3d论文参考文献

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3D打印技术在工业设计的应用论文

摘要 ：3D打印技术是一项具有工业革命意义的先进制造技术，可推动工业设计模式发生变革，拓展工业设计的内涵，促使工业设计思维的解放，缩短设计周期，节省研发成本，降低企业风险。本文阐述了3D打印的技术体系，探讨了3D打印技术在工业设计上的应用，分析了3D打印技术对工业设计的影响。

关键词 ：3D打印；工业设计；应用；影响

一、3D打印技术

（一）3D打印技术原理。3D打印技术最早称为快速成形技术或快速原型制造技术，是在当代CAD/CAM技术、机械工程、分层制造技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的一种先进制造技术。它是以计算机三维数字模型为蓝本，用软件将其分解成若干层平面切片，然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将可粘合材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出产品。

（二）3D打印技术的常见细分类别及可使用材料。常见的3D打印技术根据成型技术的不同可以分为下表几个类别：

（三）3D打印的优势。3D打印技术是大批量生产形式向小批量、个性化生产形式发展的引领技术，其突出优势在于生产结构、外观复杂的物品而不增加成本、多样化不增加成本，在于无须组装、零时间交付、设计空间无限、零技能制造、不占空间、便携制、减少废弃副产品、材料无限组合及精确的实体复制。

二、3D打印在工业设计中的应用

（一）概念模型、功能原型的制作。在工业设计的流程中，需要反复制作不同作用和类型的零件、模型，传统的方法有着制作周期长、劳动强度高、精度差、成本高等诸多缺点，而使用3D打印技术可以快速、轻松、精准的得到所需的零件、模型。

（二）工业设计过程中所需工具的制作。工业设计是一个充满创造力活动，不同的产品、不同的设计师在设计过程中需要用到各种各样的器材和工具来辅助，这些工具大多数都是设计师根据需要自行制作。这时，可以通过3D打印机完成，而不是耗费大量的时间、精力通过各种加工方式去制作。3D打印设备在工具制作上不仅可以缩短时间，降低成本，还可以构造出结构更加精密、质量更加轻盈、更加符合人体工程学的产品，大幅度提高设计的效率。

（三）小批量产品生产。随着3D打印技术的发展，其打印成本和打印时间进一步下降，可以打印的材料、方式不断丰富，使其在小批量产品生产上与传统加工制造工艺相比，有着生产流程短、时间少、成本低等巨大优势，而且不受时间、空间、机床、模具的限制，只要有需要便可以随时暂停生产，对设计进行修改，解除了传统制造业的技术、成本、工期等限制，这样，设计的产品不但快速而且灵活的得以生产。

三、3D打印对工业设计的.影响

（一）解放束缚，改变设计理念。传统的设计造型受产品的生产、组装等工艺制约，使得设计师的创造力、想象力受到束缚。而随着3D打印技术的发展和成熟，结构、外观再复杂的产品都能通过3D打印机打印出来，且浑然一体。如此，设计师可以将精力集中在产品形态、外观创意和功能创新、改进上，使产品的造型设计多元化、结构设计一体化、使用人性化趋势逐渐显现，在其技术、经济、美学、环境、人机等属性因素中，人机属性和美学属性因素所占的比例得到提高。传统的工业设计是建立在传统的大批量生产方式之上的，这就要求设计是根据一个模型来进行的，即使是所谓的个性化设计也只是将模型的生成范围缩小了。这意味着使用者的心理、生理及使用时间、环境等差异性在设计过程中难以体现。如鼠标设计就是这种典型的设计方式：传统设计模式是让使用者手掌的大小、使用的习惯、个性需求等去适应有限的规格、型号，而3D打印技术则可根据使用者的手形、习惯、个性需求等设计、生产出与其完全匹配的产品。3D打印技术使产品的个性化设计与生产成为可能，利用3D打印技术可以实现产品的量身定做，真正实现以人为本。

（二）3D打印技术对工业设计流程及成本的影响。在设计过程中，顺畅而高效的设计交流是工业设计开发取得成功的重要保证。其中各种类型的模型是交流的重要手段之一，手工制作的模型在精度、质感、触感等方面与概念的设计预期都存在较大偏差，而3D打印能克服这些缺点，使设计团队中的每个成员及用户都能够直观地看到和触摸这些概念模型，比较它们之间的结构、外形和功能的差别与优劣。另外，工业设计过程中的模型如果用手工制作的话将耗费相当长的时间，是缩短产品上市时间的最大障碍，采用3D打印可大大缩短概念模型和产品原型的制作时间，从以往的几天乃至几个星期缩短到几小时。近年来，随着产品复杂化和个性化的发展趋势，设计过程中模型加工和制造的成本非常高，复杂模型甚至要求制作专用模具和加工工艺以保证模型的精度和真实效果，而3D打印技术可实现模型随时、随地制作，大幅度降低设计成本。

（三）3D打印技术对设计产业的影响。传统的工业设计模式受到固有减式生产方式所制约，由专业设计师主导。但随着3D打印技术的日趋成熟，独立设计师对于传统加工业的依赖性将越来越小。对于那些具有较强的创新意识，具备一定的设计、研发能力的消费者很可能变成设计师和生产商。随着3D打印技术所带来的社会化制造，独立设计师和品牌也将崛起。

四、3D打印在工业设计中所面临的问题

3D打印由设计师、设计软件、设备、材料等共同作用，相互影响。在工业设计领域，3D打印技术解放了设计束缚，激发了设计师的创作灵感，但用于3D打印技术的设计软件、模型输出格式等方面依然需要进一步发展与完善。目前，3D打印技术可以与设计完美地结合在一起已经在诸多产品上得以证实，并获得了广泛的认可，但是如何让其在更多的产品生产中发挥应有的作用，仍是一个需要不断探讨的问题。同时，3D打印技术其本身又存在先天性不足，例如：打印尺寸受技术和打印机的限制、产品打印时间过长及大批量生产时无成本优势等，这些原因使3D打印仍不能代替传统制造工艺。结论：3D打印技术在工业设计领域已经获得了重大的发展和应用。在工业设计领域，3D打印技术不仅可以满足当下人们对个性化、订制化产品的要求，还可以实现结构、外观复杂产品的制造，提高设计制造精度，大大缩短设计周期，降低设计成本，激发了设计师的创作灵感，为产品设计带来新的生命力，同时催生了大量独立设计师及设计品牌，有良好的发展前景。同时，3D打印技术也存在一些技术和推广上的缺点与不足，但随着3D打印技术的发展、成熟及设计人员的不懈努力，一定会在工业设计领域得到越发广泛的应用。

参考文献：

[1]蔺薛菲.3D打印技术对制造业产品设计的影响研究[J].艺术与设计(理论),2015,08:103-105.

[2]付航,李鹏.3D打印技术在产品设计中的应用概况[J].美与时代(城市版),2015,10:85-87.

3d打印技术的应用论文2500字

　　现如今，3D打印机是民用市场出现的一个新词，在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。我整理了3d打印技术2500字论文，希望能对大家有所帮助!
　　3d打印技术2500字论文篇一：《试谈3D打印技术及其应用发展》
　　【摘要】本文通过分析3D打印机的原理， 总结 了几种典型的3D打印技术，分析其市场应用和发展方向，得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。

　　【关键词】3D;打印机;3D打印技术

　　1.前言

　　近来，三维(3D)打印技术[1]在发达国家兴起，前不久在网上流传的3D打印手枪，引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物，全球已有不少公司推出了个人3D打印机，它已在平常生活中开始普及。2012年4月，英国《经济学人》刊文认为，3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”，3D打印则是“增材制造技术”，它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。

　　2.3D打印机的原理及技术

　　2.1 3D打印机

　　3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。快速成形技术诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种全新制造技术。它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体，可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

　　不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样，那就是“分层制造，逐层叠加”[3]，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台“立体打印机”，因此得名。

　　2.2 3D打印机的原理

　　3D打印机根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。

　　每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程就像一个“积分”的过程。

　　整个过程是在电脑的控制下，由3D打印系统自动完成的。不同公司3D打印使用的成形材料不同，系统的工作原理也有所区别，但其基本原理都是一样的，那就是“分层制造、逐层叠加”。这种工艺可以形象地叫做“增长法”。

　　2.3 3D打印技术

　　2.3.1 SLA技术

　　光固化成型法(SLA)是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是，首先通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面;然后升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。

　　SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入 其它 成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。

　　2.3.2 SLS技术

　　选择性激光烧结技术(SLS)是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层，层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。

　　整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。对于金属粉末激光烧结，在烧结之前，整个工作台被加热至一定温度，可减少成型中的热变形，并利于层与层之间的结合。

　　与其它3D打印机技术相比，SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前，可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统，所以SLS的应用广泛。

　　2.3.3 PDM技术

　　熔积成型(FDM)法，该 方法 使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高1℃)，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面，一层成形后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层堆积形成三维工件。

　　该技术污染小，材料可以回收，用于中、小型工件的成形。成形材料：固体丝状工程塑料;制件性能相当于工程塑料或蜡模;主要用于塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。

　　2.3.4 LOM技术

　　分层实体制造法(LOM)，又称层叠法成形，它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料，其成形原理如图所示，激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据，将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，利用热粘压装置将已切割层粘合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、粘合，最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模型外，还可以直接制造结构件或功能件。 　　LOM技术的优点是工作可靠，模型支撑性好，成本低，效率高。缺点是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。成形材料主要是涂敷有热敏胶的纤维纸;制件性能相当于高级木材;主要用途是快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。

　　3.3D打印技术的市场应用及发展方向

　　3.1 建筑设计领域

　　建筑模型的传统制作方式，渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准，现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试[4]，3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。

　　3.2 磨具制造领域

　　玩具制作等传统的模具制造领域[5]，往往模具生产时间长，成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具。

　　3.3 医学领域

　　在医学领域的应用近几年来，人们对3D打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用3D打印技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值，近年来许多医院推出3D打印胎儿服务。

　　3.4 航空航天领域

　　在航空航天领域中，空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性，采用3D打印技术，根据CAD模型，由3D打印设备自动完成实体模型，能够很好的保证模型质量。

　　3.5 家电和食品领域

　　3D打印技术在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用，使许多家电企业走在了国内前列。美的、华宝、小天鹅、海尔等都先后采用3D打印技术来开发新产品，收到了很好的效果。

　　3D打印在食品领域也有成功的应用。做成的鲜肉特别有弹性，而且烹饪后肉质松散有嚼头，丝毫不逊于真正的肉，就连肉里的微细血管都能打印出来。人们吃到“3D肉”的日子不会太远，因为美国泰尔基金会近日已投资成立了“鲜肉3D打印技术公司”，希望能够为大众提供安全放心的猪肉产品。这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理，就连肉里的微细血管都能打印出来。

　　4.总结

　　3D打印是产业界自主创新的过程，政府主要负责引导方向，要让民营企业有充分的自主发展空间，同时对一些敏感行业或者产品要加强监管。3D打印技术市场潜力巨大，势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具，改由更加灵巧的电脑软件主宰，这便是第三次工业革命的到来的标志[6]。在这种势头下，传统的制造业将逐渐失去竞争力。

　　参考文献

　　[1]古丽萍.蓄势待发的3D打印机及其发展[J].北京：数码印刷，2011(10)：64-67.

　　[2]丁军涛.快速成形技术在企业实际生产中的应用[J].陕西：科技探索，2012(8).

　　[3]郑利文.Objet Geometries公司推出多种复合材料3D打印机[J].北京：模具工业，2008(2)：73.

　　[4]梁晨光.3D打印技术纵览“印”出来的真实世界[J].北京：微型计算机，2008(6)：106-109.

　　[5]乔益民，王家民.3D打印技术在包装容器成型中的应用[J].重庆：包装工程，2012(11)：68-72.

　　[6]丁博强.3D打印推动第三次工业革命[J].上海：创意产业，2013(2).
　　3d打印技术2500字论文篇二：《浅谈3D打印的误差分析》
　　【摘 要】本文从理论上介绍3D打印的基本原理，并系统的分析了成型的前期数据处理、成型加工过程和后处理三个阶段各因素对成型精度的影响。同时，提出了改进成型制件精度的 措施 和方法，对快速成型技术的发展有一定的指导意义。

　　【关键词】快速成型;成型精度;工艺参数

　　0.引言

　　3D打印与传统的制造业去除材料加工技术不同，其遵循的是加法原则。首先设计出所需零件的三维模型，然后根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层)，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码;最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。

　　目前基于分层制造原理，将三维造型转化为二维轮廓信息叠加造型的快速加工方法，其成型制件的精度与很多因素有关。

　　1.前期数据处理误差

　　在成型制件建模完成之后，需要将其进行数据方面的转换，目前被应用最多的就是STL格式文件，主要是用小三角面片来近似的逼近任意曲面模型或实体模型，能够较好的简化CAD模型的数据格式，同时在之后的分层处理时，也能够较好的获取每层截面轮廓上的相对于模型实体上的点。

　　1.1 STL格式化引起的误差

　　STL格式文件的实质就是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD实体模型，其主要的优势就在于表达清晰，文件中只包括相互衔接的小三角形面片的节点坐标和其外法向量。用来近似逼近的三角形数量将直接影响着实体的表面精度，数量越多，则精度越高，但是三角形数量太多即过高的精度要求，会造成文件内存过大，增加数据处理时间。所以应在精度范围内选择合理的离散三角形数量。当用建模软件输出STL格式文件时都需要确定精度，也就是模拟原模型的最大允许误差。当表面为平面时将不会产生误差，如果表面为曲面时，误差则将不可避免的存在。

　　目前，为了得到准确的实体截面轮廓线，应用较多的就是采用CAD直接切片法，该方法可以从根本上消除由STL格式而造成的截面轮廓误差，同时也能够有效的消除格式转换造成的精度误差。

　　1.2模型分层对成型精度的影响

　　对模型进行分层处理的过程中会产生一定的误差，这种误差属于原理性误差。分层处理是在STL格式转换之后，通过预先设定好成型的方向，设定好分层的厚度，就可以对模型进行分层切片处理了。分层后会得到一组垂直于成型方向的彼此平行的平面，这些平面将STL格式文件截成等层厚的截面，截面与模型表面的交线即形成了该截面的轮廓信息，此信息可作为成型扫描过程中的数据。因为每层之间有一定的距离，由于其破坏了模型表面的连续性，这样就可能丢失一部分的轮廓信息，造成模型的尺寸误差和表面精度。

　　2.成型加工误差

　　设备自身也存在着一定的误差，它造成的是成型件的原始误差。设备自身误差的改善应该从其系统的设计和制造过程中入手，提高成型设备的硬件系统，以便改进成型件精度。

　　2.1工作台Z方向上的运动误差

　　它主要在丝杠的控制下，通过上下移动完成最终的成型加工。所以工作台的运动误差将直接影响着成型件的层厚精度，从而导致成型件的Z向尺寸误差。同时，工作台的运动直线度误差也会造成成型件的位置、形状误差和较差的粗糙度。

　　2.2 X、Y方向同步带变形误差

　　X、Y扫描系统：步进电机控制并驱动同步齿形带，然后带动打印头进行每层的扫描运动，是一个二维的运动过程。在定位或者使用时间较长以后，同步齿形带可能会产生一定情况的变形，会严重影响扫描系统的定位精度，所以为了解决这个问题常采用位置补偿。

　　2.3 X-Y方向定位误差

　　成型机运动控制系统采用的是步进电机开环控制系统，电机自身和其各个结构都会对系统动态性能造成一定的影响。X、Y扫描系统在往复的扫描过程中存在着一定的惯性，使扫描镜头的扫描尺寸其实大于成型件的设计尺寸，造成尺寸误差，同时，由于扫描系统在扫描过程中是一个加减速的过程，边缘扫描速度会小于中间扫描速度，这样就会导致成型件边缘的固化程度高于中间部分，固化不均匀。

　　扫描机构在成型过程中，总是在进行连续的往复填充运动。驱动扫描机构的电机自身存在着一个固有频率，扫描不同线长的时候会出现各种频率，所以当整个机构发生谐振时，会给扫描机构带来很大的振动，严重影响成型的精度。

　　2.4挤料速度与扫描速度误差

　　在保证有足够加热功率和相同扫描速度的前提下，若挤料速度过高，在工件的表面及侧面就会出现材料溢出现象，导致表面粗糙，支撑结构与工件不易分离;若挤料速度过低，在扫描轨迹上就会出现材料缺失现象。因此，适当降低挤料速度，能提高工件的表面品质，轮廓线更清晰，支撑结构与工件易于分离。

　　综上所述，通过优化工艺参数可以有效地提高成型件的精度和质量。

　　3.后处理产生的误差

　　成型完成之后，需要将成型件取下并去除支撑，对于固化不完全的成型件，还需要进行二次固化。固化完成后还需对其进行抛光、打磨和表面处理等工序，将这些称之为后处理。后处理对成型精度的影响可分为下列三种：

　　(1)支撑去除时，因为人为等因素有可能会刮伤成型表面或其精细的结构，严重影响成型质量。为了避免这点，在支撑设计时应该选择合理的支撑结构，既能起到支撑作用又方便去除，在允许范围内少设支撑，节省后处理时间。

　　(2)成型后，由于工艺和本身结构问题，零件的内部还会存在一定的残余应力，并且在外部条件如温度、湿度等环境的变化下，成型件会产生一定的翘曲变形，造成误差。应该设法减小成型过程中的残余应力，以提高零件的成型精度。

　　(3)成型后的零件在尺寸和粗糙度方面可能还不能完全满足用户的需求，例如表面存在阶梯纹、强度不够，尺寸不精确等，所以要对成型件进行进一步的打磨、修补、抛光和喷丸等处理。如果处理不好，可能会对成型件的尺寸和表面质量等造成破坏，产生后处理误差。

　　综上所述，通过减小分层厚度可以通过自适应的分层方法能很好的提高成型件的表面精度，降低因分层数量较多而引起的效率降低问题，或者通过优化成型加工方向的办法来提高成型件表面质量。其中优化成型加工方向在工艺上有一定的难度，对于成型加工方向的优化，不仅要考虑精度的因素，也要着重考虑成型效率和支撑设计等方面因素。

　　4.结论

　　自由成形件的精度是指加工后的成形件与原三维CAD模型之间的误差，主要有尺寸误差，形状误差和表面误差。因为自由成形的全过程包括前处理、自由成形和后处理三个阶段，所以每个阶段都可能存在影响成形件精度的因素。然而，成型件的精度不只与成型机本身精度有关，还与自由成形全过程中的其他因素有关，而(下转第156页)(上接第110页)且这些其他因素还更加难以控制。 [科]

　　【参考文献】

　　[1]胡庆夕，周克平，吴懋亮等.快速制造技术的发展与应用.机电一体化，2003，8(5).

　　[2]朱林泉，白培康，朱江森.快速成型与快速制造技术.北京：国防工业出版社，2003.

　　[3]王广春，赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用.北京：机械工业出版社，2003.

　　[4]于松章，洪军，唐一平.基于RE/RP/RT技术的产品快速开发集成制造系统.新技术新工艺，2004，8(3).

　　[5]勾吉华，彭颖红，阮雪榆.快速成型技术及其工艺分析.机械科学与技术，2000，2(19).
　　3d打印技术2500字论文篇三：《试谈中小学创新 教育 中3D打印的应用》
　　随着3D打印在产品设计、建筑设计、机械制造、医学领域、 文化 艺术等行业发挥越来越重要的作用，3D打印这一新兴科学技术也不断融入到人们的工作和生活中。而科技促进教育这一客观规律也决定了3D打印对教育的影响是必然的，3D打印技术与学校教育的结合必成为STEAM教育中对学生开拓创新能力培养的必要组成部分。

　　1 3D打印在学校教育中的应用现状

　　创客教育，政策先行，教育部于2015年发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》，其中提到了未来五年对教育信息化的规划，鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，从政策层面将刺激3D打印教育市场的快速增长。国内3D打印在教育领域中的应用已然走在了前列，并逐渐步入了批量应用阶段。全国各地区都有学校加入到3D打印创客教育的潮流中来。3D打印在不少地区已经被列入普通学校教育的统筹范围内，而不仅仅是职业培训。

　　2 3D打印在中小学教育中的优势

　　传统教育特别是中小学教育是以教师为主导的填鸭式教学方式。因其理论性较强，且多数以死记硬背为主要方式，学生无法把学到的知识进行转化和应用，久而久之就会失去兴趣。而3D打印课程可以让枯燥的课程变得生动起来。在3D打印应用的教学中，学生不再是单纯地看文字或图形，而是根据相应理论知识通过电脑绘制其三维模型，并用3D打印机把模型打印出来。这是学生吸收和运用知识的过程，使学习过程变得生动有趣，同时极大地提高学生学习的主动性和分析、解决问题等方面的能力。

　　3 3D打印与各种学科的融合

　　3D打印与学科的融合既是对各传统学科教学的补充，又是开展STEAM教育的重要形式。

　　3.13D打印与语文课的结合

　　语文课中的 说明文 是难以描述和理解的，例如赵州桥课程中对桥梁结构的描述。而如果运用课文中描述的知识点用软件把模型绘制并打印出来，有了理论应用于实践的过程，学生对知识的掌握会更加深刻。

　　3.2与数学课的结合

　　通过三维模型设计软件，学生可以方便地从不同方位观察模型，任意组合、改变模型形状，学生的空间 想象力 得到很好的锻炼和培养。

　　3.3与美术、剪纸等艺术课的结合

　　通过三维设计软件很容易实现二维图形到三维模型的转化。艺术课中的剪纸或手绘图形便可以转化成三维模型，且应用于不同的作品中，并通过3D打印机打印出来，增加课程的趣味性。

　　3.4与历史、生物、地理、化学、物理等其它课程的结合

　　辅助教具直接通过3D打印制作出来，将抽象、难懂的教学变得更直观、形象化，更好地激发了学生的学习兴趣。

　　4 中小学3D打印课程的开展形式

　　目前很多学校把3DOne作为教学软件，通过软硬件结合，推出3D打印创意设计课程解决方案，以学生动手参与为主要学习方式，旨在全面提升、激发孩子们的潜能，学生在学习过程中潜移默化地提高动手能力和思考能力。3D打印创客教育通常包括如下形式：

　　(1)兴趣班。兴趣班是3D打印在学校开展创客教育初期的主要形式。每个班级挑选数个学生组合成兴趣小团队，由学校老师或者校外的公司机构提供技术支持协助学校开展课程。

　　(2)校本课程。教师通过课程的开展，总结成果及 经验 完成学校的校本课程，打造校本特色的3D打印课程。

　　(3)教、科研项目。教、科研项目的方式使得3D打印课程的开展更有拓展性。例如学校以船作为项目题目，学生学习船的工作原理，以及如何优化船体、增加动力机构，然后自己设计船体造型、打印模型和试验航行，通过不断地试验以及改善，学生可以把课题内容掌握得非常牢固。并且学生会不断去思索、尝试各种各样的方式，极大地提高了学生的想象力和动手能力。

　　5 结语

　　以3DOne软件为教学的3D打印创客课程，给了STEAM教育一种新的方式，不管是从国家的支持，还是从提高学生的创新能力来说，3D打印都将作为一个重要的手段会得到极大的发展。通过与学科结合的方式，并借助于各地的3D打印比赛，3D打印教育将会有更好的发展。

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裸眼3D技术具有数据量小、传输效率高、显示内容可自适应调节，用户交互性好等优点。 下面是我整理了裸眼3d技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!

基于深度图的多视点裸眼3D立体视频技术研究

摘　要：3D立体视频技术正引起越来越多的关注，但是目前绝大多数3D视频系统需要佩戴特殊眼镜才能够观看立体效果，或者要求观看者必须从某个固定角度进行观看。而多视点裸眼3D立体视频系统则可以避免以上两点限制，得到最好的3D观看体验。目前国际上最前沿的3D立体视频研究集中在基于深度图的多视点3D立体视频技术上面，本文对基于深度图的多视点裸眼3D立体视频系统的几个关键技术环节，包括深度图提取、虚拟视点合成、多视点视频合成等进行了研究并进行了相应的仿真实验，从实验效果来看，基于深度图的多视点裸眼3D立体视频系统具有数据量小、传输效率高、显示内容可自适应调节，用户交互性好等优点。

关键词：裸眼3D立体视频;深度图;3DTV

目前3D立体视频技术正引起越来越多人的关注，其中主流的3D技术主要包括双目立体视频(包含2个视点的视频数据)和多视点立体视频(包含8个以上视点的视频数据)。双目立体视频又可分为配戴眼镜观看和双目裸眼立体显示两种，其中前者必须佩带偏振眼镜，为观看带来了不便，后者则要求观看者必须从固定的角度进行观看，当有多人同时观看同一块显示器时，因为多数观看者无法获得最佳观看位置从而大大影响观看体验。而对于多视点立体视频技术而言，由于同一块裸眼3D立体显示器上可同时提供多个视点的内容，所以观看者可以从任意自由的角度来观看，极大地提升了观看的便利性。所以多视点立体视频已经成为当前技术研究的主流。但是，多视点立体视频相对于双目立体视频而言数据量成倍增长，为存储和传输带来了不便，而基于深度图的多视点立体视频技术具有数据量小的优点，因而成为最有潜力的多视点立体视频方案。本文深入研究了基于深度图的多视点3D立体视频技术中的若干关键技术环节，并进行了相应的仿真实验。本文的章节内容安排如下：第2节介绍基于深度图的多视点3D立体系统整体架构，第3节介绍深度图提取，第4节介绍虚拟视点生成，第5节介绍多视点视频合成，第6节总结全文。

一、基于深度图的多视点3D立体视频系统框架

基于深度图的多视点3D立体视频系统的技术框架如图1所示。首先需要进行原始视频序列的拍摄，虽然最终多视点裸眼立体显示系统需要9个甚至更多的视点的视频内容，但是实际的原始视频序列拍摄阶段只需要拍摄2-3个视点的视频即可，这是因为基于深度图的虚拟视点生成技术可以在解码端通过2-3个视点的视频生成多个视点(在本文中为9个视点)的虚拟视点视频，所以基于深度图的多视点立体视频技术具有数据量小，易传输的优点，克服了多视点视频数据量大的缺陷。

在原始视频序列拍摄完成后需要进行深度图的提取和相机参数的计算，该步骤中提取的深度图的质量直接决定了后期生成虚拟视点视频的质量。完成以上步骤后则需进行压缩编码并通过网络传输到解码端，解码端对数据进行解码后会进行基于深度图的虚拟视点生成，将原始的2-3个视点的视频数据变成9个视点的视频数据，获得的9个视点的视频数据还不能直接在多视点裸眼3D立体显示器上面播放，必须针对该显示器所使用的3D光栅结构进行多视点视频合成。

本文的后续章节将会对深度图提取、虚拟视点生成、多视点视频合成三个环节进行详细介绍并进行相应的仿真实验。

二、深度图提取

2.1　深度图介绍

深度图是一副灰度图像(如图2-b)，灰度值的范围为0-255。灰度值可结合场景的景深信息进行换算得到深度值，立体视频系统的实际应用中使用的是深度值。

深度图上的像素是0-255的灰度值，前文提到过深度图主要用于虚拟视点生成，在该过程中，我们用到的是实际的深度值，所以需要建立一个转换关系，将深度图中的像素灰度值换算为实际的深度值：

公式(1)中z就是我们在虚拟视点生成过程所需要的深度值，v表示图2-b中的深度图像中像素的灰度值，Znear和Zfar分别表示该视频所拍摄的场景中的最近深度和最远深度，这两个值需要在原始视频序列的拍摄过程中进行测定。

2.2　基于块匹配的深度图提取

用并排平行排列的两台相机拍摄同一场景，获得两幅图像，要获得其中一幅图像的深度图，需要用另一幅图像来与之进行像素配对，经过像素点的配对匹配之后就会获得该幅图像每个像素点在两幅图像中间的视差，而深度值与视差值之间的关系如下：

其中z为我们要求的深度值，d为经过像素匹配后得到的视差值，f为相机的焦距，b为两台相机之间的基线距离。所以有了视差值d之后就可以很容易的获得深度值z。但是最关键的环节是获得准确的视差值，所以需要进行精确的像素点匹配，但是实际上由于不同相机之间曝光参数的差异，即使拍摄的是同一场景，像素点之间依然存在亮度差异，所以我们采用了图像块匹配的办法，在一定程度上提高了像素点匹配的鲁棒性，在本文的试验中所使用的是3×3大小的图像块，必须指出的是，本文默认拍摄原始视频序列的是严格水平平行的两台相机，所以在进行图像块的匹配时只进行水平搜索而不进行垂直搜索。整个深度图提取过程如图3所示。

对国际视频标准制定组织MPEG提供的多视点视频序列进行实验提取的深度图如图4所示。

三、虚拟视点生成

虚拟视点生成技术[2]可以将左右视点中的像素投影到两视点中间的任意位置，从而生成原本没有被相机拍摄到的虚拟视点的视频图像(如图5所示)，该生成过程需要用到左右两个视点的深度图以及相机参数。该技术主要用到了3D投影的算法，3D投影算法用于发现两个图像平面之间的对应点，具体过程为将一个图像平面上的点投影到3D世界坐标系，然后再将该点从3D世界坐标系投影到另一个图像坐标平面。

对于任一给定的点p0，坐标为(u0，v0)，位于图像平面V0。如果要找到改点在图像平面V1的对应点P1的坐标(u1，v1)，那么整个3D投影过程应按如下式所示进行计算：

在这里，z是3D世界坐标中的点沿着相机坐标系的到相机的Z轴到相机的距离，P是对应的投影矩阵。该投影矩阵P由相机的内部矩阵K，旋转矩阵R和平移矩阵T组成，具体P的描述如下所示： 　　其中，K是3×3的上三角矩阵，由焦距f，倾斜参数?酌和虚拟相机位置上的理论点(u'，　v')组成。R和T描述了世界坐标空间下的相机位置。

经过以上步骤即可初步实现基于深度图的视点合成。

四、多视点视频合成

4.1　裸眼3D立体显示原理

要使观看者体验到3D立体效果，其核心的原理是使双眼分别同时看到不同的画面，从而获得立体感，最简单的方法就是目前最为常见的佩带特殊眼镜，这样可以强制控制两眼所看到的内容，但是该方案为观看者带来了极大的不便(特别是本身就戴眼镜的观众)。本文使用的方案为裸眼3D立体显示，主要实现途径为在显示器屏幕前增加视差栅栏，通过栅栏控制各像素光线的射出方向，使某些图像仅射入左眼，某些图像仅射入右眼，从而形成双目视差，产生立体视觉(如图6所示)。

4.2　多视点视频合成

本文中所使用的裸眼3D视差栅栏结构上更为复杂，可以通过其栅栏遮挡控制9个视点的图像内容，从而实现了在同一块显示器上同时显示9个视点的图像，虽然观看者在同一时刻双眼只能分别看到其中两个视点的图像从而获得立体感，但9个视点的图像使得显示器的可观看角度大大增加。为了配合9视点光栅栅栏的显示，我们需要对9个视点图像的RGB像素进行重排列，重排列的顺序如图7所示。图中的数字代表视点的编号，按图中的顺序将9个视点图像的RGB值重新组合排列，会得到一幅分辨率为原先每个视点图像9倍大小的立体图像，立体图像可用于在多视点裸眼3D显示器上播放。由9个视点图像合成的立体图像如图8所示(该图像只有在9视点裸眼栅栏式立体显示器上才可以看到立体效果)。

结论

基于深度图的多视点立体视频技术是当前3D立体视频的研究热点，该技术不需要佩带特殊的3D立体视频眼镜，并且具有总数据量小、观看可视角度大的优点。本文深入研究了基于深度图的多视点裸眼3D立体视频系统的几个关键技术环节，包括深度图提取、虚拟视点合成、多视点视频合成等进行了研究并进行了相应的仿真实验。

参考文献

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[2]　Ndjiki-Nya，　P.;　Koppel，　M.;　Doshkov，　D.;　Lakshman，　H.;　Merkle，　P.;　Muller，　K.;　Wiegand，　T.;　，　"Depth　Image-Based　Rendering　With　Advanced　Texture　Synthesis　for　3-D　Video，"　Multimedia，　IEEE　Transactions　on　，　vol.13，　no.3，　pp.453-465，　June　2011

[3]　Muller，　K.;　Merkle，　P.;　，　"Challenges　in　3D　video　standardization，"　Visual　Communications　and　Image　Processing　(VCIP)，　2011　IEEE　，　vol.，　no.，　pp.1-4，　6-9　Nov.　2011

[4]　Sourimant，　G.;　，　"A　simple　and　efficient　way　to　compute　depth　maps　for　multi-view　videos，"　3DTV-Conference：The　True　Vision　-　Capture，　Transmission　and　Display　of　3D　Video　(3DTV-CON)，　2010　，　vol.，　no.，　pp.1-4，　7-9　June　2010

[5]　Hopf，　K.;　，　"An　autostereoscopic　display　providing　comfortable　viewing　conditions　and　a　high　degree　of　telepresence，"　Circuits　and　Systems　for　Video　Technology，　IEEE　Transactions　on　，　vol.10，　no.3，　pp.359-365，　Apr　2000

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3d打印技术的参考文献

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毕业论文参考文献规范格式

　　一、参考文献的类型
　　参考文献（即引文出处）的类型以单字母方式标识，具体如下：
　　M——专著 C——论文集 N——报纸文章
　　J——期刊文章 D——学位论文 R——报告
　　对于不属于上述的文献类型，采用字母“Z”标识。
　　对于英文参考文献，还应注意以下两点：
　　①作者姓名采用“姓在前名在后”原则，具体格式是： 姓，名字的首字母. 如： Malcolm Richard Cowley 应为：Cowley, M.R.，如果有两位作者，第一位作者方式不变，&之后第二位作者名字的首字母放在前面，姓放在后面，如：Frank Norris 与Irving Gordon应为：Norris, F. & .；
　　②书名、报刊名使用斜体字，如：Mastering English Literature，English Weekly。
　　二、参考文献的格式及举例
　　1.期刊类
[格式][序号]作者.篇名[J].刊名，出版年份，卷号（期号）：起止页码.
[举例]
　　[1] 王海粟.浅议会计信息披露模式[J].财政研究，2004,21(1)：56-58.
　　[2] 夏鲁惠.高等学校毕业论文教学情况调研报告[J].高等理科教育，2004(1):46-52.
　　[3] Heider, E.R.& . The structure of color space in naming and memory of two languages [J]. Foreign Language Teaching and Research, 1999, (3): 62 – 67.
　　2.专著类
[格式][序号]作者.书名[M].出版地：出版社，出版年份：起止页码.
[举例][4] 葛家澍，林志军.现代西方财务会计理论[M].厦门：厦门大学出版社，2001：42.
　　[5] Gill, R. Mastering English Literature [M]. London: Macmillan, 1985: 42-45.
　　3.报纸类
[格式][序号]作者.篇名[N].报纸名，出版日期（版次）.
[举例]
　　[6] 李大伦.经济全球化的重要性[N]. 光明日报，1998-12-27(3).
　　[7] French, W. Between Silences: A Voice from China[N]. Atlantic Weekly, 1987-8-15(33).
　　4.论文集
[格式][序号]作者.篇名[C].出版地：出版者，出版年份：起始页码.
[举例]
　　[8] 伍蠡甫.西方文论选[C]. 上海：上海译文出版社，1979：12-17.
　　[9] Spivak,G. “Can the Subaltern Speak?”[A]. In & L. Grossberg(eds.). Victory in Limbo: Imigism [C]. Urbana: University of Illinois Press, 1988, pp.271-313.
　　[10] Almarza, G.G. Student foreign language teacher’s knowledge growth [A]. In n and ds (eds.). Teacher Learning in Language Teaching [C]. New York: Cambridge University Press. 1996. pp.50-78.
　　5.学位论文
[格式][序号]作者.篇名[D].出版地：保存者，出版年份：起始页码.
[举例]
　　[11] 张筑生.微分半动力系统的不变集[D].北京：北京大学数学系数学研究所, 1983：1-7.
　　6.研究报告
[格式][序号]作者.篇名[R].出版地：出版者，出版年份：起始页码.
[举例]
　　[12] 冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析[R].北京：清华大学核能技术设计研究院, 1997：9-10.
　　7.条例
[格式][序号]颁布单位.条例名称.发布日期
[举例][15] 中华人民共和国科学技术委员会.科学技术期刊管理办法[Z].1991—06—05
　　8.译著
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产业化背景下的3D动画艺术风格分析

产业化背景下的3D动画艺术风格分析

动画是世界人民普遍认可的文化产品，而且能够继承和弘扬中华传统文化。持续重视3D动画艺术风格和衍生品开发，有助于动画产业形成良性循环的、完整的产业链。以下是我J.L为大家分享的关于产业化背景下的3D动画艺术风格之论文范文。

摘要：3D动画是动画产业的重要一员，其艺术风格影响动画作品和衍生品的质量。3D动画的艺术风格需要满足产业化模式的要求，其设计与衍生品设计具有相互影响的机制。

关键词：3D动画;产业化;艺术风格

一、3D动画的产业化发展现状

美国的3D动画技术处于领先地位，以动画作品与衍生品相结合的方式向全世界输出，常以高投资获得高质量的作品，进而获取高利润。美国的3D动画公司是二维动画公司演变而来的'，这类公司经过数十年的发展，形成了自身鲜明的动画艺术风格。美国、日本动画产业高达七成的收益来自衍生品，形成了完整的产业链。国内动画产业起步晚，公司规模大都较小，动画产品艺术风格上还有许多美日动画的影子，产品大都在国内投放且不能做到衍生品的同期发售。

浙江的动画公司制作了一些相对优秀的3D动画，如《秦时明月》《魔幻仙踪》等，但也没有同期发售动画衍生品以获得高回报，同样有产业链较短的问题，难以走向世界。其中的重要原因在于动画艺术风格与动画产业生产模式不适应，动画企业投资较小，制作周期短。浙江省除杭州市中南卡通等几家大型动画企业能够进行长周期、大制作外，其他地区基本都是小型动画企业，没有研究动画影片艺术风格创新及其与衍生品设计之间的影响机制。

二、产业化背景下3D动画艺术风格的融合创新

目前，国内的二维动画技术已较为成熟，基本走过了从模仿到自主创作的过程。二维动画影片除了采用源自美日动画的艺术风格外，在水墨动画的表现方面也具有先天优势。其缺点在于画面形式单一，没有丰富的写实镜头，难以满足观众的需求。一些动画设计师对电脑软件创作3D水墨动画进行了一些探索，代表性作品如《夏》《将进酒》等。

水墨中的线是虚实相生的，在空间运动中难以把握，导致动画企业的制作团队作业难以保证艺术风格的统一性，影响了水墨艺术风格3D动画的产业化发展，特别不适合小型动画企业的低成本制作方式。中国画中的工笔画与水墨画共同构成了中国画艺术的主流，画面细致、生动，备受人们喜爱。在3D动画设计制作过程中，可以创造性地融入工笔画技法，扬长避短，模拟中国画艺术风格。

工笔画最大的特色是精于线的运用，在动画设计制作中结合多种手法，特别是在后期阶段采用工笔画艺术风格渲染处理，可以较好地解决动画团队作业难以风格统一的问题。在贴图材质创作阶段，3D场景中多种材质混合使用，采用表现工笔墨色变化等方法生成工笔画艺术风格，也有利于制作团队进行量化统一，再配以线效果渲染插件，能以较低的成本模拟工笔画的线描艺术效果。模拟工笔画艺术风格的3D动画与传统照相写实风格3D动画不同，正如高路动画团队所言：“在现实生活中找不到样本，只能以笔墨丹青作为参考。”

在3D动画设计制作中，根据产业化模式的特点，将水墨绘画的墨色渲染与工笔画的线描艺术风格相结合进行模拟，可以制作出具有独特艺术风格的动画。动画衍生品以体现动画片人物形象的玩具为主，浙江省金华地区就有玩具生产企业500多家，义乌还开发了国际玩具生产基地，足见浙江省对玩具产业的重视。

目前，中国玩具产业已进入竞争激烈的时代，广州建成占地10万平方米的国际玩具城，江苏扬州建成占地12万平方米的玩具专业商城。利用好浙江的产业优势，可将玩具产业与动画产业很好地结合起来，促进动画衍生品的设计转化。动画衍生品设计作为动画产业链中的重要环节，动画艺术风格要考虑衍生品规模化生产的特点，同时要考虑国内小动画企业的低成本制作问题。

3D动画通常由数字立体模型生成，相对二维动画，3D动画艺术风格更适合进行衍生品的开发。在过去的几十年间，动画的艺术风格主导了整个动画产品系列，20世纪90年代，孩之宝公司的《变形金刚》动画及其衍生品率先采用了同期设计的方式。

近十年来，更出现了以衍生品玩具和动画片同步进行发售乃至先开发玩具后制作动画的模式。这样可以快速、全方位地吸引消费者，而且让动画企业直接参与玩具产品设计也可以减少周期、降低成本。动画产业生产的是文化消费品，制作周期越长，对影片和衍生品的发售越不利。在动画艺术风格设计时期就同步进行衍生品设计，必须重视动画衍生品与动画影片艺术风格的影响机制，即同时考虑动画艺术风格的设计是否有利于衍生品的表达和设计，是否便于工厂的规模化生产，在相互影响中找到平衡点。

结语

参考文献:

[1](英)保罗•韦尔斯.动画设计基础教程.谭奇，译.大连理工大学出版社，2007.

[2]程乾，黄妍.集群价值链视角的杭州动漫产业发展模式及政策研究.经济研究导刊，2013(17).

[3]蒋风.浙江玩具业发展战略思考.中外玩具制造，2006(4).

[4]高路动画.脱俗的水墨Maya：高路动画经典水墨制作全解析.电子工业出版社，2011.

[5]刘畅，李阳.从动画片三国演义探究三维数字艺术中的工笔画效果.装饰，2011(10).

[6]赵路平.我国动画衍生品市场研究.当代电影，2011(8).