3D打印在設計建模數據過程中使用軟件解析

近年來3D打印技術，逐漸走入日常生活。尤其在工業(yè)設計、模具開發(fā)領域，3D打印技術表現突出。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3D打印技術的應用將會更加廣泛。那么在3D打印技術的整個過程里面，其實起主導作用的就是建模。要想打印東西，你必須進行3D建模以后才能用3D打印機對建模的數據進行打印成型。

一.簡介
從3D打印技術原理來看，與其說3D打印是一種打印技術，不如說是從3D虛擬到3D構造的過程。最關鍵的步驟，是需要在電腦中建立起3D模型。隨后打印的過程，就是一個構造的過程。

任何3D設計軟件都可以用來設計3D模型，但只有用適合3D打印技術特點的軟件建模，即能輸出或者轉換成STL格式的軟件，方能取得最佳效果。本文介紹幾個適合3D打印技術的軟件，及如果導出的STL文件有錯誤的話如何修復，及3D建模中應注意的典型問題。

二、3D建模
建模一直是普通人實現設計想法的最大門檻，隨著信息化社會的不斷發(fā)展，現在已經沒有那么難了.可以繪制3D圖形的軟件有很多，關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，一種屬于藝術創(chuàng)作設計用，另一種屬于工業(yè)設計用。

1、藝術設計類3D軟件
它可以通過調整點、線、面等進行細微的勾勒，更加貼合的完成設計。即藝術類設計的3D軟件適合設計復雜的工藝結構圖形，能完美的展現出物體，且非常圓潤的進行過渡。藝術類設計3D軟件主要包括：MAYA、3DMAX、Modo、Zbrush等。
（1）MAYAMAYA
功能超級強大，目前電影、動畫制作都更多的使用這款軟件。越是曲面構造越需要MAYA的存在。

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

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

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


2、工程設計類3D軟件
眾所周知的有：Sketchup、SolidWorks、PROE、UG，通過參數化來對物體進行解析建模。通過參數的設計，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，基本就構成了整個螺絲所有的屬性。

（1）Blender
Blender一款開源免費3D繪圖軟件，功能強大，跨平臺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）、索鏈關連（rigging）、蒙皮（skinning）、動畫（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；
●高質量的3D架構帶來了快速高效的創(chuàng)作流程；

（2）Sketchup
SketchUp是谷歌Google的一個免費交互式的3D模型程序，不僅適合高級用戶，也適合初學者。比起CAD程序更為直觀簡便，初學者選擇Sketchup即可。

（3）SolidWorks
功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新是Solidworks的三大特點。
●SolidWorks提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標拖動控制。減少了多余的對話框，避免了界面的零亂�！馭olidWorks管理員屬性用來高效地管理整個設計過程和步驟。管理員屬性包含所有的設計數據和參數，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鍨闃藴始�和標準特征，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慣，順利地從二維設計轉向三維實體設計。

（4）UG與PROEUG
UG與PROEUG是面向制造行業(yè)的CAD/CAE/CAM高端軟件。用來從事工業(yè)設計、詳細的機械設計以及工程制造等領域。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)展和數據處理領域非常著名的軟件，一個網格處理系統(tǒng)。致力于輔助清理、適配、編輯和顯示非結構化的3D三角形網格。尤其適合于處理3D掃描得到的網格。它可以幫助用戶處理在3D掃描捕捉時產生的典型無特定結構的模型，還為用戶提供了一系列工具編輯，清洗，篩選和渲染大型結構的三維三角網格（典型三維掃描網格），該系統(tǒng)依靠了網格處理任務GPL的心向量圖庫。

2、MiniMagics
MiniMagics是STL文件檢查軟件，可以導入、保存和壓縮STL文件�？梢圆榭戳慵�和檢測壞的邊緣，翻轉三角形。

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

四、3D建模過程注意的問題
1、采用科學的3D建模方法
3D建模其實就是運用三維軟件制作物體的模型，最終在計算機中模擬出真實的三維物體或場景，由于計算機性能的制約，建造出的模型越復雜面數越多，在繪制時要達到實時效果就越困難，若實時性太差，就會使觀察者無法接受。在建模的過程中除選擇建模軟件外，還要考慮計算機性能和生成物體視覺感。

2、建模過程中的主要活動
（1）確定數據及其相關過程；
（2）安全檢查和備份；
（3）選擇數據存儲技術。這些主要的環(huán)節(jié)不要遺漏。

五、結論
越是有生命的、越是復雜流線型的物體，要用設計類的3D軟件來進行建模。初學者選擇3DMAX和MAYA。設計拼裝物體或精確制作物體，要選用工程類3D軟件。

來源：網絡