3D打印云平台体系架构及其关键技术研究*

吕文艳

(乌鲁木齐职业大学，新疆乌鲁木齐 830002)

在进行3D打印云平台体系建立的过程中，需要明确3D打印云平台体系的含义以及主要的特征，从而为后续的工作奠定坚实的基础，与此同时，相关设计人员还需要从整体性和宏观性的角度了解在实际架构过程中所存在的问题，运用关键技术提高实际架构的有效性和针对性，从而使得3D打印云平台体系能够得到有效的推广，提高实际工作效果和水平。

1 3D打印云平台体系架构的背景

随着我国当前指导行业的不断发展，个性化服务已经成为各行各业发展中的关键思路，为了提高市场享用的速度以及企业的发展水平，越来越多先进的制造理念和制造技术融入其中，在实际工作过程中3D打印技术得到了广泛利用，3D打印技术是制造领域进步的主要表现，3D打印技术在实际应用的过程中，可以更加准确和迅速的将模拟文件直接转换为满足实际工作需求的产品原型，不仅有助于降低和减少产品的研发时间，还有助于突出个性化的服务效果，使得相关企业的整体效益能够得到有效的提高，虽然3D打印技术在我国发展是比较迅速，但是在消费市场增长速度方面比较缓慢，比如在我国3D打印行业中缺乏完善的合作意识与信息交流意识，很难形成完整性的3D打印服务体系[1]。另外大多数3D打印企业和科研院并没有进行良好的合作和交流，使得一些资源出现了闲置，并且在一些企业中也很少融入先进的3D打印技术来对原有的工作模式进行事项的调整以及优化，严重影响了3D打印技术良好发展。其次在实际工作的过程中，一些用户在获取3D打印服务时是比较困难的，这主要是由于一些用户对于3D打印网络平台的认可度是不高的，另一方面用户还想要获取更高服务的3D打印技术来进行信息的大量搜集，在对比之下会导致用户服务的成本较高，使得3D打印技术无法得到有序的发展。

云制造是一种面向服务和高效、低耗的网络化智能制造模式，能够将各种制造资源进行相互的整合，对制造能力进行服务化和虚拟性的处理，从而更加满足实际工作需求和工作要求，相关工作人员要进行统一和集中性的智能处理，提高客户对于产品的满意度以及认可度。在实际工作的过程中，云制造技术应用于电火化加工领域，能够实现和企业之间良好互动以及交流，云制造技术还应用于模具制造领域中，从而使得模具企业能够实现横向性的扩展，并且向产业下游进行有效的延伸。将这项技术应用于3D打印领域中可以实现资源的自由性衔接保证各个资源的高效配置，通过虚拟化和服务匹配等关键技术，能够将3D打印云平台的一些分散性因素进行多方位的整合，形成完整的虚拟资源池，之后，再利用这些资源进行有效的调度以及优化管理机制，使得闲置资源能够得到有效的运用，降低整个产品研发的成本以及时间[2]。

2 3D打印云平台体系架构

在进行3D打印云平台体系架构的过程中，相关工作人员需要提高自身的工作素质以及工作能力，从一个全新的角度来认识3D打印云平台体系中的一些细节性问题，并且结合实际工作需求和要求，突出人性化的工作效果，从而提高3D打印云平台体系的应用效果和应用质量，从整体上看到3D打印云平台体系架构主要分为以下几个方面：

首先相关设计人员需要进行的是打印资源层的构建，这一层是整个云平台的主要基础，也是保证各项工作有序进行的重要条件，为了使云平台服务效果和水平能够得到有效提高，相关工作人员要进行3D打印制造资源和其他资源的有效融入。工作人员要充分的发挥计算机网络的优势来对相关信息进行多方位的整合以及分类，不仅有助于提高实际设计的效果，还有助于保证3D打印云平台体系服务水平的有效提高，从而为后续的设计工作奠定坚实的基础。

在下一层中主要是利用3D打印资源来进行虚拟化的管理以及封装，利用虚拟化技术，通过物理资源的映射转变为虚拟资源，从而提高虚拟制造的能力，使得这一层次的资源能够得到有效的利用，虚拟资源的管理，主要是对一些虚拟资源进行有效的储存以及更新，对于一些特殊行业来说，需要对数据进行有效的维护以及安全性的防护，保证数据的私密性，所以相关设计人员可以结合实际工作需求和要求，突出人性化的效果，融入安全防护技术来对数据进行虚拟性的管理。

在下一层中主要包含的是服务资源层，是整个云平台的主要核心以及重要的部分，需要进行虚拟资源的融入，并且还要提高制造能力实现良好的服务效果，相关工作人员可以在实际工作中融入服务化的封装技术，将虚拟资源进行多方位的整合，并且对一些复杂性的资源进行异构性的重建，实现对外统一的服务模式，从而使得云平台的应用效果能够得到有效的提高[3]。在这一层次中，要提高云服务的管理水平以及管理效果，对云服务的储存功能和更新功能进行定期的维护，使得实际工作效果和质量能够得到有效的改善和提高。

在应用接口层主要是给用户提供访问接口的功能，使得用户可以根据自身的工作需求和工作要求，灵活性的调用一些云服务和资料，在平台中所提供的应用接口包含用户的平台管理和资源的注册以及发布，将服务功能进行组合性的调度，从而使得运行管理水平和服务效果能够得到有效的提高，在进行这一阶段架构时需要结合实际工作需求和工作要求，对用户的标准进行信息的有效整合，从而提高实际架构的效果和质量。

在最后一层中是用户层和用户进行交互的主要平台，用户可以通过移动平板电脑或者是移动终端来和云服务进行有效的访问，调用自身所需要的资源，用户也可以根据自身的需求来设置一些指令，从而提高3D打印云平台体系的服务效果。

以上就是3D打印云平台体系架构的主要思路，值得注意的是，在进行架构的过程中，这一架构模式并不是固定的，相关工作人员需要结合实际工作要求和客户的需求，突出人性化的效果，根据用户的要求动态化的组合平台中的资源构成完整的云服务，通过物联网技术的支持来对服务资源进行有效的监控以及管理，对很容易出错的节点进行有效的调用，从而使得云平台的兼容性能够得到有效的提高。另外在实际工作的过程中，还需要利用物联网技术对整个平台运行过程进行全面的监督，及时的发现在运行过程中所存在的问题，在这一平台中还可以融入有关纠错机制，将服务过程中的一些错误信息反馈给核心平台中，并且也可以广泛的搜集用户对这一平台的建议以及意见，从而使得服务质量和服务水平能够得到有效的提高。

3 关键技术分析

3.1 虚拟技术

在进行3D云平台体系架构的过程中，虚拟技术的应用是非常重要的，相关工作人员需要针对云制造环境下的背景来对制造资源进行描述性的虚拟处理，根据本体制造的需求和要求，选择正确的虚拟化方法，比如可以基于本体的知识来进行建模，在此基础上进行扩展模型的构建，也可以运用静态网页来构建电火花加工资源的描述模板，从而对资源进行虚拟性的封装，更加满足实际工作需求以及工作要求。在当前时代下，对于3D打印资源虚拟化技术来说还正处于研发阶段，相关工作人员需要结合3D打印资源多样性和易购性的特点，进行资源模板的有效描述，从而实现3D打印资源的虚拟化处理。在针对不同3D打印资源时，要构建不同资源的描述模板，最大程度满足用户的需求和要求，也方便用户根据自身的标准来进行资源的虚拟处理和信息的调取。

在实际工作的过程中，首先需要对3D打印资源进行有效的分类，由于3D打印资源所涵盖的范围是比较宽泛的，包含3D打印生命周期中的一切资源，因此为了对3D打印资源进行有效的管理，需要将3D打印资源分为3D打印硬制造资源和软制造资源，硬制造资源中主要包含了有关设备资源和物料资源方面的内容，在软制造资源中包含了人力资源和知识资源的范畴。设备资源包含3D打印设备和扫描设备等物料资源，包含了打印材料和包装材料。在人力资源中包含有关设计人员和行业专家方面的信息，在知识资源中要融入有关打印的实际例子和三维模型构建的主要思路，从而使得实际平台能够更加平稳和高效率的运行，相关工作人员要从这一思路入手来进行平台的有效构建，突出人性化和智能化的工作效果。

其次，在实际工作的过程中要进行3D打印资源描述模板的建立，由于3D打印资源种类是比较多的，不同种类信息的形态存在着较大的差异性，也具备不同的属性信息，所以在建立描述模板时，需要对各类资源的特征进行的分析，提取公共的属性信息，然后再对属性信息进行全面的分析以及研究，形成描述模型3D打印云平台中的各类资源要的特征进行扩展性的研究，从而形成相对应的资源描述模型。比如在实际工作的过程中，可以描述打印设备的打印尺寸以及打印精准度方面的功能信息，另外还可以描述有关打印设备繁忙状态和作业状态方面的信息，当用户请求将自身闲置的打印资源进入到云平台中，需要进行动态页面的有效渲染，之后，再将数据全面的展示给用户，用户在填写相对应的内容之后要交给系统进行审核，审核完成之后就可以创建资源虚拟化的平台。

3.2 服务智能匹配

服务智能匹配主要是以成本和时间最小化为主，提高服务的质量，实现多目标的服务效果，在实际工作的过程中要进行两层算法的有效构建，根据打印服务的状态和功能属性进行初期的匹配，之后，再根据打印服务的成本和时间来提高服务的质量，用户需要提交自身的需求信息，当各个服务状态保持正常时，那么就可以在信息库中筛选相关的信息，完成任务的打印服务，与此同时在完成这一操作之后，还可以对成本以及时间进行指标上的评估，制定最优的方案返还给用户，提高实际工作效果和工作水平。

4 结语

为了使3D打印云平台体系能够在实际中发挥其应有的价值和效果，相关工作人员需要明确3D打印云平台体系的构建思路，并且结合实际工作需求和要求，运用关键性的技术进行有效的辅助。在实际设计的过程中，需要结合3D打印资源多样性的特征来对资源进行虚拟性的处理，对成本和时间指标进行有效的参考，从而实现3D打印平台服务水平的提高。