3D打印技术在三维模型设计中的应用研究

苏也惠 邢妍

摘 要：目前来看，3D打印技术在三维模型设计中已经有很广泛的应用了。三维模型不同于一般的模型设计，一般利用物体的多边形表示，其设计方法主要是通常用计算机或者其他视频设备进行显示。显示的物体可以是现实世界的实体，也可以是虚构的物体。而且，其主要模拟的物体可以是自然界物理中存在的任何物体。简单来说，3D打印技术就是将这些空间中存在的物体立体设计在纸上，使其呈现一种空间上的存在形式。

关键词：3D打印；三维立体模型；应用前景；技术分析

根据近年来的应用结果看来，三维模型的设计领域已经逐渐拓展得越来越宽阔，三维模型主张将模型内容立体化。简单来说，在园林设计、土木工程建造图纸等都需要三维模型的应用。3D打印技术能够立体直观地将三维模型表示出来，对工程施工或者园林项目指导都有广泛的应用。举例来说，在园林图纸设计中，将园林绿化布置在电脑中清晰地表现出来，为了能够更好地施工利用比例尺，所以需要一份施工图纸。这时3D打印技术的重要性就可轻易得知，它提高了施工效率，增加了施工工程的完整性。

1 3D打印技术的具体技术分析

3D打印技术不同于一般的打印技术，但是仍然拥有一般的打印技术所具有的技术要领。简单来说，3D打印是快速成型技术的一种打印技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。整体来说，它能够建造空间物体，对于打印技术领域上来说，该技术是一种质的飞跃。另外，该技术的实现主要是靠数字技术打印机，这种打印机和一般的打印机也是不同的，不是单单利用纸张和墨水，3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，这种打印机能够利用电脑中的设计图纸，将原材料逐步通过技术累积，最后成型出一个3D建筑实物，该打印技术仍然存在和普通打印机相似的原理，不过是在空间上进行分层加工处理，3D打印技术需要在打印机中添加必要的打印原材料加工3D实物，一般来说原材料有以下几种：尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。另外，3D打印技术更是在很多的领域都有其相关的应用，比如说珠宝、鞋的制造、园林、房屋建筑等的设计，甚至是汽车、航空航天的建造应用，应该说3D打印技术在很多的领域都有技术应用，对人类生活有很大的帮助。

2 3D打印技术对于三维模型表现的优势

2.1 增加三维模型的立体性

对于三维模型来说，其主要是在电脑上形成的空间立体结构，但是不利于分析模型的特定规则，所以需要建造一个空间实物用来分析模型，三维模型即可以利用3D打印技术实现空间的模型立体性，该打印技术能够利用空间打印技术进行图层的堆叠，使其完成一个分层次的打印技术，利用实际材料进行立体模型的建造，得到的模型能够进行研究。举例来说，园林专业的三维模型，可以利用3D打印技术进行设计打印出一个3D模型，能够利用比例尺等因素进行实地考察，减少了实际设计中的很多问题，一般建造的缺点就可以在3D模型中有所反映，所以真实性、立体性是3D打印技术设计3D打印模型的一个重要性优势。

2.2 确定立体模型的精度和稳定性

立体模型的立体性固然重要，但是要想将该设计的模型更好的应用，稳定性、精度都是需要重点关注的问题。一般来说，只要是理论电脑上可以设计的造型，3D打印机都可以打印出来，消费者只需要简单下载设计图，就可以在数小时之内随心所欲的打印自己想要的任何东西，这种技术是改变了通过对原材料进行切削，组装进行生产的加工模式可以说是一种精确实体复制。3D打印技术不仅仅能够复制普通的立体模型，而且还能够进行音频、视频的复制，完全按照电脑中的设计模型，在打印机中进行立体复制分层次的使用打印机中的原材料实现整体的复制，然后在进行统一组装。只要打印机中的原材料够多，就可以保证3D打印机完整的复制一个3D打印成品，而且这种打印技术采用打印原材料累积的方式，稳定性比一般的打印技术好而且精度非常好，可以说是对设计图的复制。

2.3 方便生成形成的不同模型，实现材料的无限组合

对于现在很多领域的商品生产而言，将不同的材料混合在一起生产产品是一件很困难的事，因为涉及的工具材料模具不能够轻易地混合原材料，3D打印技术可以说是一种技术的发展，能够在打印机中实现各种不同的材料的融合，传统设计无法制造的产品，因为受到很多的限制，其中有制造形状的能力方面，制造模具的机器也只能单一的设计一种形状，而3D打印技术突破了以上的局限，不仅仅能够设计普通的设计模型，而且可以甚至是自然界的模型该打印技术也可以实现。可以说，在一定的层次上增加了产品的多样性。无论设计模型有多少种样式，都能够利用3D打印技术进行模型设计，设计符合消费者需求的三维模型打印模型，更好地找到问题实现更好的设计。

2.4 降低组装成本，提高产品利润率

一般的模型设计需要比较复杂的模型组装，这其中不仅仅需要过硬的技术支持。同樣也需要比较繁杂的组装步骤，因为每一个步骤都需要不同的材料堆叠，所以传统的模型设计就相当于每一个步骤都要注意，所以每一个步骤的每一个细节都要进行人工加工，而3D打印技术可以说属于人工智能，减少了不必要的问题发生，只需要将不同的设计原材料投放入打印机中进行自动的加工，不浪费材料的同时还能够增加设计的准确性，减少了组装成本，增加了利润率。因为这项打印技术在很多的设计领域都有应用，所以在生产产品的过程中，增加利润率、减少成本输出的3D打印技术能够被大家关注、重视，进而有了广泛的应用。换个思路，如果在产品介绍时不采用传统的PPT介绍，而是将3D打印产品展现在消费者面前，更能吸引更多的消费者注意到产品的任何细节。

3 3D打印技术在三维模型上的应用前景

目前看来，3D打印技术在如今已经有了非常广泛的应用，首先是航空航天，在这个领域，该技术已经成功“打印”出了航空发动机的重要零部件，这一技术将使该零件成本缩减30%、制造周期缩短40%。并且在此领域上这项技术还能够应用在航天科技制造领域上，取得了不错的成果。之后在医疗上可以利用这项打印技术进行器官的立体制作，如果和人体匹配，还能够起到医治疾病的作用。其次，在建筑设计上，建筑师发现了这一项技术的相关优点，成功利用3D打印机打印的建筑模型，节省成本的同时，还增加建筑的整体安全性、稳定性、环保性。

4 结语

3D打印技术应用在三维模型中有了很明显的作用效果，所以3D打印技术的应用很广泛，可以相信随着3D打印技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。并且3D打印技术的优点很多能够优化很多模型设计的细节，并且增加模型设计的精确性、稳定性，减少成本，增加利润率，在产品输出中，这些优点都是在市场上非常具有关注性的。

参考文献：

[1] 童宇阳. 3D打印技术在中教学中的应用研究[J].现代科技，2013（02）.

[2] 王月圆，杨萍. 3D打印技术及其发展趋势[J].印刷杂志，2013（4）：10-12.