3D打印过程

最新资讯 / 2023-03-21 17:18:35 3d打印服务 3d打印服务企业 工业级3d打印服务

3D打印的设计过程：首先通过计算机建模软件进行建模，然后将构建好的3D模型逐层“分割”成部分（即切片），从而引导打印机逐层打印。


设计和构建3D打印模型有几种不同的方法：直接使用3D建模软件设计模型，使用相应的工具将2D图像转换为3D模型，以及使用3D扫描仪收集数据并设计和构建打印模型。



1、使用三维建模软件建立模型。


目前，市场上有很多3D建模软件，既有SketchUp、Blender等开源3D建模产品，也有CAD、3ds Max、Pro/E、Maya等商业软件。他们专注于不同的领域，比如CAD主要应用于工业设计，而Maya主要应用于动画和影视。


当使用3ds Max制作3D打印模型时，必须首先考虑两件事，一是模型的密闭效果（没有开放的边缘），二是面片的方向必须一致。封闭模型不需要开放边，并且必须集成3D模型。如果把模型看作是现实世界中的一个容器，里面装满了水，那么在泄漏区域一定没有封闭的地方，在建模时必须首先处理这种不封闭的开放边缘。其次，需要检查3D打印过程中模型面片的分布是否合理。大跨度的面片会影响模型打印的准确性，需要单独处理。


2、基于图像构建三维模型。


基于建模软件的三维建模方法主要针对创新事物的建模工作，要求操作人员具有丰富的专业知识，熟练使用建模软件。


除了使用三维建模软件进行建模工作外，还可以使用二维图像进行三维模型的构建。这种建模方法需要提供一组物体从不同角度连续拍摄的照片，并利用计算机辅助工具自动生成物体的三维模型。该方法主要针对现有物体的三维建模工作，操作相对简单，自动化程度高，成本低，真实感强。Autodesk 123D是一款基于图像的三维建模软件。


3、使用3D扫描仪构建3D模型。


3D扫描仪（3D Scanner）是一种科学仪器，用于检测和分析现实世界中物体或环境的形状（几何结构）和外观数据（如颜色、表面反照率等）。收集的数据通常用于执行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。


目前，3D扫描仪大致分为接触式3D扫描仪和非接触式3D扫描仪。其中，接触式扫描仪的代表是三维坐标测量机。虽然精度达到微米级（0.5mm），但由于体积大、成本高、无法测量软物体等缺点，限制了其应用领域。非接触式3D扫描仪进一步分为摄影式3D扫描仪和激光扫描仪。照片型3D扫描仪也有白光扫描仪或蓝光扫描仪等，激光扫描仪不同于激光、线激光和面激光。



三维扫描仪主要有以下两个功能：


1、在物体的几何表面上创建一个点云（Point Cloud）。这些点可用于插值对象的表面形状。点云的密度越高，模型的创建就越精确（这个过程称为三维重建）。如果扫描仪可以获得表面颜色，则可以将材质贴图进一步粘贴到重建表面上，这就是所谓的材质映射（Texture Mapping）。


2、三维扫描仪可以模拟成摄像机。它们的视线呈圆锥形，对信息的收集被限制在一定的范围内。两者的区别在于，相机捕捉到的是颜色信息，而3D扫描仪测量的是距离。三维扫描仪扫描物体的三维数据，并将其传输到系统中，自动生成三维数据模型。如果不需要修改，可以在切片处理并生成打印机可以识别的格式后进行3D打印。


基于三维扫描仪构建三维模型的方法，主要是利用三维扫描仪等设备构建所需的模型。通过对物体的三维扫描，获得物体表面各采样点的三维空间坐标和颜色信息，最后生成三维模型。该模型具有模型精度高的特点，普遍适用于文物修复和工业生产。缺点是大多数物体表面的纹理特征仍然需要大量的人工来完成，而且设备操作比较复杂，价格也比较昂贵。

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