可活动关节3D打印模型生成方法研究

3D模型资源一般是静止封闭的网格,无法为3D打印提供可活动的输入结构。针对非专业用户创建可打印的活动模型,进行了活动关节共性参数化设计与参数求解研究,通过实验得到了影响可活动性的共性阈值参数极限。在此基础上,提出一种易于使用的为静止模型添加活动关节的方法,生成了若干可活动四肢的玩偶模型与功能化的生活用品模型。最终3D打印结果说明该方法所设计的关节丰富有效,产生活动模型灵活快速,用户认可度高。     

面向3D打印的结构优化研究进展

3D打印有效地填补了数字化模型设计与真实产品制造之间的鸿沟,将产品设计与制造两阶段更紧密地关联在一起.与传统制造技术相比,它有效地降低了制造约束条件与制造技能要求,因此它有力地推动了个性化产品的设计制造与相关研究.在此背景下,文中面向3D打印,围绕近年来3D模型设计的结构分析与优化大量相关工作,从节省材料、增加强度、提高稳定性和支撑优化4个方面分别介绍了这些工作的研究目标、算法思想及研究结果,最后对这4方面工作进行了总结,并结合当前的技术发展水平,从研究与应用的角度探讨了一些具有挑战性的未来工作.     

多边形Voronoi图填充算法在3D打印中的研究

为了解决3D打印路径填充往复扫描时模型外壁发生形变、减少打印机喷嘴空驶及减少打印变加速次数,人们引用Voronoi图理论进行层面路径规划.这种方法现在在简单多边形的路径规划中已得到很好的应用,但是在对复杂度较高多连通多边形路径规划上容易产生大量的数据冗余.为了解决这些问题,结合利用图像分割边缘化处理技术,对构造复杂度较...     

面向3D打印的自支撑连通性填充结构设计

针对大多数3D打印轻质化填充结构因不能够自支撑而导致模型无法打印成型,额外添加支撑结构又会造成模型内部残留打印材料无法排出的问题,提出一种面向3D打印的自支撑连通性填充结构设计方法.首先,基于每层打印切片构建填充结构;其次,通过调整参数来控制不同层正三角形连续地周期性变化,实现填充结构的自支撑性和连通性;最后,根据每层的几何信息生成可以直接用于打印的G-code文件.通过进行打印实物、打孔灌水和力学测试实验,实验结果表明,该方法可以打印具有不同自支撑角度且包含2个连通区域的填充结构,与5种典型填充结构相比,该填充结构力学性能良好.     

面向3D打印体积极小的拓扑优化技术

与传统制造所生产的产品相比,3D打印产品的成本仍相对较高.因此,如何能在不牺牲打印物体表面质量的前提下通过模型优化来减少打印材料消耗,对于降低打印成本至关重要.针对这一问题,借鉴传统渐进结构优化方法,结合Von Mises应力计算,给出一种面向3D打印体积极小的拓扑优化算法.该算法通过模型力学计算所得的最大Von Mises应力与材料允许应力之比来引导模型体积减小进化,直至最大Von Mises应力达到允许应力值为止.同时,引入多分辨率技术,由粗网格再到细网格进行优化计算,有效地提高了计算效率.与现有其他给定结构模式的方法相比,该优化结果能更好地体现模型荷载受力的传递路径.     

全彩3D打印颜色再现方法

全彩3D打印具有快速再现彩色原型的优势, 已经开始广泛应用于医疗、工业、食品等多个领域. 这些领域对3D打印产品的颜色再现精度要求越来越高, 如何提高全彩3D打印产品的颜色再现质量成为研究热点问题之一. 本文对全彩3D打印的颜色再现方法进行了较为全面的论述. 在对全彩3D打印实现方式分类的基础上, 重点对全彩3D打印颜...     

漫谈3D打印

移动终端的便携性和实时连线的特性赋予了人们无限创新的可能。新的商业模式不断涌现。在各细分行业,3D打印只是噱头,如果真的能颠覆产业,“那我的‘郭’字倒过来写。”鸿海集团董事长郭台铭日前高调唱衰3D打印,引来业界一片哗然。
　　在业内人士看来,3D打印的最大障碍在于商业化运用存疑。但近日,3D打印制造商Stratasys与桌面3D打印生产者Makerbot签订最终合并协议,宣布后者以换股并购交易的方式与Stratasys子公司合并。这意味着,3D打印领域掀起了一轮并购潮,而争夺的对象就是小型桌面用户。     

3D打印漫谈

3D打印是何方神圣？
　　3D打印被广泛地认为有潜力成为颠覆性的技术。关于3D打印的相关报道也屡见报端。这个宣称可以凭借革命性设计终结传统制造业的3D打印究竟是什么？     

玩转3D打印

虽然3D打印机及其耗材的价格门槛已经大大降低,但是对于许多人来说,这一新鲜事物仍然显得相当神秘。如果在使用过程中遇见了一些不知如何解决的问题,就有可能让原本新鲜快乐的3D打印体验大打折扣。     

面向建筑作业3D打印的双机协作任务分配算法

建筑3D打印通常将对象模型做人工划分后交由多机并行工作,模型划分优劣直接影响打印效率和外观效果.为了提高分块质量,提出一种双机协作任务分配算法.首先依据待打印体支撑关系粗略分块,并由分块特征识别模型中支撑柱、短墙、装饰等不宜分割部位;然后以提高并行效率为目的建立分块几何聚集指标和任务均衡指标,并由此构建任务分配多目标优化模型;最后由求解所得的任务子集将原模型切割输出.所提算法针对双机协作模式,但可通过参数调整推广至多机协作.与常见几何均分、按墙体连接划分的分割实验结果对比表明,该算法可避免切割对特征的破坏,且分配任务不均衡度低,能够有效地提高建筑3D打印效率.     

面向陶瓷3D打印的双尺度放样曲面建模

针对陶瓷3D打印的特点,提出基于放样曲面与周期参数曲线嵌入的双尺度轻量化交互式建模和制造工具.对于用户输入的2条封闭曲线,首先在它们之间插值生成中间截面采样点,并在免支撑、路径无干涉等陶瓷3D打印制造约束下对当前曲面形状进行调整,完成基于放样曲面的大尺度曲面建模;然后将采样点之间的直线路径用周期性曲线路径代替,通过调整...     

面向3D生成对抗网络的频域加速器设计

三维生成对抗网络(3D generative adversarial networks, 3D GANs)广泛应用于模型预测、对象生成等领域.针对当前3D GANs加速器存在计算开销高、访存能耗高等问题,提出一种基于快速傅里叶变换(FFTs)的3D GANs频域加速器设计(FAG).首先针对3D GANs加速器计算开销高的问题,提出支持频域3D GANs计算的硬件架构,利用频域低计算复杂度特性和频域反卷积中的零值模式以减少计算开销;其次针对3D GANs加速器访存能耗高的问题,提出支持3D卷积和反卷积计算的频域映射调度流,利用频域共轭对称特性和反卷积中的零值模式减少访存开销.基于ModelNet数据集和3个3D GANs模型(3DGAN, 3D-IWGAN和3D-PhysNet)的评估结果表明,与具有代表性的频域加速器相比, FAG可使性能提高76%,能效提高141%;与具有代表性的空间域加速器相比, FAG的性能提高6倍,能效提高46倍.     

便携式3D 解密3D打印笔

时下流行的三维立体打印技术,让我们通过3D打印机即可打印出各种逼真实用的3D物件。但是传统3D打印机成本高、使用困难、便携性差,这严重限制了3D打印的普及(图1)。近日Future Make Technology公司开发出了可以随身携带的3D打印笔——Polyes Q1。那么什么是3D打印笔?它又是怎样实现3D打印的呢?     

3D打印离我们有多远?

3D这个词往往使人对相关物品产生"高科技"的一种感觉,像3D电影、裸眼3D等等,现在又一门冠有3D名词的技术——3D打印正在悄悄接近我们的生活。最近有2条消息引发了3D打印在人群中的关注热度:一条是说3D打印要革传统制造业的命;另一条是关于美国的3D打印机制造商转向普通消费市场。一贯而言,由于普通人对新技术的不了解,可能会对所看到的消息有所误解;另外也是媒体对于轰动性的需要,报道的内容难免有些偏离实际。简而言之3D打印     

3D车载环视全景生成方法

通过单应矩阵生成的鸟瞰视角全景图像存在严重的信息损失和边缘模糊形变。为三维空间点加入约束,将其限制在二维空间中,可以实现一幅图像从一个视角唯一变换另一视角。假设3D空间点来自于一个“包裹”车辆的曲面,使得原始摄像头图像上每一点对应的投影线都和曲面有交点,摄像头从不同角度观察曲面和车辆,便可生成多视角全景图像。针对相交区域也进行了特殊处理。最后的实验表明,生成的多视角的全景图像既可以充分利用原始图像信息从不同视角观测车辆周边场景,同时也减少了边缘模糊和扭曲,相交区域的过渡也显得更加自然、平滑。     

多照片美化打印很简单

虽然数码照片放在电脑中便于长期保存,但是观看不便,缺少纸质照片的那种温馨感,如果想打印自己的照片的话,还要临时下载并学习各类图片处理工具其实只要合理运用我们平时最常用的软件,就可以做成让我们意想不到的精美相册,通过合适的途径打印照片,既美观又节约。     

多照片美化打印很简单

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3D打印未来时

作为商业成功的典范之一,李嘉诚的举动总是不可避免受到众多瞩目。近期,他斥资1000万美元投资了一家可以3D打印肉类产品的科技公司,这家名为Modern Meadow的美国初创公司能够通过3D打印技术在实验室里培养出猪肉牛肉等畜肉以及真皮皮革。此举引发了A股市场的震动,这样的震动或许不仅缘自于李嘉减个人魅力,也源自于3D扣打印这个技术本身。