3D打印手板模型的網(wǎng)格化設(shè)計方法

結(jié)合網(wǎng)格化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)產(chǎn)品面向增材制造的優(yōu)化設(shè)計(傳統(tǒng)加工制造工藝復(fù)雜)，通過對產(chǎn)品進(jìn)行內(nèi)部網(wǎng)格化成型，可以較大程度地保證強(qiáng)度，并且減輕重量。該方法的作用在3D打印手板模型用作檢驗設(shè)計方案的外觀造型時尤為明顯，因為此時對模型的強(qiáng)度不必考慮或不必重點(diǎn)考慮，重點(diǎn)關(guān)注其外觀造型。

1.整體抽殼模型。如前所述，大部分3D打印手板模型主要我用于校驗外觀造型方案和可制造性，并非由產(chǎn)品的設(shè)計選材打印而成，對于這類模型可以采用對整個產(chǎn)品模型進(jìn)行抽殼處理的方法，通過保留一定的可打印厚度，創(chuàng)建、打印空殼模型用以校驗外觀造型。

2.蜂窩網(wǎng)格模型。對于較大模型，考慮其造型的穩(wěn)定性，采用內(nèi)部網(wǎng)格掏空，留有一定支撐的設(shè)計更加穩(wěn)妥，通過在原模型大截面上繪制蜂窩圖，拉伸成體，再與原模型相減的方法，可以生成具有中空網(wǎng)格的模型，既不影響模型的外觀展示，還能減少3D打印手板模型的材料消耗，縮短打印時間，同時也使模型具有一定強(qiáng)度。端面上的蜂窩圖布局也可以利用計算機(jī)圖形學(xué)中的Voronoi方法進(jìn)行優(yōu)化，以生成更優(yōu)的蜂窩網(wǎng)格模型。

利用計算機(jī)圖形學(xué)的方法也可以采用生長式形成內(nèi)部支撐網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，再通過外部蒙皮的方法，構(gòu)成蜂窩網(wǎng)格化模型體，中國科技大學(xué)的劉利剛教授團(tuán)隊在這一方面有過研究，利用計算機(jī)網(wǎng)格優(yōu)化算法可以反復(fù)迭代優(yōu)化內(nèi)部網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，該方法也可以用于3D打印手板模型的輕量化設(shè)計，用于生成穩(wěn)固、質(zhì)輕的3D打印產(chǎn)品。