七、面向制造（3D打印）的幾何設(shè)計(jì)與優(yōu)化的研究

   在3D打印中，3D數(shù)字化模型是前提和基礎(chǔ)，3D 打印是結(jié)果，它使3D模型“落地開花”。但是，在很多情況下，3D模型并不能直接輸出給3D打印機(jī)或者打印出來(lái)的物體不滿足用戶的需求。這時(shí)，就需要經(jīng)過(guò)一些幾何建模與處理的方法，將輸入的3D模型進(jìn)行修正、調(diào)整、處理和優(yōu)化，使其能更好地滿足3D打印的需求，避免打印出的物體無(wú)法正常發(fā)揮功能。

   3. 動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：3D打印的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究仍處在初級(jí)階段，3D打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與其它制造方式相比顯得較為簡(jiǎn)單，人們對(duì)于機(jī)器人的憧憬，對(duì)于3D打印機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)研究方向而言既是一個(gè)機(jī)會(huì)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。如何更簡(jiǎn)單、地設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)3D打印模型甚至3D打印機(jī)器人可能成為未來(lái)這方面研究的重點(diǎn)。   3. 動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：3D打印的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究仍處在初級(jí)階段，3D打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與其它制造方式相比顯得較為簡(jiǎn)單，人們對(duì)于機(jī)器人的憧憬，對(duì)于3D打印機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)研究方向而言既是一個(gè)機(jī)會(huì)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。如何更簡(jiǎn)單、地設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)3D打印模型甚至3D打印機(jī)器人可能成為未來(lái)這方面研究的重點(diǎn)。




  4. 4D打印：智能材料(Smart Material)，在外界環(huán)境激勵(lì)下，如溫度場(chǎng)、電磁場(chǎng)、濕度、光等，能夠自動(dòng)完成相應(yīng)的反應(yīng)（比如膨脹或收縮）。4D打印技術(shù)是指由3D打印技術(shù)制造的智能材料結(jié)構(gòu)，在一定的環(huán)境激勵(lì)下，可以隨時(shí)間產(chǎn)生形狀結(jié)構(gòu)的變化。4D打印技術(shù)相比于3D打印技術(shù)增加了一個(gè)額外的維度：時(shí)間t；廣義來(lái)講，在4D打印中t是廣義的，它是可表征一切智能打印材料中所隱含的可變參量的總代表。4D打印對(duì)于制造業(yè)所帶來(lái)的變革將是深遠(yuǎn)的，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

當(dāng)前，在工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的技術(shù)參數(shù)表中，印速度的表述如下：如30-40mm/s,20-100mm/s,180mm/s(建議為60mm/s),180mm/s(正常情況為30-60mm/s)，在這方面，打印速度的不確定性很大，因?yàn)椋?

(1)未說(shuō)明：所述速度是噴頭在實(shí)際打印工件時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度，還是在空轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度，顯然后者可能比前者大得多。

(2)打印不同形狀和尺寸的工件，需要打印不同長(zhǎng)度的線段，需要打印不同彎曲半徑的彎角，顯然，在打印短線段和急彎打印時(shí)，速度必然較低，因此，上述技術(shù)參數(shù)表中的打印速度范圍較寬，難以準(zhǔn)確反映打印機(jī)的實(shí)際打印效率。