3D打印在設計建模數(shù)據(jù)過程中使用軟件解析

近年來3D打印技術，逐漸走入日常生活,。尤其在工業(yè)設計、模具開發(fā)領域,，3D打印技術表現(xiàn)突出,。在醫(yī)療行業(yè)、建筑業(yè),、制造業(yè)及食品業(yè)等前景廣泛,。未來3D打印技術的應用將會更加廣泛。那么在3D打印技術的整個過程里面,，其實起主導作用的就是建模,。要想打印東西，你必須進行3D建模以后才能用3D打印機對建模的數(shù)據(jù)進行打印成型,。

一.簡介
從3D打印技術原理來看,，與其說3D打印是一種打印技術，不如說是從3D虛擬到3D構造的過程,。最關鍵的步驟,，是需要在電腦中建立起3D模型。隨后打印的過程,，就是一個構造的過程,。

任何3D設計軟件都可以用來設計3D模型，但只有用適合3D打印技術特點的軟件建模,，即能輸出或者轉換成STL格式的軟件,，方能取得最佳效果。本文介紹幾個適合3D打印技術的軟件,，及如果導出的STL文件有錯誤的話如何修復,，及3D建模中應注意的典型問題。

二,、3D建模
建模一直是普通人實現(xiàn)設計想法的最大門檻,，隨著信息化社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經沒有那么難了.可以繪制3D圖形的軟件有很多，關鍵是要看它是否能夠生成STL格式的文件,。
3D軟件分為兩種類型,，一種屬于藝術創(chuàng)作設計用，另一種屬于工業(yè)設計用,。

1,、藝術設計類3D軟件
它可以通過調整點、線,、面等進行細微的勾勒,，更加貼合的完成設計。即藝術類設計的3D軟件適合設計復雜的工藝結構圖形,，能完美的展現(xiàn)出物體,，且非常圓潤的進行過渡。藝術類設計3D軟件主要包括：MAYA,、3DMAX,、Modo、Zbrush等,。
（1）MAYAMAYA
功能超級強大,，目前電影、動畫制作都更多的使用這款軟件,。越是曲面構造越需要MAYA的存在,。

（2）3DMAX
3DMAX有著大量的插件，最適合制作3D建筑動畫這類的作品,，被廣泛地應用于電視行業(yè)以及娛樂行業(yè)中,。

（3）ModoModo
是一款具備許多高級技術的綜合性3D軟件。有許多3D建模工具,，如物體繪畫工具,、實體手繪、多邊形減面工具,、參考層,、手繪凸起體、環(huán)切割,、超多邊形細分曲面,、橋接工具等�,？梢赃\行在蘋果的MacOSX與微軟的Mi-crosoftWindows操作平臺,。

（4）ZbrushZbrush
是一款建模類軟件，在建模,，貼圖繪制上面獨具一格,。Zbrush的優(yōu)勢是筆刷雕刻建模,。通常對人物角色的細微的雕琢使用Zbrush更強。


2,、工程設計類3D軟件
眾所周知的有：Sketchup,、SolidWorks、PROE,、UG,，通過參數(shù)化來對物體進行解析建模。通過參數(shù)的設計,，直接生成3D模型。比如：螺絲的帽兒圓弧部分的直徑是多少,、弧度的曲率是多少,，螺絲桿兒長寬多少，圍繞在螺絲桿兒上的螺紋間距多少,、深度多少等等,，基本就構成了整個螺絲所有的屬性。

（1）Blender
Blender一款開源免費3D繪圖軟件,，功能強大,，跨平臺支持所有的主要操作系統(tǒng)。
●提供了全面的3D創(chuàng)作工具,。包括建模（modeling）,、uv映射（uv-mapping）、貼圖（texturing）,、索鏈關連（rigging）,、蒙皮（skinning）、動畫（animation）,、粒子（particle）和其它系統(tǒng)的模擬,、腳本控制（scripting）、渲染（rendering）,、合成（composit-ing）,、后期處理（post-production）和游戲制作；
●跨平臺支持,�,？梢怨ぷ髟谒�有主流的Windows（XP、Vista,、7）,、Linux、OSX,、FreeBSD,、Sun和眾多其它操作系統(tǒng)上；
●高質量的3D架構帶來了快速高效的創(chuàng)作流程；

（2）Sketchup
SketchUp是谷歌Google的一個免費交互式的3D模型程序,，不僅適合高級用戶,，也適合初學者。比起CAD程序更為直觀簡便,，初學者選擇Sketchup即可,。

（3）SolidWorks
功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新是Solidworks的三大特點,。
●SolidWorks提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標拖動控制,。減少了多余的對話框，避免了界面的零亂,�,！馭olidWorks管理員屬性用來高效地管理整個設計過程和步驟。管理員屬性包含所有的設計數(shù)據(jù)和參數(shù),，而且操作方便,、界面直觀。

●SolidWorks的資源管理器可以方便地管理CAD文件,�,！裉卣髂０鍨闃藴始�和標準特征，提供了良好的環(huán)境,。
●SolidWorks提供的AutoCAD模擬器,，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習慣，順利地從二維設計轉向三維實體設計,。

（4）UG與PROEUG
UG與PROEUG是面向制造行業(yè)的CAD/CAE/CAM高端軟件,。用來從事工業(yè)設計、詳細的機械設計以及工程制造等領域,。PROE相比UG略弱一些,，PROE能做到的，UG肯定能做到,，精確曲面用UG是很好的,。

三、3D打印檢查軟件
1,、MeshLab
MeshLab是3D發(fā)展和數(shù)據(jù)處理領域非常著名的軟件,，一個網格處理系統(tǒng)。致力于輔助清理,、適配,、編輯和顯示非結構化的3D三角形網格。尤其適合于處理3D掃描得到的網格,。它可以幫助用戶處理在3D掃描捕捉時產生的典型無特定結構的模型,，還為用戶提供了一系列工具編輯,，清洗，篩選和渲染大型結構的三維三角網格（典型三維掃描網格）,，該系統(tǒng)依靠了網格處理任務GPL的心向量圖庫,。

2、MiniMagics
MiniMagics是STL文件檢查軟件,，可以導入,、保存和壓縮STL文件�,？梢圆榭戳慵�和檢測壞的邊緣,，翻轉三角形。

3,、Netfabb
Netfabb是一款專為增材制造,、快速成型和3D打印量身定制的應用程序。Netfabb具有觀察,、編輯,、修復,、分析3DSTL文件和切片文件的功能,。

四、3D建模過程注意的問題
1,、采用科學的3D建模方法
3D建模其實就是運用三維軟件制作物體的模型,，最終在計算機中模擬出真實的三維物體或場景，由于計算機性能的制約,，建造出的模型越復雜面數(shù)越多,，在繪制時要達到實時效果就越困難，若實時性太差,，就會使觀察者無法接受,。在建模的過程中除選擇建模軟件外，還要考慮計算機性能和生成物體視覺感,。

2,、建模過程中的主要活動
（1）確定數(shù)據(jù)及其相關過程；
（2）安全檢查和備份,；
（3）選擇數(shù)據(jù)存儲技術,。這些主要的環(huán)節(jié)不要遺漏。

五,、結論
越是有生命的,、越是復雜流線型的物體，要用設計類的3D軟件來進行建模,。初學者選擇3DMAX和MAYA,。設計拼裝物體或精確制作物體,，要選用工程類3D軟件。

來源：網絡