在3D打印中，3D数字化模型是前提和基础，3D打印是结果，它使3D模型“落地开花”。但是，在很多情况下，3D模型并不能直接输出给3D打印机或者打印出来的物体不满足用户的需求。这时，就需要经过一些几何建模与处理的方法，将输入的3D模型进行修正、调整、处理和优化，使其能更好地满足3D打印的需求，避免打印出的物体无法正常发挥功能。在计算机图形学或计算机辅助几何设计中，3D建模的主要目的是为造型、渲染或动画，考虑的是模型的数学属性，比如曲面的形状、连续性、光滑性、材质、变形等性质；而在3D打印中，3D模型输出的是一个实物模型，更多需要考虑的是实物模型的物理属性（力学属性与功能属性）。因此，传统的3D建模与处理的手段需要进一步修正和加强，需要在建模的过程中就考虑到输出实物模型的力学及功能属性。一方面，模型的数学属性影响着其物理属性；另一方面，对物理属性的要求影响着数学属性的修改，这两个属性相互影响，往往在处理和优化的过程中需要迭代进行。我们称之为面向制造的几何设计与优化(Fabricationorientedgeometricdesignandoptimization)。这里具有大量的几何处理与优化的计算问题，我们简要总结如下：1.几何计算问题：给定一个3D数字模型。橡胶类材料具备多种级别弹性材料的特征。重庆西游人物砂型3D打印厂家报价

    打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。[5]3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。[13]3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。类型累积技术基本材料挤压熔融沉积式(FDM）热塑性塑料，共晶系统金属、可食用材料线电子束自由成形制造(EBF)几乎任何合金粒状直接金属激光烧结（DMLS）几乎任何合金电子束熔化成型（EBM）钛合金选择性激光熔化成型(SLM)钛合金，钴铬合金，不锈钢，铝选择性热烧结（SHS）热塑性粉末选择性激光烧结（SLS）热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末粉末层喷头3D打印石膏3D打印(PP)石膏层压分层实体制造（LOM）纸、金属膜、塑料薄膜光聚合立体平板印刷（SLA）光硬化树脂数字光处理。吉林蟾蜍砂型3D打印批发按工件的分层截面数据在液态的光敏树脂表面进行逐行逐点扫描。

    轻松跻身前列超跑行列。[44]2015年7月，美国旧金山的DivergentMicrofactories(DM)公司推出了世界上3D打印超级跑车“刀锋(Blade)”。全球首辆3D打印超级跑车诞生[45]3D打印电子行业3D打印笔记本电脑[46]2014年11月10日，全世界3D打印的笔记本电脑已开始预售了，它允许任何人在自己的客厅里打印自己的设备，价格为传统产品的一半。这款笔记本电脑名为Pi-Top，将会到2015年五月才会正式推出。但是，通过口耳相传，它现在已在两周内累计获得了。[46]服装服饰许多女人深知，遇到一件很合身的衣服是很不容易的事，用3D打印机制作的衣服，可谓是解决女人们挑选服装时遇到困境的。一个设计工作室已经成功使用3D打印技术制作出服装，使用此技术制作出的服装不但服装服饰(2张)外观新颖，而且舒适合体。这件裙子价格为，制作过程中使用了2，279个印刷板块，由3316条链子连接。这种被称作“4D裙”的服装，就像编织的衣服一样，很容易就可以从压缩的状态中舒展开来。创始人之一，并担任创意总监的杰西卡回忆说这件衣服花费了大约48个小时来印制。这家位于美国马萨诸塞州的公司还编写了一个适用于智能手机和平板电脑的应用程序，这有助于用户调整自己的衣服。使用这个应用程序。

    3D打印技术近年来发展很快，可以预见，3D打印在智能制造、中国制造2025与工业、云制造等领域会发挥着非常重要的作用。未来在各个行业都有着广阔的应用，网上的报道很多，在此不详述。从科研的角度来看，3D打印中的几何设计与优化仍有许多新的问题和新的方向值得去探索。笔者这里列举几个我们正在思考和从事研究的问题和方向，以供大家探讨交流。：现在的基于点和三角网格的表达，或者基于NURBS曲面表达的3D形状是适合于数控加工（减材制造）的；我们认为，隐式曲面在增材制造方面具有系列良好的优点，切片计算快，几何计算简单等。我们正在研究基于隐式曲面的几何表达用于3D打印的广泛应用。2.组合材料：材料的不同组合能得到不同物理特性的物体，组合优化也是是几何的空间分布优化；不同的组合材料、功能材料、梯度材料的设计与优化，使用多重材料混合打印是个值得探索的方向。3.动态机构设计：3D打印的机构设计研究仍处在初级阶段，3D打印机的机械结构与其它制造方式相比显得较为简单，人们对于机器人的憧憬，对于3D打印机构设计这个研究方向而言既是一个机会也是一个挑战。如何更简单、高效地设计动态3D打印模型甚至3D打印机器人可能成为未来这方面研究的重点。材料是3D打印的物质基础，是当前制约3D打印发展的瓶颈之一。

    3D打印并不神秘：它只是一种新型的制造和加工工艺3D打印技术出现在上世纪80年代末至90年代初（也称为快速成型技术），至今也就30年不到的时间。其原理很简单：以3D数字模型文件为输入，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。形象来讲，普通的打印机是将2D图像或图形数字文件通过墨水输出到纸张上；3D打印机则是将实实在在的原材料（比如金属、陶瓷、塑料、砂等）输出为一薄层（物理上具有一定的厚度），然后不断重复一层层叠加起来，终变成空间实物。因此，3D打印在输出某一分层时，过程与喷墨打印是相似的。就像盖房子，是通过一块一块砖所累积而成，而3D打印的物品是通过原材料的一粒一粒所累积而成。由于3D打印是将材料一层一层堆积而成，因此也称为增材制造工艺。3D打印并不神秘，相对于具有千年的等材制造工艺和具有百年的减材制造工艺，它只是一种制造成型的新工艺，只有30年不到的历史。 现有的3D打印设备有很多种，设备是与材料配合来设计的。重庆西游人物砂型3D打印厂家报价

激光器在计算机的操控下对粉末进行扫描照射而实现材料的烧结粘合。重庆西游人物砂型3D打印厂家报价

    [27]3D打印脊椎植入人体2014年8月，北京大学研究团队成功地为一名12岁男孩植入了3D打印脊椎，这属全球首例。据了解，这位小男孩的脊椎在一次足球受伤之后长出了一颗恶性，医生不得不选择移除掉所在的脊椎。不过，这次的手术比较特殊的是，医生并未采用传统的脊椎移植手术，而是尝试先进的3D打印技术。[28]研究人员表示，这种植入物可以跟现有骨骼非常好地结合起来，而且还能缩短病人的康复时间。由于植入的3D脊椎可以很好地跟周围的骨骼结合在一起，所以它并不需要太多的“锚定”。此外，研究人员还在上面设立了微孔洞，它能帮助骨骼在合金之间生长，换言之，植入进去的3D打印脊椎将跟原脊柱牢牢地生长在一起，这也意味着未来不会发生松动的情况。[28]3D打印手掌[29]3D打印手掌残疾2014年10月，医生和科学家们使用3D打印技术为英国苏格兰一名5岁女童装上手掌。这名女童名为海莉·弗雷泽，出生时左臂就有残疾，没有手掌，只有手腕。在医生和科学家的合作下，为她设计了假肢并成功安装。[29]3D打印心脏救活2周大先心病婴儿2014年10月13日，纽约长老会医院的埃米尔·巴查博士(Bacha)医生就讲述了他使用3D打印的心脏救活一名2周大婴儿的故事。这名婴儿患有先天性心脏缺陷。重庆西游人物砂型3D打印厂家报价

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