3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用

做工業(yè)設(shè)計(jì)的都知道,，在產(chǎn)品外觀及結(jié)構(gòu)模型做好之后，一般都會(huì)進(jìn)入產(chǎn)品打樣的環(huán)節(jié),，前者是為了看看產(chǎn)品的美觀度,，后者則是為了驗(yàn)證產(chǎn)品可行性,。在這之前一般的手法都是用CNC機(jī)床做手板；隨著科學(xué)技術(shù)及3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展,，現(xiàn)在越來(lái)越多的設(shè)計(jì)公司及企業(yè)開始用3D打印技術(shù)來(lái)做手板 ,。

3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù),。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型,，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶,、鞋類,、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑,、工程和施工（AEC）,、汽車，航空航天,、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè),、教育、地理信息系統(tǒng),、土木工程,、搶支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

（產(chǎn)品一層一層堆疊而成）

打印過(guò)程

1 三維設(shè)計(jì)
三維打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模,，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片,，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印,。
設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個(gè)STL文件使用三角面來(lái)近似模擬物體的表面,。三角面越小其生成的表面分辨率越高,。PLY是一種通過(guò)掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件,。

2 切片處理
打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息,，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái),，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體,。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。

打印機(jī)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）或者微米來(lái)計(jì)算的,。一般的厚度為100微米,，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如ObjetConnex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層,。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率,。打印出來(lái)的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米。 用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天,，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定,。而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的,。

傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品,，而三維打印技術(shù)則可以以更快,，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的三維打印機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)者或概念開發(fā)小組制造模型的需要,。

3 完成打印
三維打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙,，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過(guò)如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體,，再稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品,。
有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物,，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物,。

但是3D打印出來(lái)的產(chǎn)品表面都是很粗糙的，還達(dá)不到我們想要的效果,，它還需要后期的打磨及表面處理,。但是，它也有很多優(yōu)點(diǎn)

他們都在利用 3D打印技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新

蘭博基尼利用Stratasys的Fortus 3D打印系統(tǒng)20天內(nèi)就設(shè)計(jì)構(gòu)建并組裝出新款A(yù)ventador的1/6比例原型,，包括車身,、底盤和零件，總成本3000美元,，相比傳統(tǒng)的制造方式節(jié)省高達(dá)92%的開支

adidas利用Stratasys的Objet Connex500實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)和開發(fā)過(guò)程的早期階段執(zhí)行功能測(cè)試,，使原本需要由 12 名技術(shù)人員手工制成的運(yùn)動(dòng)鞋原型通過(guò)3D打印技術(shù)迅速并準(zhǔn)確的完成，從而獲得真正的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

所以3D打印技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都廣為使用

（在建筑領(lǐng)域的使用）

（在服裝領(lǐng)域的使用）

（在航空領(lǐng)域的使用）

（在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的使用）

來(lái)源： 兆物工業(yè)設(shè)計(jì)小站
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