SolidWorks产品造型及3D打印实现
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1.4 3D打印步骤

首先要有三维模型数据,如动物模型、人物或者微缩建筑等,然后通过SD卡或者U盘将其复制到3D打印机中,进行打印设置后,打印机就可以把它们打印出来。3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样,都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的,打印原理是一样的。3D打印机主要是打印前在计算机上设计了一个完整的三维立体模型,然后再进行打印输出。

三维模型数据的获得方式简单来讲有3种:

 通过三维软件建模获得。

 通过扫描仪扫描实物获得其模型数据。

 通过拍照的方式拍取实物多角度照片,然后通过相关软件将照片数据转化成模型数据。

3D打印与激光成型技术一样,采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步,首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,胶水液滴本身很小,且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下,实体模型将会被“打印”成型,打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末还可循环利用。

1. 三维设计

三维打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,即切片,从而指导打印机逐层打印。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小,其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

2. 打印过程

打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。打印机打出的截面的厚度(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)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米,即0.1毫米,也有部分打印机,如Objet Connex系列还有三维Systems’ ProJet系列,可以打印出16微米厚度的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50~100微米。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天,时长根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时,当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度决定的。传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品,而三维打印技术则可以以更快、更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的三维打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。

3. 制作完成

三维打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够(在制作弯曲的表面时可能会比较粗糙,像图像上的锯齿一样),要获得更高分辨率的物品可以采用如下方法:先用当前的三维打印机打出稍大一点的物体,再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。有些技术可以同时使用多种材料进行打印。有些技术在打印的过程中还会用到支撑物,如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用到一些易于除去的材料(如可溶的材料)作为支撑物。