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              發布時間:2021-05-10 08:20  

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                 2. 零技能制造。傳統的制造工藝設備龐大且昂貴,需要較高的技能才能進行操作。而3D打印機(比如FDM 3D打印機)小巧而廉價,有些已經進入家庭,使用簡單方便;相對于昂貴的鑄模,3D打印只需要一個數字化文件即可進行成型。因此,通過3D打印,能夠輕松實現產品的個性化設計與定制,大大縮短了產品的研發時間。這個優勢給了我們非機械專業的研究工作者,也能進行相關的幾何、結構、材料等方面的研究,大大加深和拓展了制造中所存在的相關研究問題。


                 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。


                 1. 3D幾何的表達:現在的基于點和三角網格的表達,或者基于NURBS曲面表達的3D形狀是適合于數控加工(減材制造)的;我們認為,隱式曲面在增材制造方面具有系列良好的優點,切片計算快,幾何計算簡單等。我們正在研究基于隱式曲面的幾何表達用于3D打印的廣泛應用。   2. 組合材料:材料的不同組合能得到不同物理特性的物體,組合優化也是是幾何的空間分布優化;不同的組合材料、功能材料、梯度材料的設計與優化,使用多重材料混合打印是個值得探索的方向。


              對于美國宇航局的太空探索任務來說,3D打印技術尤其重要,國際空間站目前已有三個以上的備用組件,可以用工業級3d打印機制造。該設備將利用聚合物和其它材料,采用增量擠壓制造技術,逐層生產物品。三維打印實驗是美國航天局未來的一項重點科研項目,3D打印部件和工具將提高空間任務的準確性和安全性,另外,由于不需要從地球運輸,可以降低空間任務的成本。


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