3D打印技術(shù)在創(chuàng)意家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、3D打印技術(shù)在創(chuàng)意家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用摘要：隨著技術(shù)的開(kāi)展，3D打印技術(shù)逐步滲透進(jìn)各行各業(yè)。在家具制造業(yè)中，通過(guò)3D打印技術(shù)，不僅可以制造出更多具有創(chuàng)意外形的家具，更是大大縮短了制作周期，提高了制作效率。本文簡(jiǎn)要介紹了3D打印技術(shù)的原理，探究了3D打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的開(kāi)展歷程，分析了傳統(tǒng)家具制造工藝的缺點(diǎn)和利用3D打印技術(shù)制造家具的優(yōu)勢(shì)。并通過(guò)具體的操作流程，講解了通過(guò)3D打印技術(shù)制造ET單椅模型的全過(guò)程。關(guān)鍵詞：3D打?。杭揖咴O(shè)計(jì)與3D打?。?D打印的運(yùn)用中國(guó)分類號(hào)：J525.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編碼：1672-7053202107-0135-023D打印機(jī)的橫空出世，打破了傳統(tǒng)的束縛，使得以往造

2、型復(fù)雜、耗時(shí)驚人的家具可以很快地生產(chǎn)出來(lái)，解放了生產(chǎn)力的同時(shí)增加了產(chǎn)量。將3D打印技術(shù)融入到家具設(shè)計(jì)中去，是家具市場(chǎng)的又一重大的突破，不僅可以很快地將設(shè)計(jì)的產(chǎn)品打印出來(lái)，并且可以直接面向市場(chǎng)，大大提高了設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的效率。13D打印技術(shù)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)3D打印機(jī)所使用石膏、尼龍、金屬、陶瓷等可以被溶解成粉末狀的材料，打印出的物體是立體的。整體來(lái)說(shuō)，3D打印機(jī)可以打印出真實(shí)產(chǎn)品的一種機(jī)器。3D打印的工作流程主要分兩步：首先通過(guò)建模軟件設(shè)計(jì)并建出理想的立體的產(chǎn)品模型，并將產(chǎn)品模型導(dǎo)入3D打印機(jī)。建模軟件和打印機(jī)之間銜接的標(biāo)準(zhǔn)文件的格式為STL，這種類型的文件在模擬物體外表的時(shí)候，選擇的是三角面來(lái)進(jìn)行

3、模擬，其選擇的三角面積越小，那么代表物體外表的分辨率越高，當(dāng)然最后打印成型的物體三角面就會(huì)越多，然后再往3D打印機(jī)里添加液化的或者是粉化、絲化的原材料，啟動(dòng)機(jī)器即可打印出建模軟件里的模型1-4。2家具設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)2.1傳統(tǒng)家具制造目前家具的生產(chǎn)一直都是設(shè)計(jì)好圖紙，然后按照“原木一開(kāi)料一烘干一下料一拼版一下料一畫線一開(kāi)榫、打眼、開(kāi)槽一組裝一油漆一包裝一出廠這個(gè)模式進(jìn)行生產(chǎn)的。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于家具機(jī)械以及人工的誤差調(diào)整，家具的生產(chǎn)需要頻繁的修正，因而導(dǎo)致家具的生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)，消耗人力物力，制作本錢高。2.23D打印技術(shù)與家具設(shè)計(jì)隨著科技的不斷進(jìn)步，在進(jìn)行家具生產(chǎn)的時(shí)候假設(shè)使用3D打印技術(shù)即可

4、以忽略掉前面的傳統(tǒng)步驟，直接從圖紙到成品，一步到位。并且3D打印技術(shù)打印出的家具從外觀來(lái)看，打印出的家具逐層堆積形成了十清楚顯的紋路，外表層的質(zhì)量看起來(lái)也是非常勻稱的，并且每層都十分的流暢和一致|5。如果充分的利用打印的紋路，就不會(huì)使得那些紋路影響到家具的美觀程度，并且還可以使得打印出的家具獨(dú)一無(wú)二。與此同時(shí)，3D打印的家具可以讓室內(nèi)設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的生動(dòng)性，使得家具變得更加具有立體感，給我們帶來(lái)視覺(jué)上的沖擊力。33D打印技術(shù)在ET單椅制作中的運(yùn)用3.1制作準(zhǔn)備根本材料：3D打印專用石膏粉末，3D打印專用彩色膠水，Colorbond3D打印機(jī)：Project660Pro，毛刷。3.2具體制作步驟1

5、建模軟件選擇。這里使用的是3Dsmax20219。2單位配置。點(diǎn)擊菜單欄的自定義單位設(shè)置，在公制里面選擇毫米，點(diǎn)擊確定。3座面建模。1選擇右邊的建模菜單窗口，選擇標(biāo)準(zhǔn)根本體下面的球體，球體的參數(shù)為半徑250mm，分段數(shù)100，半球0.6。此時(shí)由于座面是向下的，需要在Z軸方向翻轉(zhuǎn)，點(diǎn)擊鏡像翻轉(zhuǎn)。2復(fù)制一個(gè)上訴中的模型，并使用縮放工具進(jìn)行縮小。3選擇位于下方的半圓，進(jìn)行布爾運(yùn)算。點(diǎn)擊右邊的建模工具下拉菜單，切換至復(fù)合對(duì)象，選擇布爾，切割掉上方的半圓。4制作兩邊鏤空。選擇標(biāo)準(zhǔn)根本體一圓柱，圓柱參數(shù)為半徑100，高度300，邊數(shù)100。并在圓柱上添加一個(gè)FFD3*3*3的命令，并調(diào)整FFD節(jié)點(diǎn)。使用旋

6、轉(zhuǎn)命令，使得變形后的圓柱為傾斜插入半圓。調(diào)整好位置之后，鏡像出另一個(gè)，并調(diào)整好位置。繼續(xù)對(duì)之前的座面進(jìn)行布爾運(yùn)算切割掉這兩個(gè)變形后的圓柱，效果。4腿部制作。1選擇建模菜單中的擴(kuò)展根本體，選擇切角長(zhǎng)方體。建出一個(gè)長(zhǎng)35、寬35、高350、圓角3的切角長(zhǎng)方體。并添加一個(gè)FFD2*2*2的命令，把腿部下端縮小并傾斜一點(diǎn)即可。2使用鏡像命令對(duì)腿部進(jìn)行對(duì)稱復(fù)制，并對(duì)后腿進(jìn)行適當(dāng)傾斜增加其穩(wěn)定性。5賦予材質(zhì)。3D打印機(jī)只能識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)，所以請(qǐng)勿使用V-ray材質(zhì)進(jìn)行賦予。由于本模型只有白色座面與黃色椅腿，所以只需要賦予白色與黃色材質(zhì)即可。6導(dǎo)出模型。因?yàn)?D打印機(jī)中有自帶的一款文件識(shí)別軟件3DEditor

7、Pro，這款軟件可以識(shí)別多種類型的模型文件，但wrl格式是最容易操作的方法之一，所以此處選擇導(dǎo)出wrl格式用于后面打印。在完成模型的建立后，將模型保存并導(dǎo)出，在文件名一欄需要選擇VRML97的格式。7翻開(kāi)3DEditPr02.Ox64界面。8點(diǎn)擊File-Open，找到步驟2中保存的wrl文件。9翻開(kāi)導(dǎo)出的被保存為wrl格式的模型文件，并在ChoosethePperationMode窗口選擇Fixmode修復(fù)模型選項(xiàng)，模型修復(fù)完畢會(huì)彈出窗口。點(diǎn)擊鼠標(biāo)并移動(dòng)，使3D模型在操作界面內(nèi)進(jìn)行各方位的旋轉(zhuǎn)，檢查導(dǎo)出的模型是否有誤，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么需要重新使用3Dsmax軟件進(jìn)行編輯修改，再導(dǎo)出新的wr

8、l格式的模型文件并重復(fù)步驟9和步驟10。正確之后的模型。10如果上個(gè)步驟確認(rèn)模型無(wú)誤，便將模型重新保存為zpr格式。11翻開(kāi)3DPint界面。12將之前保存的zpr模型文件翻開(kāi)，點(diǎn)擊Next命令跳過(guò)彈出的ChooseUnitsfor窗口，在Scale選擇視圖大小界面選擇100%，如果有提示模型尺寸太大，那么選擇稍小一點(diǎn)的視圖。這里選擇30%。點(diǎn)擊Next進(jìn)入到顯示界面。注：如果在接下來(lái)的過(guò)程中想要重新修改視圖大小，那么可以點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇Scale命令進(jìn)行修改。13模型檢查之后如果沒(méi)有什么問(wèn)題，即可打印。打印之前，首先確認(rèn)3D打印機(jī)處在在線Online狀態(tài)，如果沒(méi)有，那么要設(shè)置打印機(jī)選項(xiàng)使其處

9、在Online狀態(tài);在3DPrint軟件菜單欄上選擇Settings-PrinterSettings;在PrinterSettings打印機(jī)設(shè)定窗口下選擇SelectPrinter命令，在Select3DPrinter窗口下選擇Network，并選擇Find命令，使其搜索到連接的打印機(jī)，確認(rèn)無(wú)誤那么點(diǎn)擊OK;返回到Select3DPrinter繼續(xù)點(diǎn)擊IOK即可;最后關(guān)閉PrinterSettings的界面。注：如果在點(diǎn)擊Find命令后不能搜索到打印機(jī)，那么需要確認(rèn)打印機(jī)和電腦的連接是否正常。14在3DPrint軟件界面，選擇Home菜單下的Build命令;在彈出的PrintingOption

10、s窗口中選擇OK;在繼續(xù)彈出的Maintenance窗口中選擇Close提示DidyoulubePistonScrews，進(jìn)行兩次確認(rèn);最后進(jìn)入PrinterStatus界面，確認(rèn)是否打印機(jī)的材料數(shù)量能否滿足此次打印操作，如果有某項(xiàng)材料數(shù)量缺乏，那么后面的參數(shù)一欄那么會(huì)進(jìn)行紅色警告提醒，在添加相關(guān)的材料數(shù)量后那么會(huì)顯示正常。添加完畢點(diǎn)擊Print即可。15打印完畢后，不能馬上取出模型，應(yīng)使模型靜置于打印機(jī)內(nèi)10小時(shí)以上方可取出。在3D打印機(jī)設(shè)置中選擇VACUUM命令，對(duì)打印物周圍多余的材料進(jìn)行真空吸粉回收。之后拿起真空管進(jìn)行吸粉，實(shí)現(xiàn)記住打印成品的位置，先把沒(méi)有打印的區(qū)域的粉末吸除，按照粉量的

11、大小選擇適宜的真空管頭，在吸粉操作時(shí)應(yīng)把握輕、準(zhǔn)、慢的原那么。16當(dāng)打印區(qū)域之外的粉根本被吸完之后，使用毛刷對(duì)打印區(qū)域進(jìn)行清理，用較低的力度刷去貼近打印品的粉末，再使用小號(hào)的真空管頭對(duì)打印品周圍進(jìn)行粉末吸取，重復(fù)這兩個(gè)操作直到能夠完好取出打印品。17取出成品后，再用毛刷對(duì)打印品進(jìn)行細(xì)部的清理，剔除掉多余的粉末，然后將打印品放置進(jìn)打印機(jī)清潔倉(cāng)。18使用空管和紙巾對(duì)打印倉(cāng)進(jìn)行清潔，并選擇BUILDCHAMBER-RAISEPLATFORM將打印倉(cāng)升高到8.00，關(guān)閉倉(cāng)門。然后選擇CLEANPARTS命令，在打印機(jī)清潔倉(cāng)中進(jìn)行吹風(fēng)操作。19在清潔倉(cāng)中，使用噴漆管對(duì)打印品外表的粉末進(jìn)行清潔。在清潔之前

12、保證打印品的穩(wěn)定，以免打印品被吹倒。20當(dāng)打印品外表粉末被吹風(fēng)管清理干凈，便將清潔完的打印品放進(jìn)ColorBond固化膠水槽中，浸泡30秒左右，使用手套翻轉(zhuǎn)打印品保證打印品每個(gè)局部都被浸泡。最后，將浸泡好的打印品拿出懸于膠水槽上方直至不再滴膠，然后將其放置于硫酸紙上自然風(fēng)干。21最后展現(xiàn)的就是打印好的成品。4總結(jié)處于科學(xué)技術(shù)高速開(kāi)展的21世紀(jì)，3D打印技術(shù)的產(chǎn)生和持續(xù)的進(jìn)步，為制造行業(yè)提供了一個(gè)全新的方向.家具制造業(yè)也不例外。本次研究通過(guò)使用3D打印技術(shù)制造家具模型，清楚地了解了3D打印的具體流程，其高效和便捷也突顯了3D打印技術(shù)對(duì)創(chuàng)意家具設(shè)計(jì)起到的巨大的作用。3D打印技術(shù)融入到創(chuàng)意家具設(shè)計(jì)中，使得一些概念型的家具也可以投入市場(chǎng)，打破那些傳統(tǒng)的、陳舊的設(shè)計(jì)，讓家具市場(chǎng)注入_股新鮮的氣息。本文系2021年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程工程工程編號(hào)：2021JGA115。參考文獻(xiàn)【1】蘇也惠，邢妍.3D打印技術(shù)在三維模型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究J，藝術(shù)科技，