3D打印在設(shè)計(jì)建模數(shù)據(jù)過(guò)程中使用軟件解析

近年來(lái)3D打印技術(shù)，逐漸走入日常生活。尤其在工業(yè)設(shè)計(jì)、模具開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)表現(xiàn)突出。在醫(yī)療行業(yè)、建筑業(yè)、制造業(yè)及食品業(yè)等前景廣泛。未來(lái)3D打印技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。那么在3D打印技術(shù)的整個(gè)過(guò)程里面，其實(shí)起主導(dǎo)作用的就是建模。要想打印東西，你必須進(jìn)行3D建模以后才能用3D打印機(jī)對(duì)建模的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印成型。

一.簡(jiǎn)介
從3D打印技術(shù)原理來(lái)看，與其說(shuō)3D打印是一種打印技術(shù)，不如說(shuō)是從3D虛擬到3D構(gòu)造的過(guò)程。最關(guān)鍵的步驟，是需要在電腦中建立起3D模型。隨后打印的過(guò)程，就是一個(gè)構(gòu)造的過(guò)程。

任何3D設(shè)計(jì)軟件都可以用來(lái)設(shè)計(jì)3D模型，但只有用適合3D打印技術(shù)特點(diǎn)的軟件建模，即能輸出或者轉(zhuǎn)換成STL格式的軟件，方能取得最佳效果。本文介紹幾個(gè)適合3D打印技術(shù)的軟件，及如果導(dǎo)出的STL文件有錯(cuò)誤的話如何修復(fù)，及3D建模中應(yīng)注意的典型問(wèn)題。

二、3D建模
建模一直是普通人實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)想法的最大門檻，隨著信息化社會(huì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)沒(méi)有那么難了.可以繪制3D圖形的軟件有很多，關(guān)鍵是要看它是否能夠生成STL格式的文件。
3D軟件分為兩種類型，一種屬于藝術(shù)創(chuàng)作設(shè)計(jì)用，另一種屬于工業(yè)設(shè)計(jì)用。

1、藝術(shù)設(shè)計(jì)類3D軟件
它可以通過(guò)調(diào)整點(diǎn)、線、面等進(jìn)行細(xì)微的勾勒，更加貼合的完成設(shè)計(jì)。即藝術(shù)類設(shè)計(jì)的3D軟件適合設(shè)計(jì)復(fù)雜的工藝結(jié)構(gòu)圖形，能完美的展現(xiàn)出物體，且非常圓潤(rùn)的進(jìn)行過(guò)渡。藝術(shù)類設(shè)計(jì)3D軟件主要包括：MAYA、3DMAX、Modo、Zbrush等。
（1）MAYAMAYA
功能超級(jí)強(qiáng)大，目前電影、動(dòng)畫制作都更多的使用這款軟件。越是曲面構(gòu)造越需要MAYA的存在。

（2）3DMAX
3DMAX有著大量的插件，最適合制作3D建筑動(dòng)畫這類的作品，被廣泛地應(yīng)用于電視行業(yè)以及娛樂(lè)行業(yè)中。

（3）ModoModo
是一款具備許多高級(jí)技術(shù)的綜合性3D軟件。有許多3D建模工具，如物體繪畫工具、實(shí)體手繪、多邊形減面工具、參考層、手繪凸起體、環(huán)切割、超多邊形細(xì)分曲面、橋接工具等�？梢赃\(yùn)行在蘋果的MacOSX與微軟的Mi-crosoftWindows操作平臺(tái)。

（4）ZbrushZbrush
是一款建模類軟件，在建模，貼圖繪制上面獨(dú)具一格。Zbrush的優(yōu)勢(shì)是筆刷雕刻建模。通常對(duì)人物角色的細(xì)微的雕琢使用Zbrush更強(qiáng)。


2、工程設(shè)計(jì)類3D軟件
眾所周知的有：Sketchup、SolidWorks、PROE、UG，通過(guò)參數(shù)化來(lái)對(duì)物體進(jìn)行解析建模。通過(guò)參數(shù)的設(shè)計(jì)，直接生成3D模型。比如：螺絲的帽兒圓弧部分的直徑是多少、弧度的曲率是多少，螺絲桿兒長(zhǎng)寬多少，圍繞在螺絲桿兒上的螺紋間距多少、深度多少等等，基本就構(gòu)成了整個(gè)螺絲所有的屬性。

（1）Blender
Blender一款開(kāi)源免費(fèi)3D繪圖軟件，功能強(qiáng)大，跨平臺(tái)支持所有的主要操作系統(tǒng)。
●提供了全面的3D創(chuàng)作工具。包括建模（modeling）、uv映射（uv-mapping）、貼圖（texturing）、索鏈關(guān)連（rigging）、蒙皮（skinning）、動(dòng)畫（animation）、粒子（particle）和其它系統(tǒng)的模擬、腳本控制（scripting）、渲染（rendering）、合成（composit-ing）、后期處理（post-production）和游戲制作；
●跨平臺(tái)支持�？梢怨ぷ髟谒�有主流的Windows（XP、Vista、7）、Linux、OSX、FreeBSD、Sun和眾多其它操作系統(tǒng)上；
●高質(zhì)量的3D架構(gòu)帶來(lái)了快速高效的創(chuàng)作流程；

（2）Sketchup
SketchUp是谷歌Google的一個(gè)免費(fèi)交互式的3D模型程序，不僅適合高級(jí)用戶，也適合初學(xué)者。比起CAD程序更為直觀簡(jiǎn)便，初學(xué)者選擇Sketchup即可。

（3）SolidWorks
功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是Solidworks的三大特點(diǎn)。
●SolidWorks提供了一整套完整的動(dòng)態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動(dòng)控制。減少了多余的對(duì)話框，避免了界面的零亂�！馭olidWorks管理員屬性用來(lái)高效地管理整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟。管理員屬性包含所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。

●SolidWorks的資源管理器可以方便地管理CAD文件�！裉卣髂０鍨闃�(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)特征，提供了良好的環(huán)境。
●SolidWorks提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維實(shí)體設(shè)計(jì)。

（4）UG與PROEUG
UG與PROEUG是面向制造行業(yè)的CAD/CAE/CAM高端軟件。用來(lái)從事工業(yè)設(shè)計(jì)、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及工程制造等領(lǐng)域。PROE相比UG略弱一些，PROE能做到的，UG肯定能做到，精確曲面用UG是很好的。

三、3D打印檢查軟件
1、MeshLab
MeshLab是3D發(fā)展和數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域非常著名的軟件，一個(gè)網(wǎng)格處理系統(tǒng)。致力于輔助清理、適配、編輯和顯示非結(jié)構(gòu)化的3D三角形網(wǎng)格。尤其適合于處理3D掃描得到的網(wǎng)格。它可以幫助用戶處理在3D掃描捕捉時(shí)產(chǎn)生的典型無(wú)特定結(jié)構(gòu)的模型，還為用戶提供了一系列工具編輯，清洗，篩選和渲染大型結(jié)構(gòu)的三維三角網(wǎng)格（典型三維掃描網(wǎng)格），該系統(tǒng)依靠了網(wǎng)格處理任務(wù)GPL的心向量圖庫(kù)。

2、MiniMagics
MiniMagics是STL文件檢查軟件，可以導(dǎo)入、保存和壓縮STL文件�？梢圆榭戳慵�和檢測(cè)壞的邊緣，翻轉(zhuǎn)三角形。

3、Netfabb
Netfabb是一款專為增材制造、快速成型和3D打印量身定制的應(yīng)用程序。Netfabb具有觀察、編輯、修復(fù)、分析3DSTL文件和切片文件的功能。

四、3D建模過(guò)程注意的問(wèn)題
1、采用科學(xué)的3D建模方法
3D建模其實(shí)就是運(yùn)用三維軟件制作物體的模型，最終在計(jì)算機(jī)中模擬出真實(shí)的三維物體或場(chǎng)景，由于計(jì)算機(jī)性能的制約，建造出的模型越復(fù)雜面數(shù)越多，在繪制時(shí)要達(dá)到實(shí)時(shí)效果就越困難，若實(shí)時(shí)性太差，就會(huì)使觀察者無(wú)法接受。在建模的過(guò)程中除選擇建模軟件外，還要考慮計(jì)算機(jī)性能和生成物體視覺(jué)感。

2、建模過(guò)程中的主要活動(dòng)
（1）確定數(shù)據(jù)及其相關(guān)過(guò)程；
（2）安全檢查和備份；
（3）選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。這些主要的環(huán)節(jié)不要遺漏。

五、結(jié)論
越是有生命的、越是復(fù)雜流線型的物體，要用設(shè)計(jì)類的3D軟件來(lái)進(jìn)行建模。初學(xué)者選擇3DMAX和MAYA。設(shè)計(jì)拼裝物體或精確制作物體，要選用工程類3D軟件。

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)