在3D打印中，3D數(shù)字化模型是前提和基礎(chǔ)，3D打印是結(jié)果，它使3D模型“落地開花”。但是，在很多情況下，3D模型并不能直接輸出給3D打印機(jī)或者打印出來的物體不滿足用戶的需求。這時(shí)，就需要經(jīng)過一些幾何建模與處理的方法，將輸入的3D模型進(jìn)行修正、調(diào)整、處理和優(yōu)化，使其能更好地滿足3D打印的需求，避免打印出的物體無法正常發(fā)揮功能。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)或計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)中，3D建模的主要目的是為造型、渲染或動(dòng)畫，考慮的是模型的數(shù)學(xué)屬性，比如曲面的形狀、連續(xù)性、光滑性、材質(zhì)、變形等性質(zhì)；而在3D打印中，3D模型輸出的是一個(gè)實(shí)物模型，更多需要考慮的是實(shí)物模型的物理屬性（力學(xué)屬性與功能屬性）。因此，傳統(tǒng)的3D建模與處理的手段需要進(jìn)一步修正和加強(qiáng)，需要在建模的過程中就考慮到輸出實(shí)物模型的力學(xué)及功能屬性。一方面，模型的數(shù)學(xué)屬性影響著其物理屬性；另一方面，對(duì)物理屬性的要求影響著數(shù)學(xué)屬性的修改，這兩個(gè)屬性相互影響，往往在處理和優(yōu)化的過程中需要迭代進(jìn)行。我們稱之為面向制造的幾何設(shè)計(jì)與優(yōu)化(Fabricationorientedgeometricdesignandoptimization)。這里具有大量的幾何處理與優(yōu)化的計(jì)算問題，我們簡(jiǎn)要總結(jié)如下：1.幾何計(jì)算問題：給定一個(gè)3D數(shù)字模型。橡膠類材料具備多種級(jí)別彈性材料的特征。重慶西游人物砂型3D打印廠家報(bào)價(jià)
打印機(jī)與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似。這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。[5]3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。[13]3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。類型累積技術(shù)基本材料擠壓熔融沉積式(FDM）熱塑性塑料，共晶系統(tǒng)金屬、可食用材料線電子束自由成形制造(EBF)幾乎任何合金粒狀直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）幾乎任何合金電子束熔化成型（EBM）鈦合金選擇性激光熔化成型(SLM)鈦合金，鈷鉻合金，不銹鋼，鋁選擇性熱燒結(jié)（SHS）熱塑性粉末選擇性激光燒結(jié)（SLS）熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末粉末層噴頭3D打印石膏3D打印(PP)石膏層壓分層實(shí)體制造（LOM）紙、金屬膜、塑料薄膜光聚合立體平板印刷（SLA）光硬化樹脂數(shù)字光處理。吉林蟾蜍砂型3D打印批發(fā)按工件的分層截面數(shù)據(jù)在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐行逐點(diǎn)掃描。
輕松躋身前列超跑行列。[44]2015年7月，美國(guó)舊金山的DivergentMicrofactories(DM)公司推出了世界上3D打印超級(jí)跑車“刀鋒(Blade)”。全球首輛3D打印超級(jí)跑車誕生[45]3D打印電子行業(yè)3D打印筆記本電腦[46]2014年11月10日，全世界3D打印的筆記本電腦已開始預(yù)售了，它允許任何人在自己的客廳里打印自己的設(shè)備，價(jià)格為傳統(tǒng)產(chǎn)品的一半。這款筆記本電腦名為Pi-Top，將會(huì)到2015年五月才會(huì)正式推出。但是，通過口耳相傳，它現(xiàn)在已在兩周內(nèi)累計(jì)獲得了。[46]服裝服飾許多女人深知，遇到一件很合身的衣服是很不容易的事，用3D打印機(jī)制作的衣服，可謂是解決女人們挑選服裝時(shí)遇到困境的。一個(gè)設(shè)計(jì)工作室已經(jīng)成功使用3D打印技術(shù)制作出服裝，使用此技術(shù)制作出的服裝不但服裝服飾(2張)外觀新穎，而且舒適合體。這件裙子價(jià)格為，制作過程中使用了2，279個(gè)印刷板塊，由3316條鏈子連接。這種被稱作“4D裙”的服裝，就像編織的衣服一樣，很容易就可以從壓縮的狀態(tài)中舒展開來。創(chuàng)始人之一，并擔(dān)任創(chuàng)意總監(jiān)的杰西卡回憶說這件衣服花費(fèi)了大約48個(gè)小時(shí)來印制。這家位于美國(guó)馬薩諸塞州的公司還編寫了一個(gè)適用于智能手機(jī)和平板電腦的應(yīng)用程序，這有助于用戶調(diào)整自己的衣服。使用這個(gè)應(yīng)用程序。
3D打印技術(shù)近年來發(fā)展很快，可以預(yù)見，3D打印在智能制造、中國(guó)制造2025與工業(yè)、云制造等領(lǐng)域會(huì)發(fā)揮著非常重要的作用。未來在各個(gè)行業(yè)都有著廣闊的應(yīng)用，網(wǎng)上的報(bào)道很多，在此不詳述。從科研的角度來看，3D打印中的幾何設(shè)計(jì)與優(yōu)化仍有許多新的問題和新的方向值得去探索。筆者這里列舉幾個(gè)我們正在思考和從事研究的問題和方向，以供大家探討交流。：現(xiàn)在的基于點(diǎn)和三角網(wǎng)格的表達(dá)，或者基于NURBS曲面表達(dá)的3D形狀是適合于數(shù)控加工（減材制造）的；我們認(rèn)為，隱式曲面在增材制造方面具有系列良好的優(yōu)點(diǎn)，切片計(jì)算快，幾何計(jì)算簡(jiǎn)單等。我們正在研究基于隱式曲面的幾何表達(dá)用于3D打印的廣泛應(yīng)用。2.組合材料：材料的不同組合能得到不同物理特性的物體，組合優(yōu)化也是是幾何的空間分布優(yōu)化；不同的組合材料、功能材料、梯度材料的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，使用多重材料混合打印是個(gè)值得探索的方向。3.動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：3D打印的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究仍處在初級(jí)階段，3D打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與其它制造方式相比顯得較為簡(jiǎn)單，人們對(duì)于機(jī)器人的憧憬，對(duì)于3D打印機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)研究方向而言既是一個(gè)機(jī)會(huì)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。如何更簡(jiǎn)單、高效地設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)3D打印模型甚至3D打印機(jī)器人可能成為未來這方面研究的重點(diǎn)。材料是3D打印的物質(zhì)基礎(chǔ)，是當(dāng)前制約3D打印發(fā)展的瓶頸之一。
3D打印并不神秘：它只是一種新型的制造和加工工藝3D打印技術(shù)出現(xiàn)在上世紀(jì)80年代末至90年代初（也稱為快速成型技術(shù)），至今也就30年不到的時(shí)間。其原理很簡(jiǎn)單：以3D數(shù)字模型文件為輸入，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。形象來講，普通的打印機(jī)是將2D圖像或圖形數(shù)字文件通過墨水輸出到紙張上；3D打印機(jī)則是將實(shí)實(shí)在在的原材料（比如金屬、陶瓷、塑料、砂等）輸出為一薄層（物理上具有一定的厚度），然后不斷重復(fù)一層層疊加起來，終變成空間實(shí)物。因此，3D打印在輸出某一分層時(shí)，過程與噴墨打印是相似的。就像蓋房子，是通過一塊一塊磚所累積而成，而3D打印的物品是通過原材料的一粒一粒所累積而成。由于3D打印是將材料一層一層堆積而成，因此也稱為增材制造工藝。3D打印并不神秘，相對(duì)于具有千年的等材制造工藝和具有百年的減材制造工藝，它只是一種制造成型的新工藝，只有30年不到的歷史。 現(xiàn)有的3D打印設(shè)備有很多種，設(shè)備是與材料配合來設(shè)計(jì)的。重慶西游人物砂型3D打印廠家報(bào)價(jià)
激光器在計(jì)算機(jī)的操控下對(duì)粉末進(jìn)行掃描照射而實(shí)現(xiàn)材料的燒結(jié)粘合。重慶西游人物砂型3D打印廠家報(bào)價(jià)
[27]3D打印脊椎植入人體2014年8月，北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功地為一名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬全球首例。據(jù)了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長(zhǎng)出了一顆惡性，醫(yī)生不得不選擇移除掉所在的脊椎。不過，這次的手術(shù)比較特殊的是，醫(yī)生并未采用傳統(tǒng)的脊椎移植手術(shù)，而是嘗試先進(jìn)的3D打印技術(shù)。[28]研究人員表示，這種植入物可以跟現(xiàn)有骨骼非常好地結(jié)合起來，而且還能縮短病人的康復(fù)時(shí)間。由于植入的3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結(jié)合在一起，所以它并不需要太多的“錨定”。此外，研究人員還在上面設(shè)立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長(zhǎng)，換言之，植入進(jìn)去的3D打印脊椎將跟原脊柱牢牢地生長(zhǎng)在一起，這也意味著未來不會(huì)發(fā)生松動(dòng)的情況。[28]3D打印手掌[29]3D打印手掌殘疾2014年10月，醫(yī)生和科學(xué)家們使用3D打印技術(shù)為英國(guó)蘇格蘭一名5歲女童裝上手掌。這名女童名為海莉·弗雷澤，出生時(shí)左臂就有殘疾，沒有手掌，只有手腕。在醫(yī)生和科學(xué)家的合作下，為她設(shè)計(jì)了假肢并成功安裝。[29]3D打印心臟救活2周大先心病嬰兒2014年10月13日，紐約長(zhǎng)老會(huì)醫(yī)院的埃米爾·巴查博士(Bacha)醫(yī)生就講述了他使用3D打印的心臟救活一名2周大嬰兒的故事。這名嬰兒患有先天性心臟缺陷。重慶西游人物砂型3D打印廠家報(bào)價(jià)
寧夏圣隆方舟智能科技有限公司專注技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)，發(fā)展規(guī)模團(tuán)隊(duì)不斷壯大。目前我公司在職員工以90后為主，是一個(gè)有活力有能力有創(chuàng)新精神的團(tuán)隊(duì)。公司以誠(chéng)信為本，業(yè)務(wù)領(lǐng)域涵蓋3D打印，我們本著對(duì)客戶負(fù)責(zé)，對(duì)員工負(fù)責(zé)，更是對(duì)公司發(fā)展負(fù)責(zé)的態(tài)度，爭(zhēng)取做到讓每位客戶滿意。公司憑著雄厚的技術(shù)力量、飽滿的工作態(tài)度、扎實(shí)的工作作風(fēng)、良好的職業(yè)道德，樹立了良好的3D打印形象，贏得了社會(huì)各界的信任和認(rèn)可。