大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個(gè)行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。我們的3D打印也同樣是這數(shù)據(jù)海洋中的一部分。3D打印離不開(kāi)數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)從哪里來(lái)？如何做才能是這些數(shù)據(jù)模型易于打印又接近完美還能達(dá)到我們的打印目的？下面我們一一來(lái)破解！

首先，什么是數(shù)據(jù)模型？數(shù)據(jù)模型是指通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件、掃描、測(cè)繪或其他方式，將工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案、正圖（原圖）、草圖和技術(shù)性說(shuō)明及其他技術(shù)圖樣所表達(dá)的形體，構(gòu)造成可用于設(shè)計(jì)和后續(xù)處理工作所需的數(shù)字模型。

那么，3D打印數(shù)據(jù)模型格式有哪些？一般來(lái)說(shuō)，最常用的為STL，當(dāng)然還可以提供OBJ、STEP、IGES等通用格式代為轉(zhuǎn)換。STL是一種三維面片型的數(shù)據(jù)文件格式，其基本原理是采用小三角形面片去編輯三維實(shí)體的自由曲面來(lái)描述幾何信息，不支持顏色材質(zhì)等信息。

數(shù)據(jù)模型要求

（1）物體模型必須為封閉的

通俗的說(shuō)是“不漏水的”，可以借助一些軟件，比如3ds Max的STL檢測(cè)，Magics的修復(fù)向?qū)У冗M(jìn)行檢查。

（2）物體需要厚度

在各類(lèi)軟件中，曲面都是理想的，沒(méi)有壁厚，但在現(xiàn)實(shí)中沒(méi)有壁厚的東西是不存在的，所以在建模時(shí)不能簡(jiǎn)單的由幾個(gè)曲面圍成一個(gè)不封閉的模型。

（3）物體模型必須為流形

流形的完整定義請(qǐng)參考數(shù)學(xué)定義。對(duì)于我們簡(jiǎn)單來(lái)看，如果一個(gè)網(wǎng)格數(shù)據(jù)中存在多個(gè)面共享一條邊，那么它就是非流形的。

（4）正確的法線方向

模型中所有的面法線需要指向一個(gè)正確的方向。如果你的模型中包含了錯(cuò)誤的法線方向，打印機(jī)就不能夠判斷出是模型的內(nèi)部還是外部。

（5）物體模型的最小厚度

打印模型的壁厚要考慮到打印機(jī)能打印的最小壁厚。不然，會(huì)出現(xiàn)失敗或者錯(cuò)誤的模型，最小壁厚根據(jù)不同的3D打印機(jī)而發(fā)生變化。

（6）刪除多余的幾何形狀

如果建模時(shí)的一些參考點(diǎn)、線或面，還包括一些隱藏的幾何形狀，在建模完成時(shí)沒(méi)有刪掉，則需要?jiǎng)h掉多余的幾何形狀。

（7）刪除重復(fù)面片

建模時(shí)兩個(gè)面疊加在一起就會(huì)產(chǎn)生重復(fù)的面片，需要?jiǎng)h去重復(fù)的面。

數(shù)據(jù)模型獲取

1.物體測(cè)繪

根據(jù)物體結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行系統(tǒng)的分析和測(cè)量，確定模型的基本結(jié)構(gòu)和曲面類(lèi)型，建立可以3D打印的數(shù)據(jù)模型，此種方式適合結(jié)構(gòu)比較規(guī)則的物體。

2.三維逆向

根據(jù)物體結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行物體外形結(jié)構(gòu)及色彩的掃描，以獲得物體表面的空間坐標(biāo)，將物體立體信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，三維掃描技術(shù)能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，且具有速度快，精度高的特點(diǎn)，此種方式適合于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的物體。

3.二維圖紙/圖片/照片/CT/MRI

根據(jù)二維圖紙/圖片/照片/CT/MRI，建立數(shù)據(jù)模型。

數(shù)據(jù)模型修復(fù)

1.修復(fù)STL模型文件

STL模型可能會(huì)存在一些問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致打印過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)對(duì)模型的殼體、孔洞、縫隙、壞邊、三角面片的修復(fù)，提高打印成功率。

2.對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)

掃描數(shù)據(jù)一般為三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)或STL格式的面片文件，對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行減面、修復(fù)、光滑、曲面重建等修復(fù)，以獲得掃描物體的原始數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)模型切片

1.優(yōu)化擺放方式，可以提高模型的打印質(zhì)量和降低模型制作成本。

2.抽殼可以減輕模型重量，降低模型成本，有特殊要求的還可以添加一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3.添加Z軸補(bǔ)償可一定程度上保證模型數(shù)據(jù)打印尺寸偏差，合理添加支撐，可以提高模型制作成功率，當(dāng)然不同的打印機(jī)切片要求不一樣，需要依據(jù)實(shí)際情況處理。