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     大数据时代，数据已经渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素。我们的3D打印也同样是这数据海洋中的一部分。3D打印离不开数据模型，数据从哪里来？如何做才能是这些数据模型易于打印又接近完美还能达到我们的打印目的？

 

      首先，什么是数据模型？数据模型是指通过计算机软件、扫描、测绘或其他方式，将工程或产品的设计方案、正图（原图）、草图和技术性说明及其他技术图样所表达的形体，构造成可用于设计和后续处理工作所需的数字模型。

 

      那么，3D打印数据模型格式有哪些？一般来说，最常用的为STL，当然还可以提供OBJ、STEP、IGES等通用格式代为转换。STL是一种三维面片型的数据文件格式，其基本原理是采用小三角形面片去编辑三维实体的自由曲面来描述几何信息，不支持颜色材质等信息。

数据模型要求

（1）物体模型必须为封闭的

      通俗的说是“不漏水的”，可以借助一些软件，比如3ds Max的STL检测，Magics的修复向导等进行检查。

 

（2）物体需要厚度

      在各类软件中，曲面都是理想的，没有壁厚，但在现实中没有壁厚的东西是不存在的，所以在建模时不能简单的由几个曲面围成一个不封闭的模型。

 

（3）物体模型必须为流形

      流形的完整定义请参考数学定义。对于我们简单来看，如果一个网格数据中存在多个面共享一条边，那么它就是非流形的。

 

（4）正确的法线方向

      模型中所有的面法线需要指向一个正确的方向。如果你的模型中包含了错误的法线方向，打印机就不能够判断出是模型的内部还是外部。

 

（5）物体模型的最小厚度

      打印模型的壁厚要考虑到打印机能打印的最小壁厚。不然，会出现失败或者错误的模型，最小壁厚根据不同的3D打印机而发生变化。

 

（6）删除多余的几何形状

      如果建模时的一些参考点、线或面，还包括一些隐藏的几何形状，在建模完成时没有删掉，则需要删掉多余的几何形状。

 

（7）删除重复面片

      建模时两个面叠加在一起就会产生重复的面片，需要删去重复的面。

 

 

数据模型获取

1.物体测绘

      根据物体结构特征，进行系统的分析和测量，确定模型的基本结构和曲面类型，建立可以3D打印的数据模型，此种方式适合结构比较规则的物体。

 

 

 

2.三维逆向

      根据物体结构特征，进行物体外形结构及色彩的扫描，以获得物体表面的空间坐标，将物体立体信息转换为计算机数据，三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快，精度高的特点，此种方式适合于结构比较复杂的物体。

 

 

3.二维图纸/图片/照片/CT/MRI

      根据二维图纸/图片/照片/CT/MRI，建立数据模型。

 

 

 

数据模型修复

1.修复STL模型文件

      STL模型可能会存在一些问题，会导致打印过程中出现质量问题，通过对模型的壳体、孔洞、缝隙、坏边、三角面片的修复，提高打印成功率。

 

 

 

2.对扫描数据进行修复

      扫描数据一般为三维点云数据或STL格式的面片文件，对扫描数据进行减面、修复、光滑、曲面重建等修复，以获得扫描物体的原始数据。

 

 

数据模型切片

      1.    优化摆放方式，可以提高模型的打印质量和降低模型制作成本。

 

      2.    抽壳可以减轻模型重量，降低模型成本，有特殊要求的还可以添加一定的拓扑结构。

 

 

      3.    添加Z轴补偿可一定程度上保证模型数据打印尺寸偏差，合理添加支撑，可以提高模型制作成功率，当然不同的打印机切片要求不一样，需要依据实际情况处理。