3D打印在设计建模数据过程中使用软件解析

近年来3D打印技术，逐渐走入日常生活。尤其在工业设计、模具开发领域，3D打印技术表现突出。在医疗行业、建筑业、制造业及食品业等前景广泛。未来3D打印技术的应用将会更加广泛。那么在3D打印技术的整个过程里面，其实起主导作用的就是建模。要想打印东西，你必须进行3D建模以后才能用3D打印机对建模的数据进行打印成型。

一.简介

从3D打印技术原理来看，与其说3D打印是一种打印技术，不如说是从3D虚拟到3D构造的过程。最关键的步骤，是需要在电脑中建立起3D模型。随后打印的过程，就是一个构造的过程。

任何3D设计软件都可以用来设计3D模型，但只有用适合3D打印技术特点的软件建模，即能输出或者转换成STL格式的软件，方能取得最佳效果。本文介绍几个适合3D打印技术的软件，及如果导出的STL文件有错误的话如何修复，及3D建模中应注意的典型问题。

二、3D建模

建模一直是普通人实现设计想法的最大门槛，随着信息化社会的不断发展，现在已经没有那么难了.可以绘制3D图形的软件有很多，关键是要看它是否能够生成STL格式的文件。

3D软件分为两种类型，一种属于艺术创作设计用，另一种属于工业设计用。

1、艺术设计类3D软件

它可以通过调整点、线、面等进行细微的勾勒，更加贴合的完成设计。即艺术类设计的3D软件适合设计复杂的工艺结构图形，能完美的展现出物体，且非常圆润的进行过渡。艺术类设计3D软件主要包括：MAYA、3DMAX、Modo、Zbrush等。

（1）MAYAMAYA

功能超级强大，目前电影、动画制作都更多的使用这款软件。越是曲面构造越需要MAYA的存在。

（2）3DMAX

3DMAX有着大量的插件，最适合制作3D建筑动画这类的作品，被广泛地应用于电视行业以及娱乐行业中。

（3）ModoModo

是一款具备许多高级技术的综合性3D软件。有许多3D建模工具，如物体绘画工具、实体手绘、多边形减面工具、参考层、手绘凸起体、环切割、超多边形细分曲面、桥接工具等。可以运行在苹果的MacOSX与微软的Mi-crosoftWindows操作平台。

（4）ZbrushZbrush

是一款建模类软件，在建模，贴图绘制上面独具一格。Zbrush的优势是笔刷雕刻建模。通常对人物角色的细微的雕琢使用Zbrush更强。

2、工程设计类3D软件

众所周知的有：Sketchup、SolidWorks、PROE、UG，通过参数化来对物体进行解析建模。通过参数的设计，直接生成3D模型。比如：螺丝的帽儿圆弧部分的直径是多少、弧度的曲率是多少，螺丝杆儿长宽多少，围绕在螺丝杆儿上的螺纹间距多少、深度多少等等，基本就构成了整个螺丝所有的属性。

（1）Blender

Blender一款开源免费3D绘图软件，功能强大，跨平台支持所有的主要操作系统。

●提供了全面的3D创作工具。包括建模（modeling）、uv映射（uv-mapping）、贴图（texturing）、索链关连（rigging）、蒙皮（skinning）、动画（animation）、粒子（particle）和其它系统的模拟、脚本控制（scripting）、渲染（rendering）、合成（composit-ing）、后期处理（post-production）和游戏制作；

●跨平台支持。可以工作在所有主流的Windows（XP、Vista、7）、Linux、OSX、FreeBSD、Sun和众多其它操作系统上；

●高质量的3D架构带来了快速高效的创作流程；

（2）Sketchup

SketchUp是谷歌Google的一个免费交互式的3D模型程序，不仅适合高级用户，也适合初学者。比起CAD程序更为直观简便，初学者选择Sketchup即可。

（3）SolidWorks

功能强大、易学易用和技术创新是Solidworks的三大特点。

●SolidWorks提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。减少了多余的对话框，避免了界面的零乱。●SolidWorks管理员属性用来高效地管理整个设计过程和步骤。管理员属性包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。

●SolidWorks的资源管理器可以方便地管理CAD文件。●特征模板为标准件和标准特征，提供了良好的环境。

●SolidWorks提供的AutoCAD模拟器，使得AutoCAD用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维设计转向三维实体设计。

（4）UG与PROEUG

UG与PROEUG是面向制造行业的CAD/CAE/CAM高端软件。用来从事工业设计、详细的机械设计以及工程制造等领域。PROE相比UG略弱一些，PROE能做到的，UG肯定能做到，精确曲面用UG是很好的。

三、3D打印检查软件

1、MeshLab

MeshLab是3D发展和数据处理领域非常著名的软件，一个网格处理系统。致力于辅助清理、适配、编辑和显示非结构化的3D三角形网格。尤其适合于处理3D扫描得到的网格。它可以帮助用户处理在3D扫描捕捉时产生的典型无特定结构的模型，还为用户提供了一系列工具编辑，清洗，筛选和渲染大型结构的三维三角网格（典型三维扫描网格），该系统依靠了网格处理任务GPL的心向量图库。

2、MiniMagics

MiniMagics是STL文件检查软件，可以导入、保存和压缩STL文件。可以查看零件和检测坏的边缘，翻转三角形。

3、Netfabb

Netfabb是一款专为增材制造、快速成型和3D打印量身定制的应用程序。Netfabb具有观察、编辑、修复、分析3DSTL文件和切片文件的功能。

四、3D建模过程注意的问题

1、采用科学的3D建模方法

3D建模其实就是运用三维软件制作物体的模型，最终在计算机中模拟出真实的三维物体或场景，由于计算机性能的制约，建造出的模型越复杂面数越多，在绘制时要达到实时效果就越困难，若实时性太差，就会使观察者无法接受。在建模的过程中除选择建模软件外，还要考虑计算机性能和生成物体视觉感。

2、建模过程中的主要活动

（1）确定数据及其相关过程；

（2）安全检查和备份；

（3）选择数据存储技术。这些主要的环节不要遗漏。

五、结论

越是有生命的、越是复杂流线型的物体，要用设计类的3D软件来进行建模。初学者选择3DMAX和MAYA。设计拼装物体或精确制作物体，要选用工程类3D软件。

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