七、面向制造（3D打?。┑膸缀卧O(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)或者打印出來的物體不滿足用戶的需求。這時(shí)，就需要經(jīng)過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法正常發(fā)揮功能。

   3D打印技術(shù)近年來發(fā)展很快，可以預(yù)見，3D打印在智能制造、中國制造2025與工業(yè)4.0、云制造等領(lǐng)域會發(fā)揮著非常重要的作用。未來在各個(gè)行業(yè)都有著廣闊的應(yīng)用，網(wǎng)上的報(bào)道很多，在此不詳述。

   從科研的角度來看，3D打印中的幾何設(shè)計(jì)與優(yōu)化仍有許多新的問題和新的方向值得去探索。筆者這里列舉幾個(gè)我們正在思考和從事研究的問題和方向，以供大家探討交流。

  4. 4D打?。褐悄懿牧?Smart Material)，在外界環(huán)境激勵(lì)下，如溫度場、電磁場、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打印對于制造業(yè)所帶來的變革將是深遠(yuǎn)的，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。



工業(yè)級3d打印機(jī)是按應(yīng)用方向而加以區(qū)別的一個(gè)總稱，它泛指能滿足工業(yè)生產(chǎn)需要的各種方向的設(shè)備，也有許多類型的技術(shù)，通常見幾種類型：具有超高精度和打印表面質(zhì)量的光固化技術(shù)，可直接打印金屬制品的激光粉末燒結(jié)，以及成熟和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的FDM3D打印機(jī)。一般來說，工業(yè)級意味著對產(chǎn)品性能的更高要求，如精度、速度、尺寸、打印質(zhì)量，以及穩(wěn)定性、續(xù)航能力、使用壽命等高負(fù)荷工作。確定需求后，選擇合適的產(chǎn)品，顯然是關(guān)鍵。