3D打印技术在图学模型中的应用研究

冯志徽，黄伟莉

（东华理工大学机械与电子工程学院，南昌 330000）

0 引言

目前市场常用的组合模型一直以来是木制和塑料制品，采用切削加工和注塑成型方法制作，模型形体呈整体式结构或对分剖切式结构，功能单一，无法进行形体变换，且笨重不便携带。其中几何体常见的连接组合方式有螺纹连接、键连接、销连接或是胶水黏合等，无法拆分。而采用3D打印技术制作组合模型，各种基本单元体采用薄壁中空结构，可实现轻量化要求。

光固化3D打印，又称立体光刻（SLA），是最早发展的商用3D技术[1－2]，也是目前非金属类的物件快速制造广泛使用的主流技术[3]。根据铸造、打磨、抛光等工艺的实际需求，设计出可用于组合的3D模型，通过光固化3D打印机打印出可组合树脂模型，代替传统工艺。

在光固化3D打印技术制作组合模型的过程中，3D建模和可铸造树脂3D打印是两个最为重要的环节，本文就这两个环节在制作组合模型中遇到的问题进行探究，优化模型的设计和打印的流程，以达到最好的倒模效果，供模型之间能随意组合。

1 光固化3D打印技术的工作过程

光固化3D打印技术的打印机基本构成和打印原理如图1所示。光固化快速成型系统由5个部分组成，分别为液槽、可升降工作台、激光器、扫描系统和计算机控制系统[4]。工作时，在液槽中盛满液态光固化聚合物，带有很多小孔洞的可升降工作台在步进电机的驱动下，沿着Z轴方向做往复运动[5]。扫描系统由一组定位镜组成，它能依据计算机控制系统发出的指令，按照每一层的截面的轮廓信息做高速往复摆动，使得激光器发出的激光束反射后聚集在液槽里的液态聚合物表面上，同时沿此面做X－Y平面的扫描运动。……