标本3D打印

前言

3D打印可应用于任何行业,工业模型设计好,在批量化生产及模具设计之前,需对零件或设计的物品实例化分析,一般情况下就需要使用3D打印方式按一定比例打印设计出模型,通过对打印出模型进行详细分析后,更快速的实现对零件产品的改进,如航空航天国防正是采用了这种方式,大大降低生产成本与研发周期;医疗行业采用3D打印技术早已实现市场化,如3D打印的骨头、牙齿等;博物馆通常使用很复杂的替代品来保护原始作品不受环境或意外事件的伤害,但是运用3D打印技术,将急需保护的文物通过3D打印的方式复制出来,能将艺术或文物的影响传递给后人;建筑行业的工程师与设计师早已接受采用3D打印方式打印设计的建筑模型,这种方法速度快、成本低、环保,而且制作精美,既可以实现设计者的思路,又可以节省大量的人力物力;制造业也需要很多的3D打印产品,因为3D打印无论在成本、速度和精度上都要比传统的制造要好很多,3D打印技术可适合大规模的生产,所以制造业利用3D技术能带来很多益处,甚至质量控制都能实现可控。

昆虫3D打印

澳大利亚的研究人员采用3D打印机制作出了放大版的昆虫标本,澳大利亚的昆虫种类很多,比如长达20英寸的泰坦竹节虫,以及微小的昆虫,为了能将这些微小的昆虫打印出来,研究人员利用3D打印技术,制作出了放大多倍的3D副本。

上图是按1:1比例打印的甲虫模型

上图是在没有上色前打印出的甲虫模型。

可行性

当前主流的3D打印包括FDMSLA两种方式,昆虫因为其体积较小,因此必须将其等比例放大后才可3D打印,昆虫因其结构特征中包含很多复杂的元素,如触角、长足、齿盘等,如果不包含上述复杂结构特征,可采用FDM方式,采用0.2的喷头0.1层高,基本可正常打印,如果结构再稍微复杂一点,比如有翅脉结构的昆虫,也可用FDM方式,但需要在切片软件中打开全部支撑功能,采用加支撑的方式打印,也能正常打印出需要的昆虫特征,对于特别复杂的昆虫,如长触角,则需采用SLA光固化打印方式,采用SLA方式打印,同样需要打开支撑,而且是否能打印成功,昆虫建模的过程也非常关键,设计结构不合理的昆虫,无论哪种方式,都不一定能成功打印。

因此通过3D打印方式打印昆虫标本是可行的一种设计方案,但昆虫建模的过程非常重要,建模人员不仅仅需熟练掌握建模软件,而且必须具备昆虫特征识别的基本常识。

目前常见的3D绘图软件包括SolidWorksCinema 4DRhinoZbrush3DMaxProEUGMayaAUTOCAD等,这些3D绘图软件各有各的优势,也各具其独特的特点,有些适合建筑设计、景观设计,有些适用于机械零件的绘制,有些适用于广告、电影、工业设计方面,而昆虫模型的3D建模必须按模型的特点,选择合适的绘图与建模软件。