3D打印技术在研发家具与陈设课程教具中的应用研究_蒙少青

2017年07月13日 22:53  点击:[]

3D 打印技术在研发家具与陈设课程 教具中的应用研究

蒙少青

(广州城建职业学院建筑工程学院 510925

本文 介绍 3D 印技术结合家具与陈设课程教具的特点分析 3D 打印教具的优点并以打印缩微椅子教具 模型为例阐述 3D 打印教具的主要步骤

关键词3D打印家具与陈设教具研发

中图分类号:TD334.8 文献标识码:A 文章编号1673-0038201715-0111-02


近几年,桌面级 3D 打印机的盛行,使设计师个性定制产品 成为可能。在教育领域,传统教学用具的获取途径大多通过在特 定厂家进行采买,其购买的资金成本高,同时也不能满足全部教 学要求。但 3D 打印机,就可针对教学需求来制作出满足相应功 能的教学教具,也可以在家具与陈设课程教具的研发中产生极 大作用。

1 3D 打印简介

3D 打印属于快速成型技术的一种,是一种以电脑绘制的数 字模型文件为基础,使用粉末状金属或塑料等可以粘合的材料, 通过逐层堆积打印的方式来构造物体的技术。

3D 打印技术在教学教具方面有很多应用。2015 8 月, Dem Bones 团队用 3D 打印机打印了一整套犬科骨骼的模型,为 俄勒冈州立大学兽医学专业提供教具,这套骨骼的关节处装有 磁铁,既能活动又便于拆卸和重新组装,售价也比市场售格低 50%20157月,台湾中学数学老师陈宗义用3D打印制作教 具,将复杂数学习题空间概念具体化,让学生不再觉得数学难 解。2016 11 月,包头市科技少年宫的教师用 3D 打印教具为孩 子们上航海模型船体制作课。这些案例说明3D打印技术在教学 教具方面的应用已经非常广泛。

2 家具与陈设课程教具的特点

家具与陈设是一门综合性较强的课程,需要让学生掌握各类 常用家具的基本尺寸、造型、结构和用材,使学生具备家具设计 与布置相应陈设品的能力。 因此,在实际教学中,实物展示的方 式最直观、也最能展现家具各部分的内容。 但由于学校资金以及 历史地理文物等原因,许多史上经典的家具只能通过图片和视 频的方式呈现,而不能用实物展示。 学生没有代入感,教学效果 也被大打折扣。 同时,采买的教学用具案例也比较单一,难以针 对学校的教学特色进行紧密跟进,难以针对课堂教学案例进行 相应的展示。

如果采用 3D 打印创建教具,就可解决上述问题。 课程老师 可根据教学内容有针对性地打印教具,相关模型打印工作也可 让学生参与,增加实践机会。

3 3D 打印教具的优点

与通过采买获得的教具相比较,3D打印教具可以个性化订 制,并具备以下优点:

1)可让学生参与。 可以让学生在软件课上完成教具的三维


真正的使企业增强竞争力。

2.3 制定详实合理的战略计划提高信息化

建筑企业应当努力实现信息交换的网络化、信息收集的高效 化。 信息技术的集成化以及信息储存的自动化。 除此之外,建筑 施工企业要努力适应当今时代的发展,将企业自身的发展需求 与信息技术的研发工作相适应。 所以,当今企业发展的当务之急 就是要制定详实合理的战略计划提高信息化。

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我们应当意识到科学技术是第一生产力,信息技术对建筑工 程建设工作的重要作用是无法替代的。 随着当今时代的发展,信 息技术也在不断的完善当中,应用的范围也十分的广泛,并且取 得了良好的应用效果。 信息技术在建筑工程管理当中的应用不 仅使建筑工程管理工作的难度系数有所降低,同时,使建筑施工 的安全度与质量得到保障。 现阶段,信息技术在工程管理的应用 中已经取得了初步的成效,当然我们要清楚地认识到信息技术 在工程管理中的应用还存在一些问题,还需要相关的工作人员 不断进行强化,及时解决现阶段存在的问题,促进建筑工程管理 工作的发展,保证建筑施工的质量。

参考文献

[1] 郑岭峰浅谈工程施工项目的信息化管理建设及应用[J] 河北工程技术 高等专科学校学报,2013101):246~248.

[2] 马玉丽,李亚宁建筑工程管理中信息化技术的应用研究[J] 城市建设 理论研究(电子版),2013.

[3] 陈作优建筑工程管理的约束条件与信息化技术的实施[J].城市建设理 论研究(电子版), 2013.

[4] 杨力浅谈信息技术在建筑工程管理中的应用[J]世界华商经济年鉴城乡建设, 2013.

收稿日期:2017-4-1 建模任务,并亲自操作 3D 打印机制作。这样增强了学生的实践 能力,又激发学习兴趣,活跃课堂。

(2) 节约环保。教具部分零件的丢失与缺损,可通过相应的三 维模型创建与打印来获得补充。这样节约了资金,也延长了教具 的使用寿命。

(3) 可展示复杂的结构与造型。传统采买的教具由于成本等 原因,难以展示复杂的结构与造型。但 3D 打印的模型由于成本 低廉、计算机三维建模快速方便等原因,可以制造出各种复杂的 结构与造型。

⑷制作过程透明直观。从计算机三维模型的创建到3D 印输出,整个过程都是可见的。 学生可以在全程的参与中加深对 教学内容的理解。

(5) 可批量化生产。将三维模型的数字文件进行复制,然后使 用多台3D打印机同时进行打印,极大地提高了工作效率,也实 现了批量化生产,能够短时间内解决教具不能满足学生人手一 个的窘境。

(6) 可远程传输与制作。 三维模型的数字文件可通过网络传 给异地的3D打印机进行打印,可以满足学校之间的交流。也可 根据具体情况对模型进行调整与差异化打印,满足并适应了不 同的教学环境。

4 3D 打印教具的步骤

以打印一个缩微椅子教具模型为例,介绍3D打印教具的主 要步骤:

(1) 根据家具与陈设课程的需要,确定椅子模型的样式和尺 寸,明确靠背、扶手、坐面、前后腿等部件之间的组合方式以及各 部件的尺寸。

(2) 用三维软件创建椅子各部件的模型。 由于椅子等家具的 形体简单,可以使用3dsMaxMayaCAD等软件直接建模。

(3) 生成STL文件。桌面3D打印机主要识别STL格式的3D 模型文件3dsMaxMayaCAD等软件都可以导出这种格式的文 件。

(4) 将模型文件进行分层切片。使用 CuraRepetier Host 等软 件把计算机创建完的3D模型分层切片,并设计好打印的路径、 填充密度、角度和外壳等。最后储存成3D打印机能使用的.geode 文件格式。

(5) 打印。启动3D打印机,通过数据线或SD卡将.geode 式文件传送给3D打印机,装入打印材料,调平打印平台,设定参 数,然后打印机开始工作。

(6) 去除支撑、毛边。3D打印好的模型会在细节上出现问题, 比如支撑造成的次边、剥离基座后产生的凸起等。 这些要使用美 工刀、小钳子或铲子等工具进行修整才能获得满意的造型。

(7) 上色。打印好的模型教具只能算作半成品,接着还需要打 磨与上色处理,主要有以下三个步骤:

 修正外形,打磨掉层纹。采取堆积方式打印模型的3D 印机,其完成的作品上会有层纹出现,会导致模型的表面不够平 整光滑,也对后续的补土及上色产生较大影响。 因此,需要进行 层纹的打磨处理。 常用的工具有:打磨水砂纸、打磨条、迷你抛光 打磨机等。

 上补土。打磨之后,还要上补土。上补土可让油漆更好地附 着在模型表面上,使颜色更加艳丽、均匀统一,同时减弱模型的 层纹感。 上补土多为喷涂的方式,并采取多次薄喷的处理方式, 将整个模型表面都补完土。

 上色。 在上色的时候应遵从大面积到小面积的规则。 上色 有手涂和喷涂两种方式。

手涂:用毛笔直接上色。该方法易使模型表面产生笔纹痕迹, 影响效果,因此要采用井字形交叉的手法进行上色,横向纵向 来回地平涂两到三遍,使笔纹痕迹减淡,使色彩均匀饱满。 该方 法的器材成本较低,但个人手涂技巧、美感等因素对最终效果影 响很大,效果表现欠佳。

喷涂:使用气泵与喷笔将涂料喷涂到模型表面,是当前3D 打印产品的主要上色工艺之一。 该方法的器材成本比手涂法要 高,但模型表面的喷涂效果均匀。 喷涂完大面积的模型表面后, 对小面积的喷涂上色可采用遮盖的方式,即用不粘胶带粘好特 定形状后,采用喷涂法将颜色涂上,待油漆干燥之后,再小心地 将胶带撕下。

手涂和喷涂这两种方式都能呈现出逼真的效果,因此可根据 实际条件自行选择。 但在遇到复杂的结构喷涂时,通常是将手涂 和喷涂相结合,来达到完整、准确上色的目的。

(8) 组装或模拟组装。按照椅子模型的原设计稿,将各部位零 件进行模拟组合,观察接合部位的契合度是否合乎设计,不合适 的地方需用工具修整。 同时,要根据教学的需求来决定各部件是 否需要粘接组合。

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本文首先介绍3D打印技术,结合家具与陈设课程教具的特 点,分析3D打印教具的优点,并以打印一个缩微椅子教具模型 为例阐述3D打印教具的主要步骤。从中可以看出,3D打印可以 很好的完成家具与陈设课程教具研发工作,同时3D打印在研发 其他课程教具方面也有宽广的前景。

参考文献

1] 王旻峥.3D打印技术在订制化软装设计中的应用[叨北京工业大学, 2016.

2] 杜楠地理教具的3D打印设计与实践研究D]福建师范大学,2016.

3] 匡鑫.3D打印技术在教具制作与教学中的应用J]南方农机,2015(12): 64.

收稿日期:2017-3-19 作者简介:蒙少青(1983-),硕士,建筑装饰工程技术专业教师。

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