常州電木產品打樣加工「晨加信隆」

三、比較：3D打印區別于其他制造工藝有哪些優勢和劣勢？

   相對于等材制造工藝與減材制造工藝，3D打印具有許多的優勢，已有很多文章進行了詳細的分析與闡述。筆者認為，相對于傳統的制造工藝，3D打印具有如下三個主要的優勢：

   1. 設計空間。對于幾何結構復雜物品（比如內部有非常復雜的拓撲結構或空腔結構的物品），傳統的制造工藝是無法進行加工的，需要將物品進行分解分別加工再組裝。而3D打印將物體分解成一層一層的2D區域，因此加工任意復雜的物體都沒有問題，加工精度只是取決于打印機所能輸出的小材料顆粒。這是3D打印帶給我們大的優勢，能讓設計者設計任意復雜的幾何形狀，設計空間。正是這個優勢，給了我們在幾何設計與優化方面大量需要解決的問題，后面會詳述。



   在計算機圖形學或計算機輔助幾何設計中，3D建模的主要目的是為造型、渲染或動畫，考慮的是模型的數學屬性，比如曲面的形狀、連續性、光滑性、材質、變形等性質；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（力學屬性與功能屬性）。因此，傳統的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及功能屬性。



   近年來，面向制造的幾何設計與優化方面的研究工作得到了廣泛的關注，并逐漸成為研究的熱點。筆者于2014年對于 之前有關3D打印幾何處理的研究工作進行了一個綜述，發表在2015年的《計算機學報》上（PDF），并且在計算機圖形學的國際會議Siggraph Asia 2014上組織了一個3D打印幾何設計與處理的教程Course（鏈接）。之后在Siggraph和Siggraph Asia 會議上出現了更多的有關教程。在2016年夏天，筆者應計算機學會計算機輔助設計與圖形學專委會的委托，與國內的一些學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”的發展報告（PDF），對相關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展方向。