哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院首屆3D打印創(chuàng)意大賽初賽晉級(jí)作品賞析

來源：哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院

為激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的三維造型能力,、創(chuàng)造性思維能力及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院在建院30周年之際,，舉辦首屆3D打印創(chuàng)意大賽。初賽評(píng)審依據(jù)作品模型,、效果圖,、設(shè)計(jì)理念，從作品完整度,、創(chuàng)新性,、美觀性、打印可行性四個(gè)維度遴選出10組參賽作品進(jìn)入實(shí)物打印環(huán)節(jié),。讓我們一起來欣賞吧,！

作品1：哈工大校徽可拼裝立體模型

設(shè)計(jì)理念：
哈工大�,；彰烙^大氣,，深受師生們喜愛。為全方位地展現(xiàn)�,；罩���,，我們隊(duì)伍將校徽立體化,，設(shè)計(jì)了這個(gè)哈工大�,；湛善囱b立體模型。

模型的三個(gè)主要部件,，囊括了哈工大�,；盏闹饕獦�(gòu)成，包括主樓,、齒輪與展開的書,。同時(shí)，我們微調(diào)了部分文字的內(nèi)容與位置,，例如書上改成了“規(guī)格嚴(yán)格,，功夫到家”的校訓(xùn)。另有三個(gè)附加零件：哈工大星,、長征五號(hào)運(yùn)載火箭,、衛(wèi)星，展現(xiàn)了哈工大在航天領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn),，突出了哈工大的學(xué)校特色與深厚底蘊(yùn),。

各部件組合為最終體，錯(cuò)落有致,，富有張力,，既保留�,；盏拇髿馀c剛勁，又增添精巧與充實(shí)感,。

整個(gè)模型分為六個(gè)部件，似繁實(shí)簡,。各部件分別打印,，方便各自調(diào)整角度，省去了打印過程中許多難以處理的支撐,，提高了打印的可行性,，為后續(xù)工作提供了方便。

消耗材料質(zhì)量：295g
打印所需時(shí)長：24h 40min


作品2：真理

設(shè)計(jì)理念：

尊嚴(yán)只在劍鋒之上,，真理只在大炮射程之內(nèi),。

——艾躍進(jìn)教授

東風(fēng)-21彈道導(dǎo)彈是中國人民解放軍火箭軍裝備的一型陸基機(jī)動(dòng)式中程彈道導(dǎo)彈，是中國第二代中程地對(duì)地戰(zhàn)略導(dǎo)彈,，也是中國第一代固體燃料彈道導(dǎo)彈,。其衍生型號(hào)東風(fēng)-21D于2010年后進(jìn)入量產(chǎn)，主要攻擊海上艦艇目標(biāo),，其末端突防速度可達(dá)10馬赫,，被譽(yù)為“航母殺手”，是我國近海拒止能力的重要力量,，是“二炮”部隊(duì)的先進(jìn)“大炮”,，其將作為真理保護(hù)祖國邊疆。

消耗材料質(zhì)量：398g
打印所需時(shí)長：35h 20min

作品3：長征五號(hào)B

設(shè)計(jì)理念：

我們小組設(shè)計(jì)的是長征五號(hào)B型火箭,。本模型在參考真實(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,，進(jìn)行了適當(dāng)?shù)乃囆g(shù)設(shè)計(jì)，以高度的中心對(duì)稱和優(yōu)美的頭錐曲線,，配合刻有哈工大英文名的圓形底座,，試圖營造出干練、優(yōu)雅的技術(shù)美感,，同時(shí)在可打開的整流罩內(nèi)部還配有一顆衛(wèi)星,，豐富了本模型的結(jié)構(gòu)層次和視覺效果，表達(dá)我們對(duì)中國航天事業(yè)的熱愛和信心,。為了充分減少支撐結(jié)構(gòu),，我們決定采用零件打印再總體組裝的思路，同時(shí)結(jié)合樹脂材料的特點(diǎn),，對(duì)裝配體連接機(jī)構(gòu)的形狀設(shè)計(jì)進(jìn)行了反復(fù)修正,。另外，由于箭體尺寸較大,，我們?cè)O(shè)計(jì)了殼層結(jié)構(gòu),，以零件的形式逐個(gè)打印也很好地滿足了中空減重的設(shè)計(jì),，設(shè)計(jì)過程中更加體現(xiàn)了火箭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

消耗材料質(zhì)量：284g
打印所需時(shí)長：79h 38min

作品4：大概是個(gè)空間站

設(shè)計(jì)理念：

顧名思義,，作品為一個(gè)設(shè)計(jì)簡易的空間站,，主要包括推進(jìn)器、環(huán)形艙體,、太陽能板,、天線幾個(gè)主要部分，其中環(huán)形艙體部分在設(shè)計(jì)中可以旋轉(zhuǎn),。為方便打印,，作品采用了模塊化設(shè)計(jì)，可在打印后拼裝形成一個(gè)整體,，同時(shí)為了方便擺放,，作品還設(shè)計(jì)了配套的支架。該作品體現(xiàn)了哈工大的航天特色,，設(shè)計(jì)意圖是激發(fā)更多人對(duì)航天事業(yè)的熱情,，促進(jìn)我國航天事業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。作品在艙體頂部刻有“HIT”字樣,，以彰顯哈工大特色,。該作品靈感來源于影視作品《流浪地球》的“領(lǐng)航員國際空間站”。

消耗材料質(zhì)量：145g
打印所需時(shí)長：19h 11min

作品5：永不停歇

設(shè)計(jì)理念：

2023年是材料學(xué)院成立30周年,，自1993年建院以來,，為航天、航空,、新材料等領(lǐng)域培養(yǎng)了大量人才,。結(jié)合哈工大“立足航天，服務(wù)國防”的辦學(xué)特色,，本小組構(gòu)建了一個(gè)衛(wèi)星繞月軌道以及探月工程的3D打印模型,，整個(gè)模型由“繞月人造衛(wèi)星”以及“無人月球探測”兩個(gè)部分組成，繞月人造衛(wèi)星代表著中國從嫦娥一號(hào)到嫦娥五號(hào)等的一系列環(huán)繞月球探測工程,，火箭代表著中國航天工程在月球的軟著陸以及月球樣品自動(dòng)取樣返回探測工程,。本次構(gòu)建的模型旨在紀(jì)念材料學(xué)院在航天事業(yè)中作出的突出貢獻(xiàn)，也以此提醒我們探索未知的決心永不動(dòng)搖,。

注：本模型中的月球部分為夜燈,。此外，效果圖中的機(jī)械結(jié)構(gòu)為自制電機(jī),，需將3D打印部分安裝至電機(jī)上,。

消耗材料質(zhì)量：214g
打印所需時(shí)長：15h 54min


作品6：長征五號(hào)

設(shè)計(jì)理念：
參照長征五號(hào)運(yùn)載火箭進(jìn)行建模。

消耗材料質(zhì)量：146g
打印所需時(shí)長：35h 31min

作品7：長征七號(hào)A

設(shè)計(jì)理念：
航天技術(shù)是國家綜合實(shí)力的重要組成和標(biāo)志之一,，進(jìn)入空間的能力是綜合國力和科技實(shí)力的重要標(biāo)志,。運(yùn)載火箭則是而今人類克服地球引力,、進(jìn)入空間的唯一工具，是發(fā)展空間技術(shù),、確�,？臻g安全的基石。哈爾濱工業(yè)大學(xué)一直以來立足航天,、服務(wù)國防,，為長征系列火箭研究貢獻(xiàn)了自己的力量。本作品以中國載人航天工程中的貨運(yùn)火箭為設(shè)計(jì)思路,，1:200粗略還原了長征七號(hào)A（代號(hào)CZ-7A）。長征七號(hào)火箭最早原型是長征二號(hào)F/H型（簡稱：長二F換型）,，即利用長征二號(hào)F型的成熟技術(shù),，在大體不變的情況下?lián)Q裝新研制的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，即換發(fā)型（H型）,。研制一種新型中型火箭,，其綜合長征二號(hào)F的成熟技術(shù)又同時(shí)運(yùn)用長征五號(hào)的新技術(shù)，并賦予新的編號(hào)“長征七號(hào)”,。

消耗材料質(zhì)量：38g
打印所需時(shí)長：4h 51min

作品8：房子

設(shè)計(jì)理念：
參照《我的世界》里面的房屋模型建模,，把反重力的部分刪除，切割后各部分建模,。

消耗材料質(zhì)量：287g
打印所需時(shí)長：25h 11min

作品9：翻頁時(shí)鐘

設(shè)計(jì)理念：
基于傳統(tǒng)的翻頁時(shí)鐘,，采取電控方案，外殼由3D打印結(jié)合制作,。其中大部分外殼由紅色耗材打印,，時(shí)分的翻蓋由黑色耗材打印，打印出的翻蓋上有數(shù)字標(biāo)示,，經(jīng)過后期涂色處理,，凸顯標(biāo)示。

采用電控方案實(shí)現(xiàn),，時(shí)分秒由3個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),，轉(zhuǎn)動(dòng)比為1：6：60，其中時(shí)鐘轉(zhuǎn)一圈,，為12小時(shí),，分鐘上十位數(shù)轉(zhuǎn)一圈為2小時(shí)，個(gè)位數(shù)轉(zhuǎn)一圈為10分鐘,。

消耗材料質(zhì)量：120g
打印所需時(shí)長：30h 55min


作品10：“鼠”式坦克

設(shè)計(jì)理念：

本次設(shè)計(jì)作品為對(duì)于二戰(zhàn)末期德國制造的“鼠”式坦克進(jìn)行建模,。由于“鼠”式坦克為人類迄今為止所制造的重量最大的坦克且只有一輛實(shí)車現(xiàn)存于世，從而具有很高的知名度,，也是對(duì)于早期坦克設(shè)計(jì)重甲重炮理念的最后嘗試,，因此作為建模目標(biāo),。此次模型將坦克分為車體、底部,、炮塔,、炮管、履帶等多個(gè)部分進(jìn)行單獨(dú)建模,，打印后進(jìn)行組裝,，從而使每一部分都能夠以近似長方體的形態(tài)進(jìn)行打印，可以有效地減少支撐,，降低打印的復(fù)雜度,。此外在炮塔與車體之間加入了座圈連接，可以使炮塔具有旋轉(zhuǎn)的功能,，并盡可能地在模型中復(fù)原了進(jìn)氣孔,、觀察鏡、艙門等細(xì)節(jié),，更加復(fù)原現(xiàn)實(shí),，從而盡可能使模型貼合現(xiàn)實(shí)形態(tài)。本次模型采用1:90比例進(jìn)行建模,，成品長度13.5cm左右,，使其較為符合打印合適的大小。

消耗材料質(zhì)量：157g
打印所需時(shí)長：33h 11min