開源藝術雕刻軟件在創意工藝品中制造的應用

傅駿 鄧鵬玲 譙攀 馮姍 廖先強

1、四川工程職業技術學院材料工程系 2、西華大學材料科學與工程學院 3、四川理工學院美術學院

開源藝術雕刻軟件在創意工藝品中制造的應用

傅駿1鄧鵬玲1譙攀2馮姍3廖先強1

1、四川工程職業技術學院材料工程系 2、西華大學材料科學與工程學院 3、四川理工學院美術學院

開源軟件是開放源代碼的軟件，免費使用。采用開源藝術雕刻軟件Sculptris繪制了3D模型，利用3D打印機獲得ABS模樣，粘接蠟質澆注系統，通過熔模鑄造獲得了金屬材質創意工藝品。

開源軟件；Sculptris；創意工藝品

創意工藝品別出心裁、與眾不同，滿足了人們日益增長的個性化需求。創新創業團隊承擔了四川省大學生創新創業訓練計劃項目“基于熔融沉積FDM的金屬材質創意工藝品制造實踐”，將用戶的創意打印成3D模樣，通過鑄造手段生產金屬材質創意工藝品。主要流程見圖1[1]。

圖1 金屬材質創意工藝品生產流程

從圖1可以看出，要得到3D模樣，首先要有3D模型。3D模型的來源有下載、軟件自帶、三維掃描、繪制等方式。本課題采用開源藝術雕刻軟件Sculptris繪制3D模型進行了試驗。

1 開源藝術雕刻軟件Sculptris

藝術雕刻軟件Zbrush，它的功能強大但價格昂貴。開源軟件是指開放源代碼的軟件，任何人都可以免費使用它全部功能[2]。目前流行的開源藝術雕刻軟件有Blender、Sculptris等。考慮到功能和操作的方便性，團隊成員選用了Sculptris。圖2是Sculptris的界面。

圖2 Sculptris的界面

2 利用Sculptris繪制3D模型

Sculptris的9種筆刷完成主要的繪制功能，如表1所示。選擇每種筆刷后，中間位置會顯示相應的圖標，并可以進行相應的設置。

表1 Sculptris的9種筆刷

Sculptris的主要功能是由左上方9個按鈕來完成的。以繪制一只小狗為例，其繪制基本過程是，拖動小狗身體，用膨脹的方法拖出狗的尾巴、塑造頭部、拖動耳朵、用折痕畫出耳朵的空洞、制作面部五官等。圖3是團隊成員利用Sculptris繪制小狗3D模型的兩個步驟。

2.四川省教育廳“開源軟件在增材制造創新教育中應用探索與實踐”（17SB0411）。

3 制造金屬材質創意工藝品

3D打印又被稱為“增材制造”，原材料利用率高、單件成本與生產批量無關。主要的3D打印技術有熔融沉積（FDM）、選擇性激光燒結（SLS）、立體印刷（SLA）、三維打印（3DP）等。其中，FDM技術的設備與原材料價格便宜、成型時間短、成品的精度滿足使用要求，成為人們的首選[3]。

將上面的3D模型輸出為stl格式。采用熔融沉積FDM打印機打印，獲得3D模樣。圖4是打印得到的3D模樣。

圖4 3D模樣

將3D模樣在熔模鑄造企業，粘接蠟質澆冒系統，5天后生產獲得金屬材質創意工藝品。經過后處理順利交貨。圖5是本次試驗獲得的金屬材質創意工藝品。

4 結束語

圖5 金屬材質創意工藝品

生產金屬材質創意工藝品首先必須有3D模型。3D模型的來源有下載、軟件自帶、三維掃描、繪制等方式。創新團隊選用開源藝術雕刻軟件Sculptris繪制了3D模型，然后通過3D打印、熔模鑄造、后處理等工序，獲得了金屬材質創意工藝品，推進了創新創業課題進展。部分關鍵技術正在申報專利。

[1]傅駿,魏繼業,譙攀,殷國富.單件鑄鋼件藝術品的快速熔模鑄造實踐[J].鑄造技術,2016(11)∶2491～2493.

[2]傅駿,范義俠,朱源東,殷國富.開源軟件FreeCAD在鑄造CAE三維建模中的應用實踐[J].熱加工工藝,2016(19)∶105～107.

[3]傅駿,賈定磊,陳浩,楊霞,馮姍,譙攀.3D 打印技術用于砂型鑄造工藝品的實踐[J].鑄造技術,2017(06)∶1500～1502.

∶傅駿，男,1973年出生,四川儀隴人,教授,研究方向∶數字化設計與制造、職業教育。

∶1.四川省大學生創新創業訓練計劃項目“基于3D打印與泥范鑄造的青銅器制造實踐”（201712763001）