CN112140527A - 3d打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法 - Google Patents

3d打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，涉及3D打印技术领域。3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，其方法如下：S1：对获取的3D模型的三维数据进行适合打印机大小的分解，并且利用软件自动做好卡槽来作为拼接定位；S2：利用受力分析软件分析3D模型的受力结构，并按照各个部位受力情况自动计算出该部位最佳抽壳壁厚。本发明通过受力分析软件分析3D模型的受力结构并通过受力部位计算出该部位的打印壁厚，同时对于受力较强的部位，在抽壳之前，利用布尔运算将钢管通过的部位计算出，并在3D模型上自动生成孔洞的方式能够有效的将受力转移到钢管上，从而能够有效的减少该部位的打印厚度。

Description

3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料或者砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物，通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人，打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等，之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似，这项打印技术称为3D立体打印技术。
目前的主流3D打印机尺寸是600*600mm以及800*800mm，对于超过2米的产品，都需要进行拆分，然后拼接成一个整体，对于这样的大型展示用零件或者样品，打印时间和打印的重量是决定这样的零件或者样品的价格和制作周期，现有技术采用整体壁厚加粗，先对实体模型抽壳，然后再拆分的方法，无法做到局部加厚壁厚，局部加强操作复杂，不能有效控制打印的结构和成本，为此提出一种3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，其方法如下：
S1：对获取的3D模型的三维数据进行适合打印机大小的分解，并且利用软件自动做好卡槽来作为拼接定位；
S2：利用受力分析软件分析3D模型的受力结构，并按照各个部位受力情况自动计算出该部位最佳抽壳壁厚，同时对于需要利用钢管进行局部加强的部位，在抽壳之前，利用布尔运算将钢管通过的部位计算出，并在3D模型上自动生成孔洞，全部完成后得到多个零部件分解图A；
S3：利用切片软件将多个零部件分解图A进行切片，得到.gcode格式的打印数据B；
S4：启动3D打印机，通过数据线把.gcode格式的打印数据B传送给3D打印机，同时，在3D打印机内装入3D打印材料，利用抽壳软件调试打印平台，设定打印参数，将3D模型的各个拼接零部件打印出来；
S5：将3D模型打印出的各个实体零部件进行拼装，得到3D打印模型成品。
更进一步地，所述S1步骤中3D模型获取方法可以为直接下载、通过3D扫描仪逆向工程建模或者利用3D建模软件建模。
更进一步地，所述S1步骤中的3D模型分解软件和S4步骤中的抽壳软件均采用Magics软件。
更进一步地，所述S2步骤中的受力分析软件采用ansys软件。
更进一步地，所述S3步骤的切片软件采用cura软件。
更进一步地，所述3D建模软件可以使用Solidworks、ProE/Creo、UG、Catia、AutoCAD或者Inventor中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过受力分析软件分析3D模型的受力结构并通过受力部位计算出该部位的打印壁厚，同时对于受力较强的部位，在抽壳之前，利用布尔运算将钢管通过的部位计算出，并在3D模型上自动生成孔洞的方式能够有效的将受力转移到钢管上，从而能够有效的减少该部位的打印厚度，该发明方法采用局部加厚的方法方便快捷，同时也能快速进行局部进行加强处理，以达到最低成本，满足产品的要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
采用该3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法对人体模型进行打印，其方法如下：
S1：利用3D扫描仪对人体模型进行扫描，并采用逆向工程建模获取该人体模型3D模型的三维数据，进一步的利用Magics软件将该人体模型的3D模型进行适合打印机大小的分解，并且利用Magics软件自动做好卡槽来作为拼接定位；
S2：利用ansys软件分析该人体模型的3D模型的受力结构，并按照各个部位受力情况自动计算出该部位最佳抽壳壁厚，本人体模型中需要对左脚、右大腿、腰部和上身利用钢管内穿进行支撑，在抽壳之前，利用布尔运算将钢管通过的部位计算出，并在3D模型上自动生成孔洞，在腰部和上身部位，由于其需要承载右脚及双手和头部的重量，所以还需局部加强，采用的办法是在过钢管通孔的旁边在布尔运算出最佳直径的平行通孔，这样就保证了该部位的强度，全部完成后得到多个零部件分解图A；
S3：利用cura软件将多个零部件分解图A进行切片，得到.gcode格式的打印数据B；
S4：启动3D打印机，通过数据线把.gcode格式的打印数据B传送给3D打印机，同时，在3D打印机内装入3D打印材料，利用Magics软件调试打印平台，设定打印参数，将3D模型的各个拼接零部件打印出来；
S5：将3D模型打印出的各个实体零部件进行拼装，得到3D打印模型成品。
对比例：
采用目前常用方法对该人体模型的3D模型进行打印。
项目 打印材料重量 打印时间 打印成本 节约成本率
实施例 2403g 8.2小时 4534元 45.5％
对比例 4008g 15.3小时 8321元 /
表1
通过表1可知，利用该发明方法进行3D打印时，不但能够节省打印时间，提高打印效率，同时能够大大的节约打印材料成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，其特征在于：其方法如下：
S1：对获取的3D模型的三维数据进行适合打印机大小的分解，并且利用软件自动做好卡槽来作为拼接定位；
S2：利用受力分析软件分析3D模型的受力结构，并按照各个部位受力情况自动计算出该部位最佳抽壳壁厚，同时对于需要利用钢管进行局部加强的部位，在抽壳之前，利用布尔运算将钢管通过的部位计算出，并在3D模型上自动生成孔洞，全部完成后得到多个零部件分解图A；
S3：利用切片软件将多个零部件分解图A进行切片，得到.gcode格式的打印数据B；
S4：启动3D打印机，通过数据线把.gcode格式的打印数据B传送给3D打印机，同时，在3D打印机内装入3D打印材料，利用抽壳软件调试打印平台，设定打印参数，将3D模型的各个拼接零部件打印出来；
S5：将3D模型打印出的各个实体零部件进行拼装，得到3D打印模型成品。
2.根据权利要求1所述的3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，其特征在于：所述S1步骤中3D模型获取方法可以为直接下载、通过3D扫描仪逆向工程建模或者利用3D建模软件建模。
3.根据权利要求1所述的3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，其特征在于：所述S1步骤中的3D模型分解软件和S4步骤中的抽壳软件均采用Magics软件。
4.根据权利要求1所述的3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，其特征在于：所述S2步骤中的受力分析软件采用ansys软件。
5.根据权利要求1所述的3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，其特征在于：所述S3步骤的切片软件采用cura软件。
6.根据权利要求2所述的3D打印大型拼接展示样品中的内部加强结构的方法，其特征在于：所述3D建模软件可以使用Solidworks、ProE/Creo、UG、Catia、AutoCAD或者Inventor中的一种。
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