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在飛機、汽車、工藝美術(shù)品和模具等行業(yè)的設計和制造中,通常是由復雜的自由曲面拼接而成,因此在概念設計階段難以用嚴密、統(tǒng)一的數(shù)學語言來描述。這些產(chǎn)品的初始模型是通過對事先制造出的木制或泥制模型來實現(xiàn)數(shù)字化產(chǎn)生的。近年來,逆向設計法在產(chǎn)品造型設計中形成并逐漸走向成熟。而以技術(shù)為切入點的產(chǎn)品設計,首先要做的就是如何在外觀上展示新技術(shù),讓產(chǎn)品為自己說話,讓消費者能夠直接感受到新技術(shù)的差異性或特殊性。
由于產(chǎn)品造型的逆向設計有起點低、成本低、周期短、易改型、易創(chuàng)新等特性,自出現(xiàn)以來便受到了現(xiàn)代工業(yè)設計師的關(guān)注。目前該技術(shù)在下面幾方面得到了廣泛應用:
a.用于汽車、摩托車等具有較復雜曲面外型產(chǎn)品的修復與改型設計中;
b.用于設計與制造個性化的產(chǎn)品,如人體擬合、太空服裝設計、假肢設計等;
c.根據(jù)客戶樣件進行模具設計時,該項技術(shù)可使自動化程度大大提高;
d.在樣件缺少圖形文件時,可用逆向設計來生成圖形文件:
e.在快速原形制造中逆向設計可實現(xiàn)原形產(chǎn)品的快速準確建模并進行重新設計;
f.用于對產(chǎn)品模型進行運動模擬和對比,代表軟件;
h. 對產(chǎn)品模型的受力情況進行對比;
g. 對注塑件進行注塑分析;
3D打印機在設計文件指令的導引下,先噴出固體粉末或熔融的液態(tài)材料,使其固化為一個特殊的平面薄層。
首層固化后,3D打印機打印頭返回,在首層外部形成另一薄層。
第二層固態(tài)液化后,打印頭再次返回,并在第二層外部形成另一薄層。如此往復,終薄層積累成為三維物體。
3D打印機不像傳統(tǒng)制造機器那樣通過切割或模具塑造制造物品。通過層層堆積形成實體物品的方法從物理的角度擴大了數(shù)字概念的范圍。
對于要求具有精密的內(nèi)部凹陷或互鎖部分的形狀設計,3D打印機是首要的加工設備,它可以將這樣的設計在實體世界中實現(xiàn)。