3D打印模型制作产品模型制作程序需要注意什么?

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3D建模是运用三维软件制作物体的模型,最终在计算机中模拟出真实的三维物体或场景。实现3D打印技术的关键步骤,无论是在文化创意、动漫电影、医疗行业、建筑行业、工业制造业以及食品业等等,要想打印东西,你必须进行3D建模以后才能用3D打印机对建模数据进行打印成型。 任何3D设计软件都可以用来设计3D模型,只要有用合适3D打印技术特点的软件建模,即能输出或者转换成STL格式的软件,方能取得最佳效果。
3D建模软件功能与应用:
3D建模软件分为主要两种类型:
一种是属于艺术创作设计用的,比如装饰艺术品、电影特效手板、动漫手办、公仔人物、文化创意类;
另一种属工业产品设计类。
当然还有一款具有特殊价值的3D建模软件是Rhion,不但用于CAD,CAM等工业设计、机械设计 ,更可以为卡通设计、电影特效、三维动画制作打造优良3D模型。
1、艺术设计类3D建模软件 它可以通过调整点、线、面等进行细微的勾勒,更加贴合完成设计,也就是设计复杂的工艺结构图形。能完美的展现出物体,且非常圆润的进行过渡。
艺术类设计软件主要包括:MAYA电影动画制作,3Dmax建筑动画类、电视、娱乐行业,Modo是一款具备许多高级技术3D建模的综合性3D软件, Zbush的优势和特色是笔刷雕刻建模、对人物角色的细微雕琢功能强大。
2、工业产品设计类3D建模软件 众所周知的有:Sketchup、Solidworks、PROE、UG,通过参数化来对物体进行解析建模,通过参数的设计,直接生成3D模型。
(1)Blender 一款开源免费3D绘图软件,功能强大,跨平台支持所有的主要操作系统。提供了全面的3D创作工具;跨平台支持;高质量的3D架构带来了快速高效的创作流程;
(2)Sketchup是谷歌Google的一个免费交互式的3D模型程序,不仅适合高级用户,也适合初学者。比起CAD程序更 为直观简便,初学者选择Sketchup即可。
(3)SolidWorks功能强大、易学易用和技术创新是 Solidworks 的三大特点。
SolidWorks 提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制,减少了多余的对话框,避免了界面的零乱; SolidWorks 管理员属性用来高效地管理整个设计过程和步骤,管理员属性包含所有的设计数据和参数,而且操作方便、界面直观; SolidWorks 的资源管理器可以方便地管理CAD文件, 特征模板为标准件和标准特征,提供了良好的环境; SolidWorks 提供的AutoCAD模拟器,使得AutoCAD用户可以保持原有的作图习惯,顺利地从二维设计转向三维 实体设计。
(4)UG 与 PROE
UG 是面向制造行业的 CAD/CAE/CAM 高端软件。用来从事工业设计、详细的机械设计以及工程制造等领域。 PROE相比UG略弱一些,PROE能做到的,UG肯定能做到,精确曲面用UG是很好的。
3D建模方法与注意问题:由于计算机性
能的制约,建造出的模型越复杂面数越多,在绘制时要达到实时效果就越困难,若实时性太差,就会使观察者无法接受。在建模的过程中除选择建模软件外,还要考虑计算机性能和生成物体视觉感。主要要注意的问题是:(1)确定数据及其相关过程;
(2)安全检查和备份;
(3)选择数据存储技术。
总之,越是有生命的、越是复杂流线型的物体,要用设计类的3D 软件来进行建模。初学者选择 3DMAX 和 MAYA
。设计拼装物体或精确制作物体,要选用工程类 3D 软件。
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有一种误解,认为3D打印无法像传统制造技术那样制造出具有光滑抛光表面的零部件。但其实有多种后处理技术可以解决这样的顾虑,他们被广泛使用。举例来说,Stratasys公司下属的RedEye,是世界上最大的3D打印服务供应商之一,就拥有多种技术手段对基于熔融沉积成型(FDM)和PolyJet技术的3D打印设备制造的零部件进行后处理服务。更多3D打印模型下载3D打印资讯可以点击查询?0704hyy
RedEye提供了多种后处理技术,但公司通常使用的是砂纸打磨(Sanding)、珠光处理(Bead Blasting)和蒸汽平滑(Vapor Smoothing)这三种技术。(注:本文介绍的都是工业上使用的方法,个人爱好者可以作为了解借鉴。)
砂纸打磨(Sanding)
虽然FDM技术设备能够制造出高品质的零件,但不得不说,零件上逐层堆积的纹路是肉眼可见的,这往往会影响用户的判断,尤其是当外观是零件的一个重要因素时。所以这时就需要用砂纸打磨进行后处理。
砂纸打磨可以用手工打磨或者使用砂带磨光机这样的专业设备。砂纸打磨是一种廉价且行之有效的方法,一直是3D打印零部件后期抛光最常用、使用范围最广的技术。
砂纸打磨在处理比较微小的零部件时会有问题,因为它是靠人手或机械的往复运动。不过砂纸打磨处理起来还是比较快的。一般用FDM技术打印出来的对象往往有一圈圈的纹路,用砂纸打磨消除电视机遥控器大小的纹路只需15分钟。
如果零件有精度和耐用性的最低要求的话,一定要记住不要过度打磨,要提前计算好要打磨去多少的材料,否则过度打磨会使得零部件变形报废。进行基准测试也有助于确定要使用的打磨工艺——手工打磨或电动打磨——以及使用哪些工具。
珠光处理(Bead Blasting)
第二个最常用的后处理工艺就是珠光处理(Bead Blasting)。操作人员手持喷嘴朝着抛光对象高速喷射介质小珠从而达到抛光的效果。珠光处理一般比较快,约5?10分钟即可处理完成,处理过后产品表面光滑,有均匀的亚光效果。
珠光处理比较灵活,可用于大多数FDM材料。它可用于产品开发到制造的各个阶段,从原型设计到生产都能用。珠光处理喷射的介质通常是很小的塑料颗粒,一般是经过精细研磨的热塑性颗粒。据了解,RedEye最常采用这些热塑性的塑料珠,因为它们比较耐用,并且能够提供一个从轻微到严重的磨损范围进行喷涂。小苏打也工作得很好,因为它不是太硬,虽然它可能比塑料珠不易清洁。
因为珠光处理一般是在一个密闭的腔室里进行的,所以它能处理的对象是有尺寸限制的,在RedEye这里,其能够的处理的最大零部件的大小为24×32×32英寸,而且整个过程需要用手拿着喷嘴,一次只能处理一个,并因此不能用于规模应用。
珠光处理还可以为对象零部件后续进行上漆、涂层和镀层做准备,这些涂层通常用于强度更高的高性能材料。
蒸汽平滑(Vapor Smoothing)
排在第三是蒸汽平滑(Vapor Smoothing)处理方法。3D打印零部件被浸渍在蒸汽罐里,其底部有已经达到沸点的液体。蒸气上升可以融化零件表面约2微米左右的一层,几秒钟内就能把它变得光滑闪亮。
蒸汽平滑技术被广泛应用于消费电子、原型和医疗应用。该方法不显著影响零件的精度。
不幸的是,与珠光处理相似,蒸汽平滑也有尺寸限制,最大处理零件尺寸为3×2×3英尺。另外蒸汽平滑对ABS和ABS-M30材料进行处理,这是常见的耐用的热塑性塑料。
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设计首先,需要设计三维CAD 模型设计人员根据产品的要求,利用计算机辅助设计软件设计出三维CAD 模型。常用的设计软件有: Pro/Engineering , Solidworks , MDT , AutoCAD ,U G等。然后,对三维CAD 模型的近似处理产品上有许多不规则的曲面,在加工前必须对模型的这些曲面进行近似处理。目前最普遍的方法是采用美国3D System 公司开发的STL(Sterolithgraphy) 文件格式。用一系列相连的小三角平面来逼近曲面,得到STL 格式的三维近似模型文件。许多常用的CAD 设计软件都具有这项功能,Pro/Engineering, Solidworks , MDT , Auto2CAD ,U G等。再次,对STL 文件进行分层处理由于快速成型是将模型按照一层层截面加工,累加而成的。所以必须将STL 格式的三维CAD模型转化为快速成型制造系统可接受的层片模型。片层的厚度范围通常在01025~01762mm 之间。各种快速成型系统都带有分层处理软件,能自动获取模型的截面信息。造型产品的造型包括两个方面:支撑制作和实体制作。1、支撑制作由于FDM 的工艺特点,系统必须对产品三维CAD 模型做支撑处理,否则,在分层制造过程中,当上层截面大于下层截面时,上层截面的多出部分将会出现悬浮(或悬空) ,从而使截面部分发生塌陷或变形,影响零件原型的成型精度,甚至使产品原型不能成型。支撑还有一个重要的目的:建立基础层。在工作平台和原型的底层之间建立缓冲层,使原型制作完成后便于剥离工作平台。此外,基础支撑还可以给制造过程提供一个基准面。所以FDM 造型的关键一步是制作支撑。2、实体制作在支撑的基础上进行实体的造型,自下而上层层叠加形成三维实体,这样可以保证实体造型的精度和品质。后处理快速成型的后处理主要是对原型进行表面处理。去除实体的支撑部分,对部分实体表面进行处理,使原型精度、表面粗糙度等达到要求。但是,原型的部分复杂和细微结构的支撑很难去除,在处理过程中会出现损坏原型表面的情况,从而影响原型的表面品质。
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