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打印機或者打印出來的物體不滿足用戶的需求。這時，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。在計算機圖形學(xué)或計算機輔助幾何設(shè)計中，3D建模的主要目的是為造型、渲染或動畫，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模型輸出的是一個實物模型，更多需要考慮的是實物模型的物理屬性（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一步修正和加強，需要在建模的過程中就考慮到輸出實物模型的力學(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，對物理屬性的要求影響著數(shù)學(xué)屬性的修改，這兩個屬性相互影響，往往在處理和優(yōu)化的過程中需要迭代進行。我們稱之為面向制造的幾何設(shè)計與優(yōu)化(Fabricationorientedgeometricdesignandoptimization)。這里具有大量的幾何處理與優(yōu)化的計算問題，我們簡要總結(jié)如下：1.幾何計算問題：給定一個3D數(shù)字模型。在生物應(yīng)用領(lǐng)域還有人造骨粉、細胞生物原料等。山東蟾蜍砂型3D打印市場價格

    根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時，當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設(shè)計者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。[13]3D打印完成打印三維打印機的分辨率對大多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體，再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。3D打印(5張)有些技術(shù)可以同時使用多種材料進行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西（如可溶物）作為支撐物。[13]3D打印限制因素編輯材料的限制雖然工業(yè)印刷可以實現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無3D打印胚胎干細胞法實現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。江西煙灰缸砂型3D打印生產(chǎn)廠家激光器在計算機的操控下對粉末進行掃描照射而實現(xiàn)材料的燒結(jié)粘合。

    但相信找到合理的解決方案3D打印技術(shù)的發(fā)展將會更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達到終的完善。[15]3D打印社會評價編輯3D打印[16]3D打印技術(shù)是無法應(yīng)用于大量生產(chǎn)，所以有些**鼓吹3D打印是第三次工業(yè)**，這個說法只是個噱頭。富士康為蘋果代工生產(chǎn)iPhone已經(jīng)多年。郭臺銘以3D打印制造的手機為例，說明3D打印的產(chǎn)品只能看不能用，因為這些產(chǎn)品上不能加上電子元器件，無法為電子產(chǎn)品量產(chǎn)。3D打印即使不生產(chǎn)電子產(chǎn)品，但受材料的限制，可以生產(chǎn)的其他產(chǎn)品也很少，“即使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，也無法量產(chǎn)，而且一摔就碎。[17]“3D打印的確更適合一些小規(guī)模制造，尤其是的定制化產(chǎn)品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來金屬材料肯定會被運用到3D打印中來，”克倫普說，3D打印技術(shù)先后進入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，未來可應(yīng)用的范圍會越來越廣。[17]2014年11月末，3D打印技術(shù)被《時代》周刊為2014年25項年度佳發(fā)明。對消費者和企業(yè)而言，這是個福音。在過去一年中，中學(xué)生們3D打印了用于物理課實驗的火車車廂，科學(xué)家們3D打印了人類組織，通用電氣公司則使用3D打印技術(shù)改進了其噴氣引擎的效率。美國三維系統(tǒng)公司的3D打印機能打印糖果和樂器等。

    涉及到打印材料的外觀模擬、測量以及合成優(yōu)化等技術(shù)；(2)面向醫(yī)療、教育、娛樂和時尚等需求的模型定制問題以及面向光影與聲音效果的逆向設(shè)計問題；(3)通過子塊設(shè)計與打印以及通過鉸鏈，滑輪，齒輪，電機等機械裝置組裝而成的具有特定功能的物體，其中有許多機構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化問題。筆者對于近年來機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)物體設(shè)計方面的工作做了一個綜述，發(fā)表在2017年的《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報》上（PDF下載）。近年來，面向制造的幾何設(shè)計與優(yōu)化方面的研究工作得到了廣泛的關(guān)注，并逐漸成為研究的熱點。筆者于2014年對于之前有關(guān)3D打印幾何處理的研究工作進行了一個綜述，發(fā)表在2015年的《計算機學(xué)報》上（PDF下載），并且在計算機圖形學(xué)的國際前列會議SiggraphAsia2014上組織了一個3D打印幾何設(shè)計與處理的教程Course（鏈接）。之后在Siggraph和SiggraphAsia會議上出現(xiàn)了更多的有關(guān)教程。在2016年夏天，筆者應(yīng)計算機學(xué)會計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)專委會的委托，與國內(nèi)的一些學(xué)者又完成了一份更為詳細的“3D打印中幾何處理的研究進展與趨勢”的發(fā)展報告（PDF下載），對相關(guān)工作進行一個的整理和分類，使得讀者能夠更好地了解3D打印幾何處理方面的進展和發(fā)展方向。通過帶有微細噴嘴的擠出機把材料擠出來，熔融的絲材被擠出后隨即會和前一層材料粘合在一起。

    [40]3D打印汽車行業(yè)2014年9月15日，世界上已經(jīng)出現(xiàn)3D打印建筑、裙帽以及珠寶等，輛3D打印汽車也終于面世。這輛汽車車身上靠3D打印出的部件總數(shù)為40個只有40個零部件，建造它花費了44個小時，低售價（約合人民幣11萬元）。[41]世界臺3D打印車已經(jīng)問世——這輛由美國LocalMotors公司設(shè)計制造、名叫“Strati”的小巧兩座家用汽車開啟了汽車行業(yè)新篇章。這款創(chuàng)新產(chǎn)品在為期六天的2014美國芝加哥國際制造技術(shù)展覽會上公開亮相。用3D打印技術(shù)打印一輛斯特拉提轎車并完成組裝需時44小時。整個車身上靠3D打印出的部件總數(shù)為40個，相較傳統(tǒng)汽車20000多個零件來說可3D打印技術(shù)打印一輛車需時44小時謂十分簡潔。充滿曲線的車身由先由黑色塑料制造，再層層包裹碳纖維以增加強度，這一制造設(shè)計尚屬。汽車由電池提供動力，高時速約64公里，車內(nèi)電池可供行駛190至240公里。盡管汽車的座椅、輪胎等可更換部件仍以傳統(tǒng)方式制造，但用3D制造這些零件的計劃已經(jīng)提上日程。制造該轎車的車間里有一架超大的3D打印機，能打印長3米、寬、高1米的大型零件，而普通的3D打印機只能打印25立方厘米大小的東西。[42]2014年10月29日，在芝加哥舉行的國際制造技術(shù)展覽會上。在系統(tǒng)控制下紫外激光將對液態(tài)的光敏樹脂進行掃描從而讓其逐層凝固成型。江西煙灰缸砂型3D打印生產(chǎn)廠家

計算機圖形學(xué)是3D打印中的不可或缺的一個重要研究領(lǐng)域。山東蟾蜍砂型3D打印市場價格

    都將利用3D打印技術(shù)建造。施工方將會采用一臺近兩米高的3D打印設(shè)備，所使用的“打印耗材”是一種新型建筑材料，融合了混泥土、石膏和塑料。在迪拜的建筑市場，有來自全世界的建筑企業(yè)參與競爭。上述的3D打印建筑將由多家外部公司參與，其中包括中國WinSun環(huán)球公司，該公司已經(jīng)利用3D打印設(shè)備用于建造房屋，其他參與企業(yè)還有Gensler,ThorntonThomasetti和SyskaHennessy等。迪拜官員表示，如果采用3D打印技術(shù)，可以將建筑施工時間和人工成本至少降低一半，另外可以將建筑垃圾減少三成到六成。據(jù)稱，這將是全世界很先進的3D打印作品，也將是很個投入實際運營的3D打印建筑。迪拜方面沒有披露這棟建筑具體的竣工時間。2015年初，迪拜已經(jīng)宣布將會建造一個“未來博物館”，總投資為，這一博物館將會在2017年竣工使用，而此次的3D打印建筑將作為博物館籌建部門的辦公地點。在博物館項目竣工之后，這一3D打印建筑是否會被拆毀目前不得而知。[5]詞條圖冊更多圖冊參考資料1.上海10幢3D打印建筑交付使用建造*用24個小時．觀察者網(wǎng)[引用日期2015-12-27]，你敢住嗎？。山東蟾蜍砂型3D打印市場價格

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