwan   2016-11-17 16:36:10

我們知道,不管采用什么技術(shù),目前的3d打印機(jī)的基本原理都是逐層打印 Z 軸方向的累加,最后形成XYZ 三維的立體物件,而我們通常看到的軟件三維立體模型設(shè)計(jì)是沒有分層結(jié)構(gòu)的,所以3D打印的關(guān)鍵技術(shù)是把三維設(shè)計(jì)模型進(jìn)行重新處理——選定一個(gè)Z軸的方向進(jìn)行“分 Slice),只有分片之后的模型,才能被3D打印機(jī)接收。 所以,3D打印的設(shè)計(jì)過程是:先通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建?;蛲ㄟ^ 3D 掃描錄入目標(biāo)物體的 3D 模型,再將建成的3D模型“ ”成逐層的截面,從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印,“分片”功能的優(yōu)劣,會(huì)大 3D 打印最后的輸出質(zhì)量。而這個(gè)分片軟件,各個(gè)廠家并不相同,可以基于開源也可以廠家自行開發(fā)。目前的情況是比較大而專業(yè)的廠商,基本上有自己的3D打印軟件,并且在不斷升級(jí)。而消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品,往往采用開源的軟件定制而成。

設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)軟件之間標(biāo)準(zhǔn)接口文件格式是 STL 文件格式。一個(gè) STL 文件使用三角形來近似模擬物體的表面,三角形越小其生成的表面分辨率越高。STL 是沒有色彩信息的,現(xiàn)在隨著彩色3D打印機(jī)的出現(xiàn),其他格式帶有色彩信息的文件也可以被接受了。 打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息,用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來,再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個(gè)實(shí)體。 打印機(jī)打出的截面的厚度(即 Z 方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來計(jì)算的。一般的厚度為100微米,即0.1 毫米,也有部分打印機(jī)如Objet Connex  系列還有3D Systems' ProJet  系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑能常為50到100個(gè)微米。  用傳統(tǒng)的快速建模的方法根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)天到幾周的時(shí)間,而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí),當(dāng)然也是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。


傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品,而三維打印技術(shù)則可以以更快,更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的 3D 打印機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。 目前高端 3D 打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠(在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙,像圖像上的鋸齒一樣),要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法:先用當(dāng)前的3D打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體,再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“ 高分辨率“物品 有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會(huì)用到支撐物,比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西(如可溶的東西)作為支撐物。

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