3d列印技術的原理及建模工藝成型的小技巧

快速成型屬於離散／堆積成型。它從成型原理上提出一個全新的思維模式維模型，即將計算機上製作的零件三維模型，進行網格化處理並存儲，對其進行分層處理，得到各層截面的二維輪廓信息，按照這些輪廓信息自動生成加工路徑，由成型頭在控制系統的控制下，選擇性地固化或切割一層層的成型材料，形成各個截面輪廓薄片，並逐步順序疊加成三維坯件．然後進行坯件的后處理，形成零件。 快速成型的工藝過程具體如下：

1 ）產品三維模型的構建。由於 RP 系統是由三維 CAD 模型直接驅動，因此首先要構建所加工工件的三維CAD 模型。該三維CAD模型可以利用計算機輔助設計軟體（如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等）直接構建，也可以將已有產品的二維圖樣進行轉換而形成三維模型，或對產品實體進行激光掃描、 CT 斷層掃描，得到點雲數據，然後利用反求工程的方法來構造三維模型。

2 ）三維模型的近似處理。由於產品往往有一些不規則的自由曲面，加工前要對模型進行近似處理，以方便後續的數據處理工作。由於STL格式文件格式簡單、實用，目前已經成為快速成型領域的准標準介面文件。它是用一系列的小三角形平面來逼近原來的模型，每個小三角形用 3 個頂點坐標和一個法向量來描述，三角形的大小可以根據精度要求進行選擇。 STL 文件有二進位碼和 ASCll 碼兩種輸出形式，二進位碼輸出形式所佔的空間比 ASCII 碼輸出形式的文件所佔用的空間小得多，但ASCII碼輸出形式可以閱讀和檢查。典型的CAD 軟體都帶有轉換和輸出 STL 格式文件的功能。

3 ）三維模型的切片處理。根據被加工模型的特徵選擇合適的加工方向，在成型高度方向上用一系列一定間隔的平面切割近似后的模型，以便提取截面的輪廓信息。間隔一般取0.05mm~0.5mm， 常用 0.1mm 。間隔越小，成型精度越高，但成型時間也越長，效率就越低，反之則精度低，但效率高。

4 ）成型加工。根據切片處理的截面輪廓，在計算機控制下，相應的成型頭（激光頭或噴頭）按各截面輪廓信息做掃描運動，在工作台上一層一層地堆積材料，然後將各層相粘結，最終得到原型產品。

5 ）成型零件的后處理。從成型系統里取出成型件，進行打磨、拋光、塗掛，或放在高溫爐中進行后燒結，進一步提高其強度。