難忘那次3D之旅

王劍宇

四月的一個周末，我有幸參加了創趣3D體驗課。與以往的參觀學習不同，這次體驗課上，我不僅了解了3D打印技術的發展和應用、3D打印機的結構原理和3D軟件的功能，更主要的是意識到這種技術可以真正改變我們的生活！

老師在課上做了一個六面體的擲子和一張個性化名牌，對于我這個從小喜歡計算機的學生來說，學會了新方法后，我的思緒早就飛出教室，開始構建我的設計了！

回家的路上，我想起前段時間不小心打碎的一只茶杯，能不能做一只補上？有了這個想法，我馬上開始行動。

第一步：學習123D Design軟件功能

先做簡單模型，從“基本模型”中選擇“立方塊”，移動鼠標，一個3D立方塊會跟隨鼠標移動，點擊鼠標，模型被安置在屏幕上，再用鼠標選擇它時，出現“移動”“縮放”等編輯功能，執行這些功能并不斷修改模型外觀。

“草圖”提供了繪制矩形、圓、多邊形、手繪曲線等功能，利用這些功能可以繪制平面圖，再利用平面圖構造3D模型。

“聯合”可利用兩個3D模型完成合并、減去、相交等功能，生成新的3D模型。

第二步：測量茶杯尺寸

茶杯的結構較簡單：上半部分的六棱柱高為40mm，外接圓直徑為60mm。下半部分是倒立的球臺，高為15mm。上底半徑等于六棱柱底面的內切圓半徑，下底直徑為36mm。

第三步：制作茶杯3D模型

首先繪制茶杯底面圓，直徑為36mm。接下來繪制外接圓直徑為60mm的六邊形，并讓它沿Z坐標軸上移15mm。利用復制、粘貼功能得到一個六邊形的復制品，上移40mm，得到三個中心坐標對齊的面，見圖1。

接下來從下往上依次選中圖1中的3個截面，利用3D軟件“放樣”功能生成3D模型。結果制作出的產品是個“胖子”，但檢查我測量的數據和繪制的草圖都正確。正在我愁眉不展時，突然眼前一亮：原來是茶杯的外緣超過了草圖！再加幾個六邊形截面就能解決問題。經過多次嘗試，我確定了草圖布局，如圖2所示。

模型制作完成后，需被掏空才能變成茶杯，聯合的“減去”和編輯的“抽殼”都有掏空功能，只需定義杯壁的厚度即可。但實踐了幾次都未能達到理想效果，我懷疑命令的操作有問題。最終發現，原來“抽殼”功能不能用于圓和六邊形等通過“放樣”得到的復雜模型中。

我改用聯合的“減去”功能，先復制實心模型，再按比例縮小模型，接著沿高度方向放大模型，最后從原模型減去副本得到茶杯模型，修改其材質后得到如圖3所示的模型。

第四步：模型打印輸出

3D模型在打印前需要使用軟件做切層處理，打印時正確設置打印尺寸，打印設備采用da Vinci 1.1 Plus 3D打印機。結果出來后，杯壁太薄，只有0.5mm，裝水后有滲漏現象，于是我將模型尺寸調整為2mm，結果較為滿意，如圖4所示。把打印好的茶杯與原來的茶具放在一起，竟然能以假亂真，見圖5。

通過這次創作，我體驗到新技術的精妙，計算機把傳統設計變得簡單，3D打印機快速地把構思變成產品，精度高、周期短，即環保又經濟。今后我要認真學習新知識，積極探索新領域，掌握更多的知識和技能。