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123D Design建模教程:第一章 初识3D打印

时间:2016-03-17 10:46 来源:网友投稿 作者:中国3D打印网 阅读:

一、3D打印原理

3dthree-dimensional的缩写,就是三维图形。
一维就是直线,比如时间。
二维就是平面,比如字。
我们平时用的打印机,就是打印二维的,所以,打印头左右移动(一维),然后,进纸器前后移动(二维),就打出平面的字来了。
如果我们打完一个字后,再将打印头升起一点,再重复打一次,字就有了厚度,就是三维的了,这就是3D
没有,字糊了!你骗我。 
      对不起,忘记告诉你,3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。常用的原料有ABS树脂, PLA(再生塑料聚乳酸,英文名称Polylactic acid),PLA是使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。PLA具有良好的生物可降解性,最终生成二氧化碳和水,是公认的环境友好材料。
当然,金属、普通塑料、食物、水泥等等等,都可以做“墨水”。
      这些材料是固体的,在打印头中加热变成液体,挤出,在空气中迅速冷却,又变成固体,所以是有厚度的。
现实生活中就有3D打印,比如在生日蛋糕上用巧克力写字,比如易熔枪,玻璃胶枪,唯一不同的,它们是由人脑而不是电脑控制的。

 

二、3D打印简史

1984年,Charles Hull在一家公司工作时产生 3D 打印的想法的。这家公司用紫外线使桌面涂料快速固化,他想,何不直接用这些材料来制造立体的东西?于是他将这种用瞬间固化的液体“打印”物体的技术取名 stereolithography(光固化),直到创立自己的公司 3D Systems 后,他才称这种技术为“3D 打印”。

1988年,Scott Crump发明了另外一种3D打印技术——热熔解积压成形(FDM),利用蜡、ABSPC、尼龙等热塑性材料来制作物体。   

1989年,CRDechard博士发明了选区激光烧结技术(SLS),利用高强度激光将尼龙、蜡、ABS、金属和陶瓷等材料粉来烤结成形。

1993年,麻省理工大学教授EmanuaI Sachs创造了三维打印技术(3DP),将金属、陶瓷的粉末通过粘接剂粘在一起成形。

1995年,麻省理工大学的毕业生Jim BredtTimAnderson把约束溶剂挤压到粉末床实现3D打印。

1996年,3D SystemsStratasysZ Corporation分别推出了自己的产品,第一次使用了“3D打印机”的称谓。

2005年,Z Croooration推出了世界上第一台精度彩色3D打印机一SpeCTRum 2510, 同一年,英国巴恩大学的Adrian Bowyer发起了开源(意谓着任何人都可以使用该技术而不用交费)3D机项目RepRap,目标是通过3D打印机本身,能够制造出另一台3D打印机。

2008年,第—个基于RepRap30打印机发布,代号为“Darwin”,它能够打印自身50%元件,体积仅—个箱子大小。

201011月,第一台用巨型3D打印机打印出整个身躯的轿车出现。

20118月,世界上第一架3D打印飞机由英国南安营敦大学的工程师创建完成。 9月,维也纳科技大学开发了更小、更轻、更便宜的3D打印机,这个超小3D打印机重1.5kg

20123月,维也纳大学的研究人员宣布利用二光子平板印刷技术突破了3D打印的最小极限,展示了一辆长度不到0.3mm的赛车模型。7月,比利时的international Univers CollegeLeuven的一个研究组测试了一辆几乎完全由3D打印的小型赛车,其车速达到了140千米/小时。 12月,美国分布式防御组织成功测试了3D打印的枪支弹夹。

 

三、3D打印有什么用
那么,3D打印到底有什么用呢?
    我们都知道,日常生活中用到的物品,千种万种,但是,它们无非两种来源:手工制作,工业化生产。
手工制作一次只能做一件,效率低,且不可复制,每一件都是独一无二的,比如字画,所以价格贵。比如***给你织的毛衣,里面有温度。
     工业化生产,那就多了去了,便宜。便宜是因为工业化生产有模具,咔嚓一下就做一个,但是,模具的成本相当高,少则几万,多则几百万,只适合大规模生产。
有同学提问了,那还要3D打印做什么?
是的,你都会写字,还要打印机做什么?现在,出现了第三种:介乎两者之间的3D打印。
3D打印的好处是:你只管设计,它负责实现。爽了吧。而且,有些东西,你可能只要一个,不要开模具。应用领域相当广泛:

个性化:我要打个礼品送给女朋友。

工业设计:快速成形,不用开模。

医疗:我要打个耳朵。

食品:我要打个汉堡。

住房:我买不起房,我要打个房子。

教学:我要打个教具。

我要打件衣服,我要打个飞机,我要打零件,我要打个雕塑作品,我要打个玩具,我要打把枪(犯法),我要打个人(不许打人!)。
3D打印非常适合个性化。总有一天,你的衣食住行,都是你打出来的。酷。

四、3D打印要用什么软件
我们都知道,要用电脑打字,要学会wordwps等等。同样,要用3D打印机打印作品,也要会相关的软件创作作品。
这个相关的软件,就是三维绘图软件。大名鼎鼎的有:Pro/E、 UG、 solidworks、 3Dmax Auto CADRhino(犀牛)Maya, Lightwave。还有好多,这些软件相当强大,日常生活用品都是它们做出来的,还有你看的动画片也是它们做出来的。
遗憾的是,这些软件,学起来太难,很不好上手,因为多出一维。我们有时上街还迷路呢,还是平面的,多一维是完全不同的世界。当年学立体几何很多女生就头痛,更可恶的是,数学老师只会在黑板上(二维)画立体图。听说我们的宇宙是十维的,没法想象。
这么说,普通人就没法用3D打印机了?
也不是,办法总比困难多。
这世界上就有那么多奇怪的人,总能把复杂的东西简单化。
     有个牛人,做了个叫SketchUp 的三维软件,中文名叫草图大师,可以很方便地创作三维图象。还不要钱,后来被google发现了,赶紧收购,要钱。不过,在中国的网上还能找到早期版本,有兴趣的话学学看。
       著名的Autodesk公司,为了让普通人能快速掌握3D建模,顺天应时,开发了一款简易3D软件,叫123D Design,可以说就是简化的AutoCAD虽说简化,可不简单,基本能满足我们的要求。而且还有一个系列:123D Catch(图片转3D,例如做3D人像),123D Make3D转立体拼图),123D Circuits(电路设计),123D Sculpt+……等等,都免费。特别是123D Sculpt+,有平板和手机的应用,就是说,用手机也能捏出3D来。我们就是要学习这两款软件。
     还有个更牛的人,发明了一个小巧的三维软件,叫sculptris,大约泥人张的意思。
打开软件,就会有个泥球,然后呢,你就用手(当然是鼠标)去捏,拉拉扯扯,就能做出一个立体的图形,然后,就导出,然后就打印,就这么简单。这个,我们也要学习。
    还有一个手机应用,叫Let's create 也叫pottery(陶艺),是模拟制陶的,有个圆台在转动,上面放了泥胚,用手拖出瓶瓶罐罐。还可以上色,画图案,也可以打印,但只能由商家来打,你要付钱。不能自己打,这一点不好

投稿单位:珠海铂科捷科技有限公司

(责任编辑:admin)

weixin
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