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3D打印技术流程和应用实例

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产品介绍

三维打印技术流程和应用实例


(一)三维打印技术流程


三维打印技术的应用包括数据三维模型和三维打印两个步骤


对于结构完整的文物,可以直接利用三维激光扫描仪完成文物的三维建模。通常由于扫描仪扫描范围有限,单次扫描仅能从一个角度采集物体表面的几何信息,因此需要从多个角度采集物体不同侧面的几何信息,然后利用深度图像配准和融合技术实现三维建模。目前,常用的三维激光扫描仪包括两类:一类是可以实时自动建模的扫描仪(如VIUscan等),此类扫描仪在扫描前需要在物体的表面或者背景粘贴标志点,扫描过程中扫描仪的CCD镜头通过识别标志点完成深度图像的自动建模。另一类扫描设备(如Vivid 910等)仅实现三维采集数据,数据的配准和三维建模需要利用Polyworks、Geomagic studio、Rapidform等软件完成。


对于残缺文物首先需要利用三维扫描仪完成残缺文物的建模,然后利用计算机软件计算缺失区域的三维模型。一般可以利用文物结构的对称性、缺损区域的邻接数据等信息完成缺失数据的计算。对于缺失严重的文物,一般需要由具备计算机辅助建模软件操作技能的专业人员依据文物工作者提供的知识完成缺失区域数据的三维建模。为了便于三维模型的三维打印,一般需要将数据存储为标准镶嵌语言STL文件格式。


三维打印过程包括封闭性检查、模型位置摆放、二维切片生成、三维打印、实体模型处理等步骤。针对获得的三维数字模型,需要将其导入Replicator G、Makerware、Objet studio等三维打印软件,然后通过调整模型旋转、平移、缩放参数将打印模型调整至打印设备的成型空间内(如objet 30的成型空间为300毫米×200毫米×150毫米),最后利用打印软件生成打印模型的二维切片数据(如.x3g、.objtf等)并将其发送给打印设备,实现实体模型的生成。对于光固化成型、熔融沉积成型等类型的三维打印设备,其生成的实物包括支撑和成型两个部分。操作过程中还需手工去除不必要的支撑材料并对成型部分进行打磨、上色等处理,才能获得最终的实物模型。




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