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          3D打印數據模型之經驗分享

          大數據時代,數據已經滲透到當今每一個行業和業務職能領域,成為重要的生產因素。我們的3D打印也同樣是這數據海洋中的一部分。3D打印離不開數據模型,數據從哪里來?如何做才能是這些數據模型易于打印又接近完美還能達到我們的打印目的?下面我們一一來破解!

          首先,什么是數據模型?數據模型是指通過計算機軟件、掃描、測繪或其他方式,將工程或產品的設計方案、正圖(原圖)、草圖和技術性說明及其他技術圖樣所表達的形體,構造成可用于設計和后續處理工作所需的數字模型。

          那么,3D打印數據模型格式有哪些?一般來說,最常用的為STL,當然還可以提供OBJ、STEP、IGES等通用格式代為轉換。STL是一種三維面片型的數據文件格式,其基本原理是采用小三角形面片去編輯三維實體的自由曲面來描述幾何信息,不支持顏色材質等信息。

          數據模型要求

          (1)物體模型必須為封閉的

          通俗的說是“不漏水的”,可以借助一些軟件,比如3ds Max的STL檢測,Magics的修復向導等進行檢查。

          (2)物體需要厚度

          在各類軟件中,曲面都是理想的,沒有壁厚,但在現實中沒有壁厚的東西是不存在的,所以在建模時不能簡單的由幾個曲面圍成一個不封閉的模型。

          (3)物體模型必須為流形

          流形的完整定義請參考數學定義。對于我們簡單來看,如果一個網格數據中存在多個面共享一條邊,那么它就是非流形的。

          (4)正確的法線方向

          模型中所有的面法線需要指向一個正確的方向。如果你的模型中包含了錯誤的法線方向,打印機就不能夠判斷出是模型的內部還是外部。

          (5)物體模型的最小厚度

          打印模型的壁厚要考慮到打印機能打印的最小壁厚。不然,會出現失敗或者錯誤的模型,最小壁厚根據不同的3D打印機而發生變化。

          (6)刪除多余的幾何形狀

          如果建模時的一些參考點、線或面,還包括一些隱藏的幾何形狀,在建模完成時沒有刪掉,則需要刪掉多余的幾何形狀。

          (7)刪除重復面片

          建模時兩個面疊加在一起就會產生重復的面片,需要刪去重復的面。

          數據模型獲取

          1.物體測繪

          根據物體結構特征,進行系統的分析和測量,確定模型的基本結構和曲面類型,建立可以3D打印的數據模型,此種方式適合結構比較規則的物體。

          2.三維逆向

          根據物體結構特征,進行物體外形結構及色彩的掃描,以獲得物體表面的空間坐標,將物體立體信息轉換為計算機數據,三維掃描技術能實現非接觸測量,且具有速度快,精度高的特點,此種方式適合于結構比較復雜的物體。

          3.二維圖紙/圖片/照片/CT/MRI

          根據二維圖紙/圖片/照片/CT/MRI,建立數據模型。

          數據模型修復

          1.修復STL模型文件

          STL模型可能會存在一些問題,會導致打印過程中出現質量問題,通過對模型的殼體、孔洞、縫隙、壞邊、三角面片的修復,提高打印成功率。

          2.對掃描數據進行修復

          掃描數據一般為三維點云數據或STL格式的面片文件,對掃描數據進行減面、修復、光滑、曲面重建等修復,以獲得掃描物體的原始數據。

          數據模型切片

          1.優化擺放方式,可以提高模型的打印質量和降低模型制作成本。

          2.抽殼可以減輕模型重量,降低模型成本,有特殊要求的還可以添加一定的拓撲結構。

          3.添加Z軸補償可一定程度上保證模型數據打印尺寸偏差,合理添加支撐,可以提高模型制作成功率,當然不同的打印機切片要求不一樣,需要依據實際情況處理。


          2018年5月21日 21:05
          中文人妻
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