3D建模動(dòng)畫(huà)及打印的應(yīng)用

陳泳伊 趙華 郭洋

摘要：真空壓力浸漆設(shè)備可用于電器線圈等絕緣浸漬處理，具有提高絕緣漆滲透能力，增加充填率，從而提高電器線圈的整體機(jī)械強(qiáng)度、絕緣強(qiáng)度及防潮、防霉等性能。隨著社會(huì)的發(fā)展，在工業(yè)展示與企業(yè)應(yīng)用中，可利用三維建模技術(shù)將真空浸漆設(shè)備系列化，與實(shí)際產(chǎn)品制造進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)3D打印技術(shù)展示模型，營(yíng)造出3D的效果圖，并結(jié)合5G技術(shù)中虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)，帶給用戶更加直觀便捷的視覺(jué)效果，體驗(yàn)身臨其境的三維世界。

關(guān)鍵詞：三維建模?浸漆設(shè)備3D打印技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR

0引言

真空壓力浸漆設(shè)備可用于電機(jī)、變壓器等絕緣浸漬處理，提高電器線圈的整體機(jī)械強(qiáng)度、絕緣強(qiáng)度及防潮、防霉等性能。浸漆設(shè)備設(shè)計(jì)需根據(jù)產(chǎn)品特性進(jìn)行非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)，可通過(guò)三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行外觀效果設(shè)計(jì)，以增加設(shè)備外形美觀性及整體布局合理性。真空浸漆設(shè)備由于系統(tǒng)繁多及體積龐大，在商業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品展示中，無(wú)法給予用戶直觀的第一視角感受。隨著3D打印技術(shù)及5G技術(shù)的高速發(fā)展，利用三維建模軟件，建立真空浸漆設(shè)備的三維模型，通過(guò)3D打印技術(shù)，打印出縮小版的實(shí)體模型，并結(jié)合三維建模動(dòng)畫(huà)呈現(xiàn)出3D效果圖，方便直觀地展示用戶整體方案，以便于達(dá)到更好的預(yù)期效果。同時(shí)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR技術(shù)），以及3D的效果圖，可以在第一視角看設(shè)備的整體布局方案，使企業(yè)在商業(yè)運(yùn)營(yíng)中更好地推廣及宣傳產(chǎn)品，使企業(yè)更能站穩(wěn)腳跟，給企業(yè)帶來(lái)了重大的經(jīng)濟(jì)意義。

1 3D建模軟件在浸漆設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)逐漸從二維轉(zhuǎn)變成三維，都會(huì)采用三維建模更直觀方便的進(jìn)行設(shè)計(jì)及制造。在技術(shù)上，三維是指X，Y，Z三個(gè)平面營(yíng)造出一個(gè)立體空間，將真空浸漆設(shè)備的產(chǎn)品模型按照一定次序依次放入總裝圖中，最后進(jìn)行設(shè)備管路的連接，直觀真實(shí)的展現(xiàn)設(shè)備的整體布局。采用Solidworks建模軟件進(jìn)行畫(huà)圖，建立模型的零件庫(kù)，并利用keyshot軟件進(jìn)行模型的渲染后期制作，更真實(shí)的體現(xiàn)出設(shè)備的材質(zhì)效果圖。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。

如今企業(yè)宣傳產(chǎn)品渠道在電子互聯(lián)網(wǎng)方面尤為注重，但是由于3D模型制作方面有極大的成本壓力，專(zhuān)業(yè)動(dòng)畫(huà)制作公司又不熟悉浸漆設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)，從而只能通過(guò)2維圖片或海報(bào)將產(chǎn)品外形功能傳遞給使用者，使用者并不能直觀感受設(shè)備整體的特征及性能的真實(shí)性。真空壓力浸漆設(shè)備有非標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)零部件繁多、體積龐大等特點(diǎn)，在工廠制造中調(diào)整以及設(shè)計(jì)時(shí)候無(wú)法給用戶直觀以及多視角的展示，3D建模將真空浸漆設(shè)備系統(tǒng)化，整體化，場(chǎng)景化，并建立三維立體空間以及設(shè)備整體布局，同時(shí)還可以帶來(lái)多視角的觀察以及三維動(dòng)畫(huà)，便于用戶更清晰的調(diào)整真空浸漆設(shè)備的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

2 3D打印技術(shù)的應(yīng)用

如今設(shè)計(jì)不僅僅局限于設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)即生產(chǎn)，設(shè)計(jì)不再是藍(lán)圖，而是將它轉(zhuǎn)化成初期的實(shí)物產(chǎn)品，方便展示初期的實(shí)物模型并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。有的企業(yè)需要將真空設(shè)備做成沙盤(pán)展示模型進(jìn)行宣傳，通過(guò)三維建模軟件的模型庫(kù)，利用3D打印技術(shù)將模型逐一打印，展現(xiàn)設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)及總體布局。

3D打印技術(shù)發(fā)展涉及領(lǐng)域廣泛，目前應(yīng)用于機(jī)械工程、材料科學(xué)、控制工程以及光學(xué)熱學(xué)等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)機(jī)械加工、模具成形等制造工藝相比，3D打印技術(shù)將三維實(shí)體加工變成了若干二維平面加工，大大降低了制造的復(fù)雜度。從理論上講，設(shè)計(jì)者只要通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出相應(yīng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)模型，就可以應(yīng)用 3D打印技術(shù)在無(wú)需刀具、模具及復(fù)雜工藝的條件下迅速地將設(shè)計(jì)變?yōu)閷?shí)物。

目前可用于直接制造金屬功能零件的快速成型方法主要有：包括選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)、直接金屬粉末激光燒結(jié)、選區(qū)激光熔化技術(shù)、激光近凈成形技術(shù)和電子束選區(qū)熔化技術(shù)等。本項(xiàng)目以熔融沉積快速成型為例，主要材料ABS和PLA。熔融擠出成型（FDM）工藝的材料一般是熱塑性材料，以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周?chē)牟牧险辰Y(jié)。每一個(gè)層片都是在上一層上堆積而成，上一層對(duì)當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。

3虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)發(fā)展

隨著5G時(shí)代的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也成為我們產(chǎn)品交互方式之一，無(wú)論是在醫(yī)療、產(chǎn)品、裝飾裝修、娛樂(lè)等方面都有所涉及。在三維模型動(dòng)畫(huà)的基礎(chǔ)之上，加入第一視角的空間VR視覺(jué)效果，添加VR環(huán)境的交互，在真空浸漆設(shè)備設(shè)計(jì)中，可更直觀地掌握其浸漆工藝原理，設(shè)備模型創(chuàng)建以及市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理，減少成本的同時(shí)也給予一定的趣味性。

4結(jié)論

本項(xiàng)目基于3D建模動(dòng)畫(huà)技術(shù)，依據(jù)浸漆工藝原理，創(chuàng)建浸漆設(shè)備模型，制作設(shè)備動(dòng)畫(huà)演示。將3D建模動(dòng)畫(huà)技術(shù)與實(shí)際產(chǎn)品制造進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)3D打印技術(shù)展示模型，營(yíng)造出3D的效果圖，添加VR環(huán)境的交互在真空浸漆設(shè)備設(shè)計(jì)中，熟練掌握浸漆工藝及建模操作。通過(guò)對(duì)設(shè)備模型靈活性的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)品多功能化與人性化的技術(shù)研發(fā)。通過(guò)完善設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用動(dòng)畫(huà)制作展現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)態(tài)仿真。利用3D建模動(dòng)畫(huà)技術(shù)可以加快設(shè)計(jì)過(guò)程，減少設(shè)計(jì)成本時(shí)間的同時(shí)，有利于產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)，使企業(yè)在商業(yè)運(yùn)營(yíng)中更好地推廣及宣傳產(chǎn)品。

5參考文獻(xiàn)：

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作者介紹：

姓名：陳泳伊，2000.09.27性別：女，漢族，籍貫：遼寧省綏中市，學(xué)生，學(xué)歷：本科專(zhuān)業(yè)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)

姓名：趙華，1983.07.18，性別：女，漢族，籍貫：遼寧錦州市，講師，學(xué)歷：碩士，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)

姓名：郭洋，1980.07.15，性別：女，漢族，籍貫：遼陽(yáng)市，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論

通訊作者姓名：趙華，沈陽(yáng)航空航天大學(xué)

項(xiàng)目來(lái)源：遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（X202010143113）