基于3D打印技术的工业产品模型设计文献综述
2020-05-28 23:18:56
基于3D打印技术的工业产品模型设计要求选择一种典型工业产品,完成三维模型设计与优化,同时要完成对产品实物的关键尺寸测量并完成零件和装配。3D打印,作为一项综合性应用技术较强的还不太成熟的技术,它综合了机电控制技术、材料科学与化学技术、信息技术、数字建模等多多方面前沿技术,科技含量高。3D打印机,作为3D打印的核心设备,集机械、控制及计算机等为一体,由数控系统、成型环境和高精度机械系统等组成。
3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本,用软件将其离散分解成若干层平面切片,然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、液体或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。目前,3D打印技术主要应用于产品模型、艺术创作等领域,由于技术和材料等一系列条件的限制,3D打印技术还未完全进军机械和医学等行业,随着技术的完善和材料的研发,3D打印必定会以第三次工业革命的领军角色掀起革命热潮。
文献[1]从实际应用角度出发,用通俗易懂的语言,详细讲解123D Design的各部分功能,并配备大量的插图以帮助理解。为拓展2D图形的绘图能力,书中还介绍了lllustrator中钢笔工具的使用方法以及如何把AutoCAD绘制的平面图导入到123D Design中去创建模型,并讲解Cubify Sculpt 2014的使用,使建模流程更加灵活。
文献[2]介绍了桌面级3D打印的相关知识与操作。本书按模块式教学方法组织内容,分为5个项目和19个任务,包含3D打印概况、3D打印基本应用、3D打印参数调整、3D打印高级应用、3D打印设备维护与打印常见问题处理等。
文献[3]探讨3D打印对基础科学,比如说理论物理研究、生物学基础研究等,走进3D打印技术的大门。介绍3D打印、人工智能、机器人研究、生物工程、互联网等高科技发展的来龙去脉,同时也能简略地了解到支撑在这些热门技术下面的基础科学,诸如物理学、材料学、生物学等的相关进展。没有基础科学研究近年来的辉煌成果,这些制造业数字化、智慧化的梦想,是不可能成为现实的。
文献[4]介绍了Reprap开源3D打印机的历史轨迹,其目的是让大家了解源硬件在推动3D打印机发展中所起的作用;回顾了各个时期的主要3D打印机机型和特点,让大家受到启发,今后也可以在其基础上改进开发适合自己的3D打印机机型;同时给大家选择不同机型的建议;还增添了关于3D打印材料的内容,介绍了各种材料的特性,以及不同技术原理打印机所用的打印材料,还对新型材料做了展望,让大家对3D打印机所用材料有个初步的认识。
文献[5]帮助全面了解3D打印这一新兴技术,而且通过详细的引导,帮助零基础的技术爱好者组装一台属于自己的3D打印机,体会这一技术带来的无限乐趣。先从整体上介绍了3D打印的发展脉络,以及在各个行业的应用前景,并且着重理清3D打印的工艺现状和相关技术,包括各大技术流派、供打印的模型文件、连接打印机的控制软件以及开源的硬件构架。
文献[6]介绍使用AutoCAD和Inventor进行3D打印,分析曲面模型与实体模型之间的差异、使用3D打印的原因及方法、如何设计易于打印的零件、为打印预装配组件设计组合模型以及输出模型到3D打印机等内容。
文献[7]采用Pro/Engineer Wildfire5.0 作为软件基础,概述使用Pro/Engineer软件进行产品设计的基本内容,详细介绍草图设计、零件设计、曲面设计、模型外观显示与渲染、装配设计、工程图制作,在理解模型建立原理、理顺建模思路的基础上,轻松、牢固掌握模型的建立方法。
文献[8]快速成型是一种使设计概念可视化的重要手段,计算机辅助设计的零件模型可以在很短的时间内被加工出来,从而可以很快地对设计结果进行评估验证。