3D打印技術在三維模型設計中的應用研究

蘇也惠 邢妍

摘 要：目前來看，3D打印技術在三維模型設計中已經(jīng)有很廣泛的應用了。三維模型不同于一般的模型設計，一般利用物體的多邊形表示，其設計方法主要是通常用計算機或者其他視頻設備進行顯示。顯示的物體可以是現(xiàn)實世界的實體，也可以是虛構的物體。而且，其主要模擬的物體可以是自然界物理中存在的任何物體。簡單來說，3D打印技術就是將這些空間中存在的物體立體設計在紙上，使其呈現(xiàn)一種空間上的存在形式。

關鍵詞：3D打印；三維立體模型；應用前景；技術分析

根據(jù)近年來的應用結果看來，三維模型的設計領域已經(jīng)逐漸拓展得越來越寬闊，三維模型主張將模型內容立體化。簡單來說，在園林設計、土木工程建造圖紙等都需要三維模型的應用。3D打印技術能夠立體直觀地將三維模型表示出來，對工程施工或者園林項目指導都有廣泛的應用。舉例來說，在園林圖紙設計中，將園林綠化布置在電腦中清晰地表現(xiàn)出來，為了能夠更好地施工利用比例尺，所以需要一份施工圖紙。這時3D打印技術的重要性就可輕易得知，它提高了施工效率，增加了施工工程的完整性。

1 3D打印技術的具體技術分析

3D打印技術不同于一般的打印技術，但是仍然擁有一般的打印技術所具有的技術要領。簡單來說，3D打印是快速成型技術的一種打印技術，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。整體來說，它能夠建造空間物體，對于打印技術領域上來說，該技術是一種質的飛躍。另外，該技術的實現(xiàn)主要是靠數(shù)字技術打印機，這種打印機和一般的打印機也是不同的，不是單單利用紙張和墨水，3D打印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料，這種打印機能夠利用電腦中的設計圖紙，將原材料逐步通過技術累積，最后成型出一個3D建筑實物，該打印技術仍然存在和普通打印機相似的原理，不過是在空間上進行分層加工處理，3D打印技術需要在打印機中添加必要的打印原材料加工3D實物，一般來說原材料有以下幾種：尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。另外，3D打印技術更是在很多的領域都有其相關的應用，比如說珠寶、鞋的制造、園林、房屋建筑等的設計，甚至是汽車、航空航天的建造應用，應該說3D打印技術在很多的領域都有技術應用，對人類生活有很大的幫助。

2 3D打印技術對于三維模型表現(xiàn)的優(yōu)勢

2.1 增加三維模型的立體性

對于三維模型來說，其主要是在電腦上形成的空間立體結構，但是不利于分析模型的特定規(guī)則，所以需要建造一個空間實物用來分析模型，三維模型即可以利用3D打印技術實現(xiàn)空間的模型立體性，該打印技術能夠利用空間打印技術進行圖層的堆疊，使其完成一個分層次的打印技術，利用實際材料進行立體模型的建造，得到的模型能夠進行研究。舉例來說，園林專業(yè)的三維模型，可以利用3D打印技術進行設計打印出一個3D模型，能夠利用比例尺等因素進行實地考察，減少了實際設計中的很多問題，一般建造的缺點就可以在3D模型中有所反映，所以真實性、立體性是3D打印技術設計3D打印模型的一個重要性優(yōu)勢。

2.2 確定立體模型的精度和穩(wěn)定性

立體模型的立體性固然重要，但是要想將該設計的模型更好的應用，穩(wěn)定性、精度都是需要重點關注的問題。一般來說，只要是理論電腦上可以設計的造型，3D打印機都可以打印出來，消費者只需要簡單下載設計圖，就可以在數(shù)小時之內隨心所欲的打印自己想要的任何東西，這種技術是改變了通過對原材料進行切削，組裝進行生產(chǎn)的加工模式可以說是一種精確實體復制。3D打印技術不僅僅能夠復制普通的立體模型，而且還能夠進行音頻、視頻的復制，完全按照電腦中的設計模型，在打印機中進行立體復制分層次的使用打印機中的原材料實現(xiàn)整體的復制，然后在進行統(tǒng)一組裝。只要打印機中的原材料夠多，就可以保證3D打印機完整的復制一個3D打印成品，而且這種打印技術采用打印原材料累積的方式，穩(wěn)定性比一般的打印技術好而且精度非常好，可以說是對設計圖的復制。

2.3 方便生成形成的不同模型，實現(xiàn)材料的無限組合

對于現(xiàn)在很多領域的商品生產(chǎn)而言，將不同的材料混合在一起生產(chǎn)產(chǎn)品是一件很困難的事，因為涉及的工具材料模具不能夠輕易地混合原材料，3D打印技術可以說是一種技術的發(fā)展，能夠在打印機中實現(xiàn)各種不同的材料的融合，傳統(tǒng)設計無法制造的產(chǎn)品，因為受到很多的限制，其中有制造形狀的能力方面，制造模具的機器也只能單一的設計一種形狀，而3D打印技術突破了以上的局限，不僅僅能夠設計普通的設計模型，而且可以甚至是自然界的模型該打印技術也可以實現(xiàn)。可以說，在一定的層次上增加了產(chǎn)品的多樣性。無論設計模型有多少種樣式，都能夠利用3D打印技術進行模型設計，設計符合消費者需求的三維模型打印模型，更好地找到問題實現(xiàn)更好的設計。

2.4 降低組裝成本，提高產(chǎn)品利潤率

一般的模型設計需要比較復雜的模型組裝，這其中不僅僅需要過硬的技術支持。同樣也需要比較繁雜的組裝步驟，因為每一個步驟都需要不同的材料堆疊，所以傳統(tǒng)的模型設計就相當于每一個步驟都要注意，所以每一個步驟的每一個細節(jié)都要進行人工加工，而3D打印技術可以說屬于人工智能，減少了不必要的問題發(fā)生，只需要將不同的設計原材料投放入打印機中進行自動的加工，不浪費材料的同時還能夠增加設計的準確性，減少了組裝成本，增加了利潤率。因為這項打印技術在很多的設計領域都有應用，所以在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中，增加利潤率、減少成本輸出的3D打印技術能夠被大家關注、重視，進而有了廣泛的應用。換個思路，如果在產(chǎn)品介紹時不采用傳統(tǒng)的PPT介紹，而是將3D打印產(chǎn)品展現(xiàn)在消費者面前，更能吸引更多的消費者注意到產(chǎn)品的任何細節(jié)。

3 3D打印技術在三維模型上的應用前景

目前看來，3D打印技術在如今已經(jīng)有了非常廣泛的應用，首先是航空航天，在這個領域，該技術已經(jīng)成功“打印”出了航空發(fā)動機的重要零部件，這一技術將使該零件成本縮減30%、制造周期縮短40%。并且在此領域上這項技術還能夠應用在航天科技制造領域上，取得了不錯的成果。之后在醫(yī)療上可以利用這項打印技術進行器官的立體制作，如果和人體匹配，還能夠起到醫(yī)治疾病的作用。其次，在建筑設計上，建筑師發(fā)現(xiàn)了這一項技術的相關優(yōu)點，成功利用3D打印機打印的建筑模型，節(jié)省成本的同時，還增加建筑的整體安全性、穩(wěn)定性、環(huán)保性。

4 結語

3D打印技術應用在三維模型中有了很明顯的作用效果，所以3D打印技術的應用很廣泛，可以相信隨著3D打印技術的不斷成熟和完善，它將會在越來越多的領域得到推廣和應用。并且3D打印技術的優(yōu)點很多能夠優(yōu)化很多模型設計的細節(jié)，并且增加模型設計的精確性、穩(wěn)定性，減少成本，增加利潤率，在產(chǎn)品輸出中，這些優(yōu)點都是在市場上非常具有關注性的。

參考文獻：

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