3D建模動畫及打印的應用

陳泳伊 趙華 郭洋

摘要：真空壓力浸漆設備可用于電器線圈等絕緣浸漬處理，具有提高絕緣漆滲透能力，增加充填率，從而提高電器線圈的整體機械強度、絕緣強度及防潮、防霉等性能。隨著社會的發(fā)展，在工業(yè)展示與企業(yè)應用中，可利用三維建模技術(shù)將真空浸漆設備系列化，與實際產(chǎn)品制造進行有機結(jié)合，通過3D打印技術(shù)展示模型，營造出3D的效果圖，并結(jié)合5G技術(shù)中虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)，帶給用戶更加直觀便捷的視覺效果，體驗身臨其境的三維世界。

關(guān)鍵詞：三維建模?浸漆設備3D打印技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR

0引言

真空壓力浸漆設備可用于電機、變壓器等絕緣浸漬處理，提高電器線圈的整體機械強度、絕緣強度及防潮、防霉等性能。浸漆設備設計需根據(jù)產(chǎn)品特性進行非標設備設計，可通過三維設計軟件進行外觀效果設計，以增加設備外形美觀性及整體布局合理性。真空浸漆設備由于系統(tǒng)繁多及體積龐大，在商業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品展示中，無法給予用戶直觀的第一視角感受。隨著3D打印技術(shù)及5G技術(shù)的高速發(fā)展，利用三維建模軟件，建立真空浸漆設備的三維模型，通過3D打印技術(shù)，打印出縮小版的實體模型，并結(jié)合三維建模動畫呈現(xiàn)出3D效果圖，方便直觀地展示用戶整體方案，以便于達到更好的預期效果。同時采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR技術(shù)），以及3D的效果圖，可以在第一視角看設備的整體布局方案，使企業(yè)在商業(yè)運營中更好地推廣及宣傳產(chǎn)品，使企業(yè)更能站穩(wěn)腳跟，給企業(yè)帶來了重大的經(jīng)濟意義。

1 3D建模軟件在浸漆設備的設計應用

隨著時代的發(fā)展，產(chǎn)品的設計逐漸從二維轉(zhuǎn)變成三維，都會采用三維建模更直觀方便的進行設計及制造。在技術(shù)上，三維是指X，Y，Z三個平面營造出一個立體空間，將真空浸漆設備的產(chǎn)品模型按照一定次序依次放入總裝圖中，最后進行設備管路的連接，直觀真實的展現(xiàn)設備的整體布局。采用Solidworks建模軟件進行畫圖，建立模型的零件庫，并利用keyshot軟件進行模型的渲染后期制作，更真實的體現(xiàn)出設備的材質(zhì)效果圖。Solidworks軟件功能強大，成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。

如今企業(yè)宣傳產(chǎn)品渠道在電子互聯(lián)網(wǎng)方面尤為注重，但是由于3D模型制作方面有極大的成本壓力，專業(yè)動畫制作公司又不熟悉浸漆設備原理及結(jié)構(gòu)，從而只能通過2維圖片或海報將產(chǎn)品外形功能傳遞給使用者，使用者并不能直觀感受設備整體的特征及性能的真實性。真空壓力浸漆設備有非標準化、系統(tǒng)零部件繁多、體積龐大等特點，在工廠制造中調(diào)整以及設計時候無法給用戶直觀以及多視角的展示，3D建模將真空浸漆設備系統(tǒng)化，整體化，場景化，并建立三維立體空間以及設備整體布局，同時還可以帶來多視角的觀察以及三維動畫，便于用戶更清晰的調(diào)整真空浸漆設備的設計問題。

2 3D打印技術(shù)的應用

如今設計不僅僅局限于設計，設計即生產(chǎn)，設計不再是藍圖，而是將它轉(zhuǎn)化成初期的實物產(chǎn)品，方便展示初期的實物模型并對其進行調(diào)整。有的企業(yè)需要將真空設備做成沙盤展示模型進行宣傳，通過三維建模軟件的模型庫，利用3D打印技術(shù)將模型逐一打印，展現(xiàn)設備的連接結(jié)構(gòu)及總體布局。

3D打印技術(shù)發(fā)展涉及領(lǐng)域廣泛，目前應用于機械工程、材料科學、控制工程以及光學熱學等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)機械加工、模具成形等制造工藝相比，3D打印技術(shù)將三維實體加工變成了若干二維平面加工，大大降低了制造的復雜度。從理論上講，設計者只要通過計算機設計出相應產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)模型，就可以應用 3D打印技術(shù)在無需刀具、模具及復雜工藝的條件下迅速地將設計變?yōu)閷嵨铩?/p>

目前可用于直接制造金屬功能零件的快速成型方法主要有：包括選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)、直接金屬粉末激光燒結(jié)、選區(qū)激光熔化技術(shù)、激光近凈成形技術(shù)和電子束選區(qū)熔化技術(shù)等。本項目以熔融沉積快速成型為例，主要材料ABS和PLA。熔融擠出成型（FDM）工藝的材料一般是熱塑性材料，以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結(jié)。每一個層片都是在上一層上堆積而成，上一層對當前層起到定位和支撐的作用。

3虛擬現(xiàn)實設計發(fā)展

隨著5G時代的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也成為我們產(chǎn)品交互方式之一，無論是在醫(yī)療、產(chǎn)品、裝飾裝修、娛樂等方面都有所涉及。在三維模型動畫的基礎之上，加入第一視角的空間VR視覺效果，添加VR環(huán)境的交互，在真空浸漆設備設計中，可更直觀地掌握其浸漆工藝原理，設備模型創(chuàng)建以及市場運營管理，減少成本的同時也給予一定的趣味性。

4結(jié)論

本項目基于3D建模動畫技術(shù)，依據(jù)浸漆工藝原理，創(chuàng)建浸漆設備模型，制作設備動畫演示。將3D建模動畫技術(shù)與實際產(chǎn)品制造進行有機結(jié)合，通過3D打印技術(shù)展示模型，營造出3D的效果圖，添加VR環(huán)境的交互在真空浸漆設備設計中，熟練掌握浸漆工藝及建模操作。通過對設備模型靈活性的運用，實現(xiàn)設備產(chǎn)品多功能化與人性化的技術(shù)研發(fā)。通過完善設備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，運用動畫制作展現(xiàn)設備運行的動態(tài)仿真。利用3D建模動畫技術(shù)可以加快設計過程，減少設計成本時間的同時，有利于產(chǎn)品快速開發(fā)，使企業(yè)在商業(yè)運營中更好地推廣及宣傳產(chǎn)品。

5參考文獻：

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[3]張允希.基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)分析[J].技術(shù)與市場，2020，27（10）：100-101.

作者介紹：

姓名：陳泳伊，2000.09.27性別：女，漢族，籍貫：遼寧省綏中市，學生，學歷：本科專業(yè)：產(chǎn)品設計

姓名：趙華，1983.07.18，性別：女，漢族，籍貫：遼寧錦州市，講師，學歷：碩士，研究方向：產(chǎn)品設計

姓名：郭洋，1980.07.15，性別：女，漢族，籍貫：遼陽市，講師，研究方向：機械設計及理論

通訊作者姓名：趙華，沈陽航空航天大學

項目來源：遼寧省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（X202010143113）